Raffreddamento Peltier per ZWO Astro Camera: 10 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Dopo essere incappato in questi due video di YouTube che mostrano come aggiungere il raffreddamento a un'Astro Cam ZWO Optics non raffreddata

Guida fai-da-te Realizzazione di un mod ventola di raffreddamento Peltier per ZWO ASI120MC S

Raffreddatore Peltier per fotocamere ZWO - Basato su Vid. di Martin Pyott

Ho pensato di fare un tentativo io stesso.

La mia mod completata è mostrata nell'immagine sopra.

Passaggio 1: strumenti e materiali

UTENSILI

• Un trapano con punte da trapano da 4 mm e a gradini.
• Lime (tonde e piatte)
• Dremel o simili con attacco a lama circolare.
• Saldatore con saldatura, flusso ecc. Più tubo termoretraibile.
• Coltello artigianale.
• Set di perforatori vuoti.
• Cacciaviti (posidrive e piatti)
• seghetto
• 1/4"-20 Tap & Die (opzionale)

MATERIALI

Per cominciare hai bisogno di una fotocamera ZWO Optics, una versione non raffreddata, abbastanza sicuro che siano tutti dotati di supporti per treppiede standard M4 e 1/4 sul retro, ma dovrai verificarlo.

Ho usato il mio 224MC per questa mod.

• Ventola 12vdc per socket Intel 1150, 1155, 1156 o 775. Ho scelto: ARCTIC Alpine 11 Pro Rev.2 per via dell'anti-vibrazione e del prezzo.
• TEC1 - 12703 Raffreddatore termoelettrico Peltier 12v 3a 40mm x 40mm. Questi sono disponibili in molti posti.
• DC12V -50-110°C W1209WK Termostato Digitale Controllo della Temperatura
• Scatola di ingresso alimentazione e controllo principale: CONTENITORE PROJECT BOX 79 X 61 X 40 MM
• Scatola di distribuzione dell'energia satellitare: Scatola di giunzione 60x36x25mm
• Foglio di gomma EPDM da 2 mm di almeno 100 mm x 100 mm quadrati.
• Asta in rame pieno di diametro 1/4" di almeno 100 mm di lunghezza (opzionale).
• Foglio in neoprene da 6 mm di almeno 200 mm x 200 mm quadrato incluso adesivo in neoprene.
• Cavo a 7 conduttori 5a rating come questo
• Cuffie antistrappo per cavi.
• Bulloni in nylon M4 di varie lunghezze con rondelle abbinate, dadi e alcuni dadi a farfalla abbinati.
• Composto a trasferimento termico adatto all'uso dell'alluminio.
• Parti in alluminio tagliate al laser come da disegni allegati, tutte in alluminio da 2 mm. Sarà necessario tagliare 2 x DIMA GUARNIZIONE.
• 1 x 40 mm x 40 mm x 6 mm blocco di alluminio

Puoi vedere che ci sono 2 file di disegno CAMERA BACK, uno è con il ritaglio centrale del treppiede da 1/4 e uno senza, quale percorso prendere dipende da te.

Passaggio 2: la lavorazione dei metalli

Dopo aver ricevuto le parti in alluminio tagliate al laser, tutte dovranno essere sbavate per rimuovere i bordi ruvidi.

In alternativa, potresti far tagliare le parti a getto d'acqua poiché credo che questo dia una finitura migliore e non sarebbe necessaria la sbavatura.

Passaggio 3: realizzazione della guarnizione

1. Appoggiando uno dei pezzi della DIMA GUARNIZIONE sul foglio di gomma EPDM, segnare con attenzione le posizioni dei quattro fori di fissaggio M4 e il foro di montaggio del sensore di temperatura più grande.
2. Rimuovere il pezzo modello dal foglio EPDM e utilizzando punzoni cavi adatti ritagliare questi fori contrassegnati.
3. Allineare entrambi i pezzi del MODELLO DI GUARNIZIONE con questi fori su entrambi i lati del foglio EPDM e fissarli con alcuni bulloni in nylon M4, inserendo saldamente l'EPDM tra di loro.
4. Usando un taglierino affilato, tagliare con attenzione tutto l'EPDM di accesso dai pezzi del MODELLO DI GUARNIZIONE compreso il ritaglio quadrato centrale.
5. Rimuovere i bulloni di fissaggio in nylon per rivelare una guarnizione in EPDM.

Passaggio 4: fotocamera posteriore

Attraverso tentativi ed errori ho scoperto che potevo aiutare ulteriormente il raffreddamento utilizzando il foro di montaggio del treppiede da 1/4 al centro della fotocamera.

In questo modo il dito di raffreddamento si avvicina di circa 5 mm al sensore di immagine e direttamente dietro di esso.

Questo passaggio è facoltativo, ecco perché ho incluso due disegni CAMERA BACK, uno con il foro centrale e uno senza.

1. File un leggero cono sull'estremità dell'asta di rame per facilitare il taglio del filo.
2. Usando una fustella UNC da 1/4"-20, tagliare un filo sull'asta di rame come per una normale procedura di taglio del filo. Tagliare un po' più di filo del necessario (circa 5 mm effettivamente necessari), poiché lo rende più facile da maneggiare.
3. Usando un maschio da 1/4"-20 UNC, taglia un filo nel foro centrale del pezzo CAMERA BACK, questo non richiederà molto, forse solo due giri al massimo.
4. Prova a inserire la barra di rame filettata nel foro filettato, dovrebbe avvitarsi facilmente ed essere perpendicolare alla faccia POSTERIORE DELLA FOTOCAMERA.
5. Testare attentamente l'inserimento dell'asta filettata nel foro di montaggio del treppiede della fotocamera vera e propria, anche in questo caso dovrebbe avvitarsi facilmente senza danneggiare o sollecitare l'involucro della fotocamera.
6. Ora fissa il CAMERA BACK alla fotocamera usando solo due bulloni in nylon M4 inseriti nei fissaggi esterni del treppiede della fotocamera.
7. Avvitare l'asta di rame filettata attraverso il pezzo CAMERA BACK e nel foro di montaggio centrale del treppiede della fotocamera. Fallo con attenzione, non stringere troppo e fermati non appena lo senti stringere.
8. Contrassegnare e tagliare con cura l'asta di rame in eccesso sporgente con un seghetto. Se graffi la superficie del pezzo CAMERA BACK come ho fatto io, non preoccuparti troppo perché la lana d'acciaio e lo smalto per metalli rimuovono molti graffi e il composto termico riprende il gioco.
9. Molto probabilmente il grano filettato in rame che hai ora realizzato sarà leggermente orgoglioso del pezzo CAMERA BACK e difficile da serrare, ancora, usando un seghetto taglia una fessura nella parte superiore per consentire l'uso di un cacciavite piatto, mente non troppo profonda, appena sufficiente.
10. Usa una lima per far sì che questo grano di rame appena realizzato si trovi a filo con la faccia esterna del RETRO DELLA FOTOCAMERA.
11. Come ho detto prima, usa lana d'acciaio e lucido per metallo per rimuovere i peggiori graffi fatti sul pezzo CAMERA BACK durante questo processo.

Passaggio 5: struttura principale

1. Appoggiare la CAMERA BACK sulla parte posteriore della telecamera e inserire la vite di fissaggio in rame attraverso e nel foro centrale di montaggio del treppiede della telecamera, se si utilizza questo metodo.
2. Appoggiare la guarnizione in EPDM, allineando accuratamente i fori con il pezzo CAMERA BACK.
3. Posiziona il pezzo di alluminio PRINCIPALE su questo allineando i quattro fori di fissaggio M4 con la guarnizione EPDM e il RETRO DELLA FOTOCAMERA assicurandoti che la porta USB della fotocamera sia a ore 6 e che la sezione rettangolare del pezzo di alluminio PRINCIPALE sia di 90 gradi rispetto a questo. Il mio è sul lato destro.
4. Fissare insieme utilizzando bulloni in nylon M4 tagliati alla lunghezza corretta per una buona aderenza.
5. Metti una bella goccia di composto termico sopra il grano di rame, se usato.
6. Spalmare uno strato sottile e uniforme di composto sul blocco di alluminio da 6 mm x 40 mm x 40 mm e schiacciarlo nel taglio quadrato della guarnizione con il lato rivolto verso il basso.
7. In base alle dimensioni della ventola di raffreddamento che ho usato, ci sarebbero dovuti essere solo 4 mm tra la superficie di montaggio e la parte inferiore del dissipatore di calore, quindi dato che ora ci sono 2 mm del blocco di alluminio che sporgono sopra la superficie del pezzo di alluminio PRINCIPALE e che il TEC1 ha uno spessore di 4 mm, ho pensato che sarebbe stato sufficiente, ma ho scoperto che non era ancora abbastanza sicuro e l'ho superato radendo i piedi sulla culla di montaggio della ventola, vedi le immagini, dovrai verificarlo su qualsiasi ventilatore che usi.
8. Montare il supporto di montaggio della ventola sul pezzo PRINCIPALE, fissandolo con bulloni in nylon, rondelle e utilizzando dadi a farfalla su tutti i bulloni tranne quello situato in linea con la porta USB della fotocamera. Questo facilita la rimozione in qualsiasi momento e quello in linea con la porta USB non ha spazio per un dado a farfalla.
9. Capire da che parte è il lato freddo del TEC1 collegandolo molto rapidamente a una batteria AA, posizionare il TEC1 tra le labbra che sono molto più sensibili aiuterà ma sii veloce, è facile distruggere il TEC1 facendolo funzionare senza un dissipatore di calore.
10. Spalmare uno strato sottile e uniforme di composto su entrambi i lati del TEC1 e posizionarlo sul blocco di alluminio sporgente con il lato freddo rivolto verso il basso rivolto verso la fotocamera.
11. Ora posiziona la ventola e il dissipatore di calore sulla parte superiore di questo e fissa il gruppo alla sua base di montaggio.

Passaggio 6: cablaggio e controllo

1. Utilizzando un Dremel con l'accessorio per lame circolari, ritagliare una sezione nel coperchio dell'involucro del controllo principale e dell'ingresso di alimentazione e montare l'unità di controllo della temperatura del termostato.
2. Utilizzare un trapano a gradini per praticare i fori nell'involucro per la presa di ingresso del jack CC, l'uscita del cavo a 7 conduttori (che consente lo scarico della trazione) e, se presente, il portafusibili.
3. Se si utilizza un fusibile, saldare il +ve in dal pin centrale della presa jack CC al portafusibile.
4. Sul lato dell'uscita del fusibile saldare 2 fili, 1 sarà un'alimentazione +ve diretta alla ventola e l'altro è l'alimentazione +ve alla connessione 1, l'ingresso +ve dell'unità di controllo della temperatura del termostato, vedere il passaggio successivo.

5. L'unità di controllo della temperatura del termostato dovrebbe essere dotata di contrassegni che mostrano dove effettuare i collegamenti +ve e -ve, ma in caso contrario, fare riferimento all'immagine 2 dove i connettori del blocco quattro collegamenti da 1 a sinistra a 4 a destra sono i seguenti:

   1. +ve in, alimentazione principale all'unità di controllo
   2. -ve in e anche -ve comune alimentano tramite cavo a 7 conduttori alla scatola Satellite Power Distribution (S. P. D)
   3. +ve in cavo di collegamento dal pin 1 per relè
   4. +ve fuori, alimenta tramite cavo a 7 conduttori a Peltier +ve (cavo giallo nella mia immagine)
6. Tagliare una breve sezione di cavo dall'estremità della spina del sensore di temperatura, spingere saldamente la spina sulla scheda di controllo della temperatura del termostato e collegare due cavi al cavo a 7 conduttori.
7. Segnare e praticare i due fori M4 per montare la scatola S. P. D sul telaio PRINCIPALE in alluminio.
8. Utilizzando un trapano a gradini, ritagliare un punto di ingresso per il cavo a 7 conduttori, compreso il pressacavo e il punto di uscita del cavo nell'S. D. P.
9. La scatola S. P. D è dove vengono realizzati tutti i collegamenti finali alla ventola, al sensore di temperatura e al TEC1.

10. Nella scatola S. P. D ti collegherai dal cavo a 7 conduttori:

    1. Un -ve comune alla ventola -ve e TEC1 -ve
    2. Un +ve al tifoso
    3. Un +ve al TEC1
    4. Due connessioni al sensore di temperatura
11. Ci saranno due cavi inutilizzati nel cavo a 7 core, li ho lasciati per un possibile uso futuro della funzione PWM della mia ventola.
12. Assicurarsi che la parte superiore del sensore di temperatura si adatti perfettamente al foro di montaggio della guarnizione in EPDM e del RETRO DELLA FOTOCAMERA, potrebbe essere necessaria una limatura e che il cavo esca attraverso il foro più piccolo praticato nel telaio PRINCIPALE, potrebbe essere necessaria una nuova limatura. Il sensore di temperatura dovrebbe adattarsi molto saldamente al corpo della fotocamera e la giacca in neoprene (vedi punto 7) aiuterà a tenerlo lì.
13. Termoretraibile tutti i cavi per una maggiore protezione.

Passaggio 7: isolamento

Potrebbe sembrare strano aggiungere uno strato isolante alla fotocamera mentre stiamo cercando di raffreddarla, ma prima di farlo ho letto molti articoli di progetti simili in cui il raffreddamento era ostacolato dalla formazione di rugiada sulla fotocamera e ciò sopprimendo ulteriormente questa formazione di rugiada il raffreddamento potrebbe essere ottenuto senza bisogno di più energia per farlo.

Crea semplicemente una giacca isolante aderente per la tua fotocamera in neoprene da 6 mm e infilala.

Passaggio 8: test

Prima dell'uso dovrai sapere come è configurata e funziona l'unità di controllo della temperatura del termostato e sfortunatamente l'unità stessa non viene fornita con alcuna istruzione, ma grazie a Buddy Moore per aver creato una serie di istruzioni che includerò qui. (vedi PDF Scarica sotto)

Il video che ho pubblicato qui mostra un timelapse del dispositivo di raffreddamento che funziona senza la fotocamera accesa, quindi nessun calore del sensore di immagine.

Mostra la temperatura ambiente iniziale tramite il sensore di temperatura contro l'involucro esterno della fotocamera come 23,8°C.

Il timelapse copre quasi esattamente 45 minuti di tempo reale prima che la temperatura scenda a 0,7°C e non scenda più.

A questo punto ho quindi collegato il cavo USB della fotocamera e l'ho collegato al mio laptop con SharpCap Pro 3 dove la temperatura interna della fotocamera è mostrata come -0,5°C

Dopo 1 minuto e ancora connesso a SharpCap, la temperatura esterna era 1,5°C mentre quella interna mostrava 3,8°C

Passaggio 9: in azione

Solo alcune immagini che mostrano la configurazione in situ sul mio cannocchiale Celestron CPC9.25.

Scusate il rumore sul video, è l'autofocus rumoroso dell'obiettivo della mia reflex digitale.

Passaggio 10: risultati

Ecco alcuni dark frame risultanti presi come sub 10 x 10 min tramite SharpCap Pro 3.

L'immagine 1 è senza raffreddamento e la temperatura massima era 29,7 ° C

L'immagine 2 è uno zoom 4x dell'immagine 1.

L'immagine 3 è con raffreddamento e la temperatura massima era di 7,3 ° C

L'immagine 4 è uno zoom 4x dell'immagine 3.

Puoi vedere che il rumore è notevolmente ridotto.