Охлаждение Пельтье для астрокамеры ZWO: 10 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Наткнувшись на эти два видеоролика на YouTube, показывающие, как добавить охлаждение неохлаждаемой камере ZWO Optics Astro Cam

Руководство DIY Изготовление мода вентилятора охлаждения Пельтье для ZWO ASI120MC S

Кулер Пельтье для камер ZWO - по мотивам видеоролика Мартина Пайотта

Я думал, что сам попробую.

Мой завершенный мод показан на изображении выше.

Шаг 1. Инструменты и материалы

ИНСТРУМЕНТЫ

• Сверло с 4 мм и ступенчатыми сверлами.
• Напильники (круглые и плоские)
• Dremel или аналогичный инструмент с круглым лезвием.
• Паяльник с припоем, флюсом и т. Д. Плюс термоусадочная трубка.
• Ремесленный нож.
• Набор полых пуансонов.
• Отвертки (плоские и плоские)
• Ножовка
• 1/4 "-20 Tap & Die (опционально)

МАТЕРИАЛЫ

Для начала вам понадобится камера ZWO Optics, неохлаждаемая версия, почти наверняка все они поставляются со стандартными креплениями для штатива M4 и 1/4 дюйма сзади, но вам нужно это проверить.

Я использовал свой 224MC для этого мода.

• Вентилятор 12vdc для сокетов Intel 1150, 1155, 1156 или 775. Я выбрал: ARCTIC Alpine 11 Pro Rev.2 из-за антивибрации и цены.
• TEC1 - 12703 12v 3a Термоэлектрический охладитель Пельтье 40 мм x 40 мм. Они доступны во многих местах.
• DC12V -50-110 ° C W1209WK Цифровой термостат контроля температуры
• Главный блок управления и питания: КОРПУС ПРОЕКТНОЙ КОРОБКИ 79 X 61 X 40 мм
• Распределительная коробка спутникового питания: распределительная коробка 60x36x25 мм
• Лист каучука EPDM 2 мм размером не менее 100 мм x 100 мм квадрат.
• Сплошной медный стержень диаметром 1/4 дюйма длиной не менее 100 мм (опция).
• Лист неопрена толщиной 6 мм, размером не менее 200 мм x 200 мм, включая неопреновый клей.
• 7-жильный кабель 5a рейтинг как это
• Сапоги для снятия натяжения кабеля.
• Нейлоновые болты M4 различной длины с подходящими шайбами, гайками и несколькими гайками-барашками.
• Паста для термопереноса, пригодная для использования с алюминием.
• Лазерная резка алюминиевых деталей по прилагаемым чертежам, все из алюминия толщиной 2 мм. Необходимо будет разрезать 2 ШАБЛОНА ПРОКЛАДКИ.
• 1 блок из алюминия 40 мм x 40 мм x 6 мм

Вы можете видеть, что есть 2 файла чертежей CAMERA BACK, один с центральным вырезом для крепления на штатив 1/4 дюйма, а другой - без него, выбор маршрута зависит от вас.

Шаг 2: Металлоконструкции

После получения алюминиевых деталей, вырезанных лазером, все они должны быть очищены от заусенцев, чтобы удалить неровности.

В качестве альтернативы вы можете вырезать детали водяной струей, поскольку я считаю, что это дает лучшую отделку, и удаление заусенцев не потребуется.

Шаг 3: Изготовление прокладки

1. Положив одну из частей ШАБЛОНА ПРОКЛАДКИ на резиновый лист EPDM, аккуратно отметьте положения четырех крепежных отверстий M4, а также отверстия для крепления датчика температуры большего размера.
2. Снимите шаблон с листа EPDM и с помощью подходящих полых вырежьте эти отмеченные отверстия.
3. Совместите обе части ШАБЛОНА ПРОКЛАДКИ с этими отверстиями по обе стороны листа EPDM и закрепите несколькими нейлоновыми болтами M4, плотно вставив между ними EPDM.
4. Используя острый нож для ручной работы, аккуратно срежьте весь доступ EPDM с частей ШАБЛОНА ПРОКЛАДКИ, включая центральный квадратный вырез.
5. Снимите нейлоновые зажимные болты, чтобы открыть прокладку из EPDM.

Шаг 4: камера назад

Методом проб и ошибок я обнаружил, что могу улучшить охлаждение, используя отверстие для крепления штатива 1/4 дюйма в центре камеры.

В результате охлаждающий палец будет примерно на 5 мм ближе к датчику изображения и прямо за ним.

Этот шаг не является обязательным, поэтому я включил два рисунка ЗАДНЕЙ КАМЕРЫ, один с центральным отверстием, а другой - без него.

1. Сделайте небольшой конус на конце медного стержня, чтобы облегчить нарезание резьбы.
2. Используя матрицу UNC 1/4 "-20", нарежьте резьбу на медном стержне в соответствии с обычной процедурой нарезания резьбы. Нарежьте немного больше резьбы, чем необходимо (фактически требуется около 5 мм), так как с ней легче обращаться.
3. Используя метчик UNC 1/4 "-20", нарежьте резьбу в центральном отверстии ЗАДНЕЙ ЧАСТИ КАМЕРЫ, это не займет много времени, возможно, всего два оборота.
4. Протестируйте резьбовой медный стержень в резьбовое отверстие, он должен легко ввинчиваться и располагаться перпендикулярно лицевой стороне ЗАДНЕЙ КАМЕРЫ.
5. Тщательно проверьте установку стержня с резьбой в крепежное отверстие штатива камеры, он должен легко ввинчиваться, не повреждая корпус камеры и не подвергая его деформации.
6. Теперь прикрепите заднюю часть КАМЕРЫ к камере с помощью всего двух нейлоновых болтов M4, вставленных во внешние крепления штатива камеры.
7. Вкрутите медный стержень с резьбой через заднюю часть КАМЕРЫ в центральное монтажное отверстие штатива камеры. Делайте это осторожно, не затягивайте слишком сильно и остановитесь, как только почувствуете затяжку.
8. Тщательно разметьте и срежьте ножовкой выступающий лишний медный стержень. Если вы потрете поверхность ЗАДНЕЙ ЧАСТИ КАМЕРЫ, как я, не беспокойтесь слишком сильно, так как стальная вата и полироль для металла удаляют много царапин, а термопаста устраняет слабину.
9. Скорее всего, медный установочный винт с резьбой, который вы сделали, будет немного гордиться ЗАДНЕЙ ЧАСТЬЮ КАМЕРЫ, и его будет трудно затянуть, опять же, с помощью ножовки прорежьте прорезь в верхней части, чтобы можно было использовать плоскую отвертку, не слишком глубоко., достаточно.
10. Воспользуйтесь напильником, чтобы установить этот недавно сделанный медный установочный винт заподлицо с внешней поверхностью ЗАДНЕЙ ЧАСТИ КАМЕРЫ.
11. Как я уже говорил ранее, используйте стальную вату и полироль для металла, чтобы удалить самые сильные царапины, нанесенные на ЗАДНЮЮ ЧАСТЬ КАМЕРЫ во время этого процесса.

Шаг 5: Основная структура

1. Положите КАМЕРУ на заднюю поверхность камеры и вставьте медный установочный винт в центральное монтажное отверстие штатива камеры, если используется этот метод.
2. Установите прокладку из EPDM, аккуратно совместив отверстия с ЗАДНЕЙ ЧАСТЬЮ КАМЕРЫ.
3. Поместите ГЛАВНУЮ алюминиевую деталь поверх нее, совместив четыре крепежных отверстия M4 с прокладкой из EPDM и ЗАДНЕЙ КАМЕРЫ, убедившись, что порт USB камеры находится на 6 часов, а прямоугольная часть ГЛАВНОЙ алюминиевой детали находится под углом 90 градусов к этому. Моя находится справа.
4. Закрепите вместе нейлоновыми болтами M4, обрезанными до нужной длины для хорошей плотной посадки.
5. Поместите красивую каплю термопаста на медный установочный винт, если он используется.
6. Нанесите тонкий ровный слой компаунда на алюминиевый блок размером 6 мм x 40 мм x 40 мм и вдавите его в квадрат, вырезанный из прокладки, стороной вниз.
7. Согласно размерам охлаждающего вентилятора, который я использовал, между монтажной поверхностью и нижней стороной радиатора должно было быть всего 4 мм, с учетом того, что теперь 2 мм алюминиевого блока выступают над поверхностью ГЛАВНОЙ алюминиевой детали и что TEC1 имеет толщину 4 мм, я подумал, что этого будет достаточно, но я обнаружил, что он все еще недостаточно надежен, и я преодолел это, сбрив ножки на монтажной подставке вентилятора, см. Изображения, вам нужно будет проверить это в зависимости от того, что вентилятор вы используете.
8. Установите опору вентилятора на ГЛАВНУЮ деталь, закрепив нейлоновыми болтами, шайбами и гайками-барашками все болты, кроме одного, расположенного на одной линии с USB-портом камеры. Это просто упрощает удаление в любое время, а тот, который встроен в порт USB, не имеет места для гайки-бабочки.
9. Выясните, какая сторона является холодной стороной TEC1, очень быстро подключив его к батарее AA, поместив TEC1 между губами, которые намного более чувствительны, но это поможет быстро, TEC1 легко разрушить, запустив его без радиатор охлаждения.
10. Нанесите тонкий равномерный слой состава на обе стороны TEC1 и приложите к выступающему алюминиевому блоку холодной стороной вниз, обращенной к камере.
11. Теперь поместите вентилятор и радиатор сверху и прикрепите сборку к монтажной подставке.

Шаг 6: Подключение и управление

1. Используя Dremel с насадкой для круглого лезвия, вырежьте секцию в крышке корпуса основного блока управления и подачи питания и установите термостатный блок управления температурой.
2. Используйте ступенчатое сверло, чтобы вырезать отверстия в корпусе для входной розетки постоянного тока, вывода 7-жильного кабеля (с учетом разгрузки от натяжения) и, если есть, держателя предохранителя.
3. Если используется предохранитель, припаяйте + ve от центрального контакта гнезда постоянного тока к держателю предохранителя.
4. На стороне выхода предохранителя припаяйте 2 провода: 1 будет прямым положительным подводом к вентилятору, а другой - положительным подводом к разъему 1, положительным входом блока управления температурой термостата, см. Следующий шаг.

5. Блок управления температурой термостата должен иметь маркировку, показывающую, где делать соединения + ve и -ve, но в случае, если это не так, обратитесь к изображению 2, где блочные разъемы четырех соединений от 1 слева до 4 справа выглядят следующим образом:

   1. + ve, основное питание к блоку управления
   2. - вход, а также общий - подвод через 7-жильный кабель к распределительной коробке спутникового питания (S. P. D)
   3. + ve в соединительный кабель от контакта 1 для реле
   4. + ve, подайте через 7-жильный кабель к Пельтье + ve (желтый провод на моем изображении)
6. Отрежьте короткий отрезок кабеля от штекерного конца датчика температуры, надежно наденьте штекер на плату управления температурой термостата и выполните два кабельных соединения с 7-жильным кабелем.
7. Отметьте и просверлите два отверстия M4, чтобы установить коробку S. P. D на ОСНОВНОЙ алюминиевой раме.
8. С помощью ступенчатого сверла вырежьте точку входа для 7-жильного кабеля, включая разгрузку от натяжения и точку выхода кабеля в S. D. P.
9. Коробка S. P. D - это место, где выполняются все окончательные подключения к вентилятору, датчику температуры и TEC1.

10. В коробке S. P. D вы будете подключаться с помощью 7-жильного кабеля:

    1. Общий -ve для вентилятора -ve и TEC1 -ve
    2. Плюс к фанату
    3. Плюс к TEC1
    4. Два подключения к датчику температуры
11. В 7-жильном кабеле будет два неиспользуемых кабеля, я оставил их для возможного использования в будущем функции ШИМ моего вентилятора.
12. Убедитесь, что верхняя часть датчика температуры плотно прилегает к монтажному отверстию прокладки из EPDM и ЗАДНЕЙ ЧАСТИ КАМЕРЫ, может потребоваться некоторая подпиливание и что кабель выходит через меньшее отверстие, просверленное в ОСНОВНОЙ раме, опять же может потребоваться подпиливание. Датчик температуры должен очень плотно прилегать к корпусу камеры, а неопреновая куртка (см. Шаг 7) поможет удержать его там.
13. Термоусадите все кабели для дополнительной защиты.

Шаг 7: изоляция

Может показаться странным добавить изолирующий слой к камере, поскольку мы пытаемся ее охладить, но перед тем, как сделать это, я прочитал много статей о подобных проектах, где охлаждению препятствовало образование росы на камере, а это - дальнейшее подавление этого образования росы. охлаждение может быть достигнуто без дополнительных затрат энергии.

Очень просто сделать плотно прилегающую изоляционную куртку для вашей камеры из неопрена толщиной 6 мм и надеть ее.

Шаг 8: Тестирование

Перед использованием вам нужно будет узнать, как настраивается и работает блок управления температурой термостата, и, к сожалению, сам блок не поставляется с какими-либо инструкциями, но спасибо Бадди Муру за создание набора инструкций, которые я включу сюда. (см. Скачать PDF ниже)

Видео, которое я разместил здесь, показывает таймлапс работы кулера без включения камеры, поэтому датчик изображения не нагревается.

Он показывает начальную температуру окружающей среды через датчик температуры относительно внешнего корпуса камеры как 23,8 ° C.

Таймлапс охватывает почти точно 45 минут реального времени, прежде чем температура упала до 0,7 ° C и больше не упала.

На этом этапе я затем подключил USB-кабель камеры и подключил его к своему ноутбуку с SharpCap Pro 3, где внутренняя температура камеры отображается как -0,5 ° C.

Через 1 минуту при подключении к SharpCap внешняя температура показала 1,5 ° C, а внутренняя - 3,8 ° C.

Шаг 9: в действии

Всего несколько изображений, показывающих установку на месте моего прицела Celestron CPC9.25.

Извините за шум на видео, это шумный автофокус объектива моей цифровой зеркальной фотокамеры.

Шаг 10: результаты

Вот некоторые результирующие темные кадры, снятые как субтитры 10 x 10 минут с помощью SharpCap Pro 3.

Изображение 1 без охлаждения, максимальная температура составляла 29,7 ° C.

Изображение 2 - это 4-кратное увеличение изображения 1.

Изображение 3 с охлаждением и максимальной температурой 7,3 ° C.

Изображение 4 - это 4-кратное увеличение изображения 3.

Вы можете видеть, что шум значительно уменьшился.