CAM84 Selbstbau CCD

Erik

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Hallo Zusammen,

es gibt seit einiger Zeit ein neues CCD-Selbstbauprojekt, das in der Urkraine entwickelt wird.
Basis der CCD-Kamera ist der Sensor Sony ICX453AQ, der in den alten Nikon-Kameras der Baureihen D40, D50, D70 und D70s verbaut wurde.
Ich habe mich entschlossen, das Projekt nachzubauen und mit möglichen "Leidensgenossen" hier die Erfahrungen auszutauschen.
Hauptinformationsquellen sind Thread auf Cloudy Nights Cloudy Nights , die Website der Entwickler (z.T. in Russisch) ASTROCCD.ORG sowie der Entwicklungsthread (nur auf Russisch) Astroclub Kiew.
Der Google Translator übersetzt aber bei der letzten Website noch immer so mies, das Ergebnis kaum verständlich ist. DAFÜR sollten die mal eine KI programmieren, nicht für ehrbare Brettspiele.

Das Projekt ist gut dokumentiert und ich konnte auch alle Bauteile aus Welt zusammenkaufen. Der Bauteilpreis ist < 200€ für eine gekühlte CCD-Kamera. Den Hauptaufwand sehe ich für mich pesönlich im Löten einer SMD-Elektronik, aber auch dafür soll dieser Beitrag gut sein.

Als nächstes poste ich meine Quellen für die Komponenten.

Eventuell fällt auch noch das Debayern der Farbmatrix des CCD-Sensors ab, aber das ist noch völlig offen.

Gruß

Erik
 

Michael_Haardt

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Ich finde das Projekt sehr interessant, insbesondere weil eben alles offengelegt ist. Allerdings habe ich keinerlei Dokumentation zu der Ansteuerung gefunden, sondern nur den fertigen Ascom-Treiber für Windows. Jemand erwähnte etwas von Linux, aber keine Details. Wenn die Ansteuerung klar wäre, was sie mir rein von der Schaltung her nicht ist, würde ich mitmachen. Quellen für Linux wären natürlich das Allerbeste.

Die Bauteile lassen sich bestimmt besorgen, aber PCBs sind als Einzelstücke immer noch ziemlich teuer.

Zum SMD Löten findet man zur Not immer jemand im Bekanntenkreis. ;) Der 3232 sieht schon anspruchsvoll aus.

Michael
 
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Luengel

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Hallo Männers,

interressante Sache!

Gibt es als QHY8 zu kaufen, bzw. ist dort wohl der gleiche Chip verbaut.

Wenn es diesen Chip in monochromer Version gäbe, wäre ich ebenfalls dabei!!!
 

Erik

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Ja, der Sensor steckt zumindest in der QH8PRO und in der Trius-SX25. Allerdings für deutlich mehr Geld.
Aber jetzt zu meinen Einkaufsquellen:

1) Nikon D40, D50, D70 oder D70S aus der Bucht o.ä.

2) Die PCB habe ich bei Seeed Studio bestellt. Einfach die Gerber Dateien raufladen und warten. Hier würde sich eine Sammelbestellung finanziell lohnen. Andere Anbieter gibt es natürlich auch.

3) Die Teile habe ich einfach bei Digikey in den USA bestellt. Mit einem Account mit dem deutschen Ableger Digikey.de entfällt auch der Zollkrams. Hier mein Warenkorb zum einfachen Einkauf.

4) Es fehlt bei Digikey der CCD-Treiber CXD1267AN, den gibt es in der Bucht.

5) Das Alu-Gehäuse hab ich hier hier gefunden (da passt das PCB perfekt rein, IP67 geschützt)

Demnächst gibt es mehr.

Gruß

Erik
 

Denny5781

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Hallo Erik,

Bei einer Sammelbestellung wär ich glatt dabei. :biggrin:

Wenn es den Sensor auch als Mono-Version gibt würde ich sogar 2 Sets nehmen. :)


MfG Denny


Da ich hier leider KEINE PN senden kann hier meine eMail-Adresse: Kabelkasper (ät) gmail. com
 

Erik

Mitglied
Ist notiert, dafür sollten aber so um die 10 Boards zusammen kommen.
Monovarianten vom ICX453AQ hat Sony nie gefertigt. In den Postings in der Urkraine und auf Cloudy Nights gab es dazu aber Beiträge durch Wegkratzen der Bayermatrix des Sensors. Einfach mal duchsuchen.

Gruß

Erik
 

astro_ebi

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Hallo Erik,
ganz so neu ist ein Projekt mit dem Chip nicht, Martin Raabe hatte es 2012 auch schon einmal gebaut und veröffentlicht. Es war nur wesentlich aufwändiger im Aufbau und der Kühlkammer:

Stand Alone CCD mit ICX 453

Das Evaluations-Kit von Sony gibt auch schon einiges mit, als Open Source Projekt mit Ascom ist das jetzt natürlich interessant, relativ einfach nachzubauen und dazu noch erschwinglich. Wer sich mit Debayern auskennt, bekommt eine hochempfindliche S/W CCD Kamera für kleines Geld. :super:
Viel Erfolg beim Nachbau!
LG
Eberhard
 
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Erik

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Hallo Eberhardt,

ja, das Projekt kannte ich. War aber absolut jenseits meiner Möglichkeiten zum Nachbau.

Beim Debayern gehen bekanntermaßen die Mikrolinsen mit ab. Hier sind die urkrainischen Aktivitäten zu sehen. Wenn man das Glas vom Sensor herunterbekommt, kann man (wenn ich die grauenhafte Google-Übersetzung so verstehen kann), mit Chloroform oder Dichlormethan die Bayermatrix herunterbekommen. Empfindlicher wird der Sensor dadurch aber kaum, da die Mikrolinsen hopps gehen.

Ich will künftig versuchen, die Bayermatrix mit Hochenergieelektronen zu bleichen, aber dafür muss ich auch das Glas herunterbekommen.

Gruß

Erik
 

aexeler

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Hallo zusammen,
ich habe mir es auch mal angesehen, hört sich erst einmal gut an.
Also, wenn der Preis genauer bestimmbar ist, wäre ich auch dabei.
Die Teile sollen ja so um 60-80€ liegen, die Platine müsste unter 40€ kommen. Nur was ist mit dem Gehäuse und der Kühlung? (CNC Bearbeitung usw)
Kann da jemand ein Preis sagen?

Bei über 300€ wäre ich dann leider nicht mehr dabei.

Gruß
Andreas
 

Coyote

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Hallo Leute

Muss schon sagen, ein sehr interessantes Projekt welches ich mich gerne anschließen möchte. Ein paar Fragen habe ich allerdings noch. Da ich in Sachen CCD noch wenig, um nicht zu sagen gar keine, Erfahrung habe würde ich gerne wissen warum die Kamera anscheinend keinen Shutter braucht? Liegt es am verwendeten Chip der einen Shutter überflüssig macht?
Bei der Platine und deren Bauteile handelt sich augenscheinlich um SMD-Technik die rel. schwer zu löten ist. Seht Ihr hier große Probleme? Als Elektrotechniker kann ich zwar schon mit einem Lötkolben umgehen aber SMD ist nach meiner Meinung schon eine andere Liga.
Wer könnte denn die Proms brennen?

Sicherlich fällt mir noch mehr ein aber möchte nicht gleich alles überfrachten. Wie gesagt ich wäre dabei.

CS, Tom
 
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Michael_Haardt

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Die Kamera hat keinen Controller, der Firmware bräuchte. Das steckt alles im Treiber. Man muss nur das USB Interface einmal konfigurieren, aber das geht auch von Windows aus.

Darum wird die Geschwindigkeit auch nicht hoch sein, was allerdings der Bildqualität helfen könnte.

Michael
 

Denny5781

Mitglied
Hab mir in der Bucht ne D70 geschossen. Dann mal sehen wann die anderen Teile ankommen.
Zum Bestücken der Platine hätte ich eine Idee. Ich habe Kontakt (beruflich) zu einer Firma die Platinen bestückt und auch entwirft und anfertigt. Ich könnte dort ja mal anfragen was das bestücken für 10 oder 20 Platinen kosten würde.
Allerdings sollten sich dann auch genug Interessenten finden.

MfG Denny
 
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Coyote

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Hallo Michael, hallo Denny

Danke für die Info. Soll langsam bedeuten dass die Cam nur langsam nacheinander Bilder machen kann? Ich gehe jetzt einfach mal davon aus dass die Cam eigentlich für DeepSky geplant ist und da ist Geschwindigkeit eher zweitrangig. Würde somit kein Problem darstellen. Für Planeten nimmt man sowieso andere Cams.

Eine fertig bestückte Platine wäre schon fein. Habe mir auf Cloudy Night mal die Bauteile angesehen und sind zwei Teile in SMD dabei die wären mir wegen des engen Beinchenabstands zu heikel. Da hätte ich Angst das ich, selbst mit feinster Lötspitze, mir eine ungewollte Brücke einfange. Wenn also hier etwas zustande kommen würde bin ich dabei.

CS, Tom
 

aexeler

Mitglied
Hallo zusammen,
wenn jetzt noch ein "Metaller" kommt, der das Gehäuse baut... :super:

Ich habe da auch ein paar Fragen (Hab nur eine DSLR), wie ist das dem Fokus bei einer CCD? Gibt es sowas wie Live-view?.
Was hat die Cam für eine Datei? Geht dann noch Deep Sky Stacker?
Wie kann die Cam justiert werden (Tilt-Shift) zum Gehäuse?

Also ich würde auch eine haben wollen....wenn der Preis stimmt.

Gruß
Andreas


 

Denny5781

Mitglied
Hallo Andreas,

Ich werde einen Kunststoff-Abzweigkasten verwenden. Die Optik ist mir nicht so wichtig wie die Funktion.

Der Fokus wird mit dem OAZ eingestellt. Live-View wird dein Programm mit dem du die Aufnahmen machst haben. Einfach kurz auf einen hellen Stern belichten und schauen. Vielleicht funktioniert sogar Firecapture oder ähnliches.

Die Datei legt das Programm fest. Also sollte das passen.

Preislich lieg ich bis jetzt bei 120€ (D70 + Bauteile). Es fehlt noch die Platine und die Kühlung. Da ich noch 2 alte Mainboards im Keller habe werde ich wohl richtige USB-Ports verbauen ggf. sogar nen Gbit-Lan-Anschluss.
Ich werde mal die Bauteile von den Mainboards ablöten und mal schauen was dann noch so übrig bleibt.

MfG Denny
 
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Michael_Haardt

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Bei einer bestückten Platine wäre ich sofort dabei.

Die Platine wurde so entworfen, dass sie in ein handelsübliches Metallgehäuse passt. Dessen Bearbeitung ist auch ohne Fräse mit Bohrmaschine und Feile machbar, dauert halt nur etwas länger. Der Kühlfinger muss sicher nicht unbedingt aus Kupfer sein. Man will ja nicht zig Watt ableiten. Reststücke von Alu Massivmaterial gibt's auf Ebay.

Coyote: Ich gehe davon aus, dass mit der Kamera keine Videos drin sind. Das ist kein primäres Planetengerät, auch wegen des großen Sensors. Ich las mal, dass die Bildqualität von CCDs durch langsameres Auslesen noch etwas steigt, weil man weniger Ausleserauschen bekommt. Zusammen mit der Kühlung und dem besseren AD Wandler könnte das eine runde Sache sein.

Das Bildformat ist, was auch immer ASCOM da vorsieht, denn das entsteht im Treiber, der raw Daten des Sensors ausliest. Du hast also garantiert in der Software nichts im Signalweg.

Michael
 

aexeler

Mitglied
Hallo zusammen,
wenn die Platine gut geätzt ist, werde ich selber löten.
Nur mit dem Gehäuse stelle ich mir nicht ganz so einfach vor.
Die Kühlung aus Alu ist OK, aber wie das Gehäuse dicht bekommen?
Die Durchführung zum Peltier, ohne das ganze Gehäuse zu kühlen.
Ein Glasfenster, normaler "IR-Filter" in 2" zum CCD-Chip?
Silica Gel rein und hoffen das nix beschlägt?
Welchen Anschluss, 2", T2, Bajonett zum Teleskop?


Als ich meine EOS auf IR umbegaut habe, hatte ich lange Zeit Probleme mit Fokus. Ich meine damit das der Chip nicht sauber im "Rechten Winkel" zur Achse liegt, da geht´s um 100derstel mm.

Also mit Säge und Feile für das Gehäuse, sehe ich genau so "fast unmöglich" wie die Kamera auf Lochraster-Platine zu löten.....
Gruß
Andreas
 

Michael_Haardt

Mitglied
Ich würde das mit Schrauben und Muttern einstellbar machen, denn der Sensor wird Toleranzen haben, die Lötstellen haben auch welche, der T2 Anschluss wird welche haben usw. Mit etwas Bildanalysesoftware sollte es möglich sein, die Schärfe von Testbildern in verschiedenen Segmenten zu messen und so den Winkel zu justieren. Und ich meine, die Platine wäre extra so gemacht, dass man sie im Gehäuse entsprechend befestigen kann.

Ich hatte nicht den Eindruck, dass der Kühlfinger thermisch von Gehäuse getrennt wird. Irgendwo muss der Preisunterschied halt herkommen.

Den Anschluss würde ich in T2 bauen, entweder fräsen lassen oder ein fertiges T2 AG auf den Deckel schrauben, und dann in der Tat dort einen Filter aufschrauben. Mit einem Gewindeanschluss sollte man eine reproduzierbare mechanische Befestigung hinbekommen.

Michael
 

aexeler

Mitglied
Hallo Michael,
ja, auf der Platine sind 3 Löcher für die Justage-Schrauben, müsste auch einfacher gehen als bei der EOS, die musste immer wieder zerlegt werden um an die Schrauben zu kommen.
Hast du schon eine "Idee" für die Software und welches "Test-Objektiv" dann für den Abgleich?
Denn Kühlfinger würde ich schon gerne getrennt haben, evtl. eine Silikon-Dichtung an der Gehäusedurchführung.
Ich hatte auch schon daran gedacht ein Alustück drehen zu lassen, mit einem Absatz an der Spitze, damit der Kühlfinder auf der Platine liegt und dann ein Wärmeleitpad bis zum CCD, damit es kein "druck" auf dem CCD gibt.

Gruß
Andreas
 

Michael_Haardt

Mitglied
Die Schärfe kann man gut als Standardabweichung des gammakodierten Bildes (Quadratwurzel) messen. Die Wurzel ist wichtig, weil das Photonenrauschen mit der Wurzel der Lichtmenge staigt und man damit für dunkle und helle Teile ein abweichendes Photonenrauschen bekommt, was die Standardabweichung stört.

Als Objektiv würde ich das Teleskop benutzen, denn ein anderes Objektiv könnte ja auch wieder verkippt sein. Als Testbild würde ich vier Siemenssterne nehmen, einer in jeder Ecke. Damit hat man die visuelle Kontrolle über die vier Unschärfekreise.

Ein Wärmeleitpad ist absolut wichtig, damit der Finger bei Ausdehnung nach der Aufnahme den Sensor nicht zerdrückt. Das ist wohl schon jemand im Forum passiert.

Michael
 

Erik

Mitglied
Hallo Denny,

eine bestückte Platine als KLeinserie wäre super, allerdings haben mich bisher die Preise für so etwas abgeschreckt. Wenn Du näheres wiest, lass doch etwas hören.
Momentan habe ich mir eine Reflow-Maske hier in England bestellt.
Die Baking würde ich dann auf einer Laborheizplatte mit Temperaturregelung versuchen, ein extra Reflowofen sprengt den Rahmen des Projektes deutlich.

Die Auslesezeit des Senors mit dem ASCOM-Treiber ist übrigens 2s, schnell genug für ein "Liveview". Allerdings geht das zu lasten der Bildqualität, so dass es einen alternativen ASCOM-Treiber gibt, der das etwas langsamer macht. Es wäre gut, wenn die Auslesegeschwindigkeit vorgegeben werden könnte.

Gruß

Erik
 

trendsetter

Mitglied
Hallo Erik, hallo zusammen,

ich kenne das Projekt schon einige Zeit, und habe mir damals auch den ganzen Thread durchgelesen. Gut, die letzten Monate nicht mehr verfolgt.

Kurzum:
1. Ich hätte interesse an 2 Platinen, Erik wenn was zu sammengeht, bitte melden.
2. Gehäuse innerhalb Deutschland: Liegen schon bei mir ein paar rum: http://www.tme.eu/de/details/g106-ip67/universal-gehaeuse/gainta/
3. Ich baue momentan an einer CNC Fräse, wenn das Fertig ist kann ich gegen die Unkosten für euch die Bearbeitung der Bauteile übernehmen (==> Kann hier noch nichts versprechen, da ich beruflich aktuell völlig unter Wasser bin)
4. CCD Tilt-Justage:
4a. zuerst muss man den Tilt messen können. Daran arbeite ich gerade, da mich meine EOS Umbauten bei f/2,8 ärgern. Selbst eine Org. EOS Justage hatte Probleme. Ich hoffe ich bekomm die nächsten 2 Monate nen Messplatz hin. Muss auf <20µm genau eingestellt werden.
4b. Justagemöglichkeit im Gehäuse==> Hier müssten wir ein System entwickeln. Idealerweise mit Feingewindeschrauben von hinten oder vorne.
5. Kühlung:
5a. Auf jeden Fall Kupfer, kein Alukompromiss.
5b. Wärmeausdehnung muss beachtet werden...

In Summe wäre ich dabei, ich muss schauen, wie ich die Sachen Zeitlich unterkrieg.

Viele Grüße
Michael
 

aexeler

Mitglied
Hallo zusammen,
ja ein ca. Preis für die Platine mit Bestückung wäre nicht schlecht.

Das mit dem Gamma-wert (Quadratwurzel), habe ich noch nicht verstanden...das muss ich mir noch einmal ansehen.

Der Wärmeleitpad ist eingeplant, eine Kabeldurchführung (30mm) wird als thermische Entkopplung für den Kühlfinger genommen.

Ich bin noch am überlegen, ob der Kühlfinger innen isoliert werden soll/muss, damit kein Kondenswasser auf die Platine tropfen kann.

Ist für die Platine die eckige oder die runde Version "besser"?
Bei der eckigen ist das Gehäuse einfacher, die runde ist "Cooler" und hat auch 3 120° Schrauben um den CCD für den Tilt.

Gruß
Andreas


 
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Erik

Mitglied
Hallo Andreas,

wenn ich es noch richtig im Kopf habe, hat die runde Platine nie richtig funktioniert.

Gruß

Erik
 

trendsetter

Mitglied
Hallo Erik,

ja genau so war es. Das Signal zu Rausch Verhältnis war deutlich schlechter angeblich.
Ich würde auch umbedingt auf ein Metallgehäuse setzen.
Vielleicht sogar intern noch schirmen, wenn nötig.

VIele Grüße
Michael
 

conehead

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Hi,

wenn Ihr so eine Kamera nachbaut solltest Ihr auch überlegen ob Ihr nicht den AD- Wandler gleich mitkühlt. Das bringt sicherlich auch noch mal etwas. Zumindest ich kühle den bei meinen umgebauten Dslr´s auch mit.

Gruß Markus
 

Denny5781

Mitglied
Moin moin.

Die D70 ist gestern eingetroffen. Am WE werd ich sie mal zerlegen.
Wie sieht´s mit den Platinen aus? Wieviele und wann werden sie bestellt? Ich hab jemanden der die Platinen bestückt. Mal sehen was das kostet und wie lange es dauert. Ich hab in der Firma aber auch eine Super-Lötstation von Weller. Ich nehme auf jeden Fall 2 Platinen und probier noch eine für eine Monoversion vorzubereiten.

Mit welchen CCD-Sensoren ist die Platine denn noch kompatibel? Ein Sensor einer D3000 z.B. kostet nur etwa 20€ in der Bucht.

MfG Denny
 

Erik

Mitglied
Hallo Denny,

momentan habe ich aus der Liste folgende Wünsche für die Platine:

Denny 2
Aexeler 1
Michael_Haardt 1
Trendesetter 2

Somit wären wir bei 6 Stück. Bei mir sind 5 Stück unterwegs (irgendwo , davon 2 für mich, und 2 sind schon versprochen gewesen. Eine wäre noch übrig, geht an Denny, weil er als erster "hier" gerufen hat.

Wer kennt eine günstigen Anbieter in Deutschland, wo wir die Platinen schneller herstellen könnten, bzw. das Bestellen übernehmen könnte ? Ich kenne mich mit den Gerber-Files nicht die Bohne aus und würde das 100% vermurksen. Alternativ können die die Anbieter auch die Platinen mitfertigen.
Eine Bestückung fände ich auch toll. Die großen SMD-Chips schrecken mit nicht beim Löten, aber diese winzigen Dinger, die man kaum noch sehen kann, geschweige denn eine Beschriftung lesen...

Als Sensor kommen nur die aus der D40, D50, D70 und D70s in Frage. Ich habe heute den Sensor aus einer D70 ausgelötet und muss jetzt das DMSO-Bad vorbereiten.

Gruß

Erik
 

Denny5781

Mitglied
Hallo Erik.

Was kostet die Platine in € und wie kann ich dir das Geld zukommen lassen?
Was ist dieses DSMO-Zeugs eigentlich?

MfG Denny
 

Erik

Mitglied
Hallo Denny,

Du bekommst eine PM, wenn die Platine da ist. Preis ca. 10€.

DMSO in der Wikipedia. Ein ungiftiges Lösemittel (wenn verdünnt). Hochkonzentriert kann man sich durchaus vergiften und es löst Laborhandschuhe auf. Wenn man den Sensor darin ein paar Stunden einlegt, löst sich der Kleber auf und man kann den Sensor leicht von der Aluplatte lösen. Ansonsten muss man mechanisch die Aluplatte abfräsen etc.

Gruß

Erik

 
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