Kühlungstemperatur bei ZWO ASIs

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ito304

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Hallo Leute,

da ich seit kurzen eine gekühlte ZWO ASI 294 MCP besitze, habe ich folgende Fragen:

Gibt es eine ideale Kühlungstemperatur?

Bei SharpCap ist die Standarseinstellung -20 Grad, benötigt die ASI überhaupt so eine starke Kühlung?

Ist die ideale Kühltemperatur von Jahreszeiten/Temperaturunterschied abängig?


Ich würde mich sehr über eure Erfahrungen freuen

lg

Markus
 
Hallo Markus,

-20 Grad ist schon ein guter Richtwert.
Allerdings spielt die Temperaturdifferenz eine Rolle.
Bei meiner 178mmc gehe ich da maximal auf Delta T 35 Grad.
Bei noch größerer Differenz steigt der Stromverbrauch unverhältnismäßig an.
Dabei erwärmt sich auch die Kamera deutlich.
Bei der 294 soll es da Probleme geben mit ungleichmäßiger Kühlung des Sensors.
Also je nach Außentemperatur die Kühlleistung einstellen.
Auch ist der Unterschied zwischen -10 und -20Grad nicht so groß.

VG Cl.-D.
 
Hallo Markus und Claus-Dieter,

bei meiner ASI294MC ist eine Temperaturdifferenz zwischen Umgebung und Kamera von 30 grd prinzipiell erreichbar. Erniedrigt man die Solltemperatur dann weiter um nur wenige Grad (delta T > 30 grd), steigt die Kühlleistung extrem steil an (ähnlich wie Claus-Dieter es beschrieb). Das ist offenbar eine allgemeine Eigenschaft von Peltier-Kühlungen. Man sollte Peltier-Kühlungen niemals am Limit betreiben. Andernfalls würde bei einem geringfügigen Anstieg der Umgebungstemperatur auch die Kameratemperatur ansteigen. Diesen Fall möchte man ja auf jeden Fall vermeiden, denn nur, wenn die Kameratemperatur exakt konstant gehalten wird, kann man passende Kalibrierungsaufnahmen anfertigen. Dabei ist es auch ein Unterschied, ob die Kamera gerade Aufnahmen macht (zusätzliche Wärmeproduktion) oder nicht.

Die ASI294MC ist aber, was die Kühlung angeht, besonders zickig. Bei zu hoher Kühlleistung scheint die Temperatur des Sensors lokal ungleichmäßig zu sein. Das hat wohl mit dem Aufbau des Sensors zu tun - die Wärmeabfuhr scheint nicht gleichmäßig über die gesamte Fläche des Chips zu erfolgen. Daher ist es bei dieser Kamera besonders wichtig, bei niedriger und möglichst konstanter Kühlleistung zu arbeiten. Es ist also sinnvoll, die Temperaturregelung so einzustellen, dass die Solltemperatur erreicht wird und die Kühlleistung permanent unter ca. 50 % oder vielleicht sogar besser unter 40 % bleibt (und zwar: während die Kamera kontinuierlich Aufnahmen macht). Man sollte die Kühlleistung während der Aufnahmen im Auge behalten.

Wenn man nicht dafür sorgt, dass die Kühlleistung niedrig und konstant ist, sieht man in Integrationen (nach Kalibrierung mit MasterDark und MasterFlat, Debayern und Ausrichtung) eine farbiges Artefakt. Das ist sehr störend, und ich habe keine gute Möglichkeit gefunden, das nachträglich durch Bildbearbeitung zu entfernen. Man ist dann beim Stretch durch diesen Artfakt limitiert. Meine Aufnahmen entstanden bei gain 120 und Belichtungszeiten von 150 oder 300 s.

Natürlich macht es wenig Sinn, jede Nacht eine andere Solltemperatur einzustellen - man braucht ja auch die passenden dark frames für die Kalibrierung, weil der Sensor ein ausgeprägtes "Verstärkerglühen" aufweist. Hier auf La Palma schwanken die nächtlichen Temperaturen zum Glück nicht so stark. Ich stelle bisher entweder -15 °C oder -10 °C ein (bei Umgebungstemperaturen von < 14 °C bzw. < 19 °C). Eine Solltemperatur von -20 °C ist mit dieser Kamera an meinem Standort gar nicht erreichbar.

Bernd
 
Hallo zusammen,

"irgendwo", bei CN, hier und oder im blauen Forum habe ich gelesen, dass das ein Kühl-Designfehler sei. Einer hat behauptet, dass das auch der Grund wäre, warum es aktuell nur von ZWO eine gekühlte Cam mit diesem Chip gibt. Die anderen Hersteller scheinen noch mit dem Problem zu kämpfen.

Die beschriebenen Workarounds gehen nach meiner Erinnerung in die von Bernd beschriebene Richtung. Leider ist das blaue Formum gerade nicht erreichbar, sonst hätte ich dort danach suchen können.

Nachtrag: Wühlt Euch mal durch diesen Mega-Thread:
https://www.cloudynights.com/topic/596025-zwo-asi294-mc-pro/page-8
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Wenn ich die Beiträge auf cloudynights richtig verstehe, dann liegt das Problem am Aufbau des "back illuminated" Sensors der in einem LGA (land grid array) package daher kommt und deshalb nicht vom Kühlfinger des Peltier Elements gleichmäßig gekühlt werden kann. Bei Mallincam wollen sie ihn aus diesem Grund mit Umluftkühlung kühlen (wenns funktioniert).

Gruß Peter
 
Hallo Peter,

das habe ich auch gelesen (Risingtech launches his imx294-camera, reply #14), und ich halte es für höheren Blödsinn. Wie auch schon der User ccs_hello in diesem Thread , reply #250 schrieb:
Wärmeleitung ist besser als Konvektion, weil Luft ein sehr schlechter Wärmeleiter ist. Er hatte Vorschläge gemacht, wie die Wärmeleitung bei Einsatz dieses Chips verbessert werden könnte.

Ich bin deshalb mal gepannt, wie die Erfahrungen mit der QHY294C sein werden. Die MallinCam TEC cooled mit Konvektionsprinzip (vom Hersteller ToupTek) würde ich bestimmt nicht kaufen. (Ich meine jetzt: für mein Einsatzgebiet, Deep Sky Astrofotografie, bei Belichtungszeiten von einigen Minuten.)

Bernd
 
habe auf der ZWO-seite folgendes zum nachbearbeiten der aufnahmen mit einer ASI 294 MCP gefunden, vielleicht hilft uns das ja ;-)
QQ截图20180528184856.jpg
 
Wenn du immer auf die gleiche Temperatur gehst, dann hat das den Vorteil, dass du eine Dark-Bibliothek erstellen kannst, die du immer wiederverwenden kannst. Vorausgesetzt natürlich, du hast keine Artefakte z.B. durch ungleichmäßige Temperaturverteilung, wie oben beschrieben.

Auch sollest du darauf achten, dass dein Netzteil genügend Leistung (hier: Ampere) hat. Ich habe mir extra eines mit 5A besorgt, das hat mehr Reserven, wenn du ein größeres Delta kühlen willst.

CS
Stefan
 
Hallo,
Ich versuche eine Temperatur zu verwenden die ich über einen längeren Zeitraum durchhalten kann um dadurch meine Dark Bibliotheken verwenden zu können.
Es bringt nicht viel bei -10°C Aussentemperatur auf -50°C gehen zu wollen wenn dann am nächsten klaren Tag nur noch -30 erreichbar sind.
Ich geh meistens auf -20°C das lässt sich von Herbst bis Frühjahr duchhalten. Ich habe auch schon auf -30°C gekühlt. Das braucht sehr viel Strom und ein Unterschied war nicht sichtbar.
Die Darkbibliotheken mache ich im Keller in einen dunklen Raum -20°C sind da kein Problem. Tiefere Temperaturen schon.
 
Etwas abweichende Frage:
Da ich einige Berichte gelesen habe, die bezüglich der ZWO ASI 294 MCP von Problemen mit "Farbigen Artefakten" sprechen, gibt es hier dazu Erfahrungswerte, bezüglich wie damit umzugehen ist.
Gibt es die optimale Einstellung um diese Artefakte möglichst zu reduzieren?
 
Hi,
ich kühle meine ASI071 so auf -15°C oder -20°C, das klappt gut.
Vor einiger Zeit mal einen "Härtetest" gemacht, mehr als 33 Grad unter Umgebungstemperatur schaffte die Kühlung nicht. Und die Kamera wurde auch sehr warm. Außerdem dürfte dann der 12V, 12Ah Akku ziemlich schnell ausgesaugt sein.
Viele Grüße
Michael
 
Hallo,

viele kämpfen ja mit einem mehr oder weniger hellen Himmel, dessen Helligkeit auch ein Rauschen erzeugt. Hat jemand Erfahrungswerte wie tief man kühlen muß um auf das Niveau dieses Rauschens zu kommen - ganz grob? Viel mehr dürfte dann ja nicht mehr viel bringen.
Bei einem hellen Vorstadthimmel bringt viel kühlen dann vielleicht gar nichts mehr. Oder spielt das gar keine Rolle?

Gruß

*entfernt*
 
Ich denke, der Himmel ist "wurst"; außerdem hat jeder einen anderen, was pauschale Aussagen schwierig macht.

Die von Michael erwähnten -15 bis -20° halte ich auch für sinnvoll, weil man i.d.R. tagsüber Flats bei gleicher Temperatur machen will.
Zu stark kühlen würde ich auch nicht, denn irgendwo habe ich gelesen, dass Peltier-Elemente Dauer-Voll-Last langfristig nicht überleben.
 
Moin,

da bin ich bei Peter, ich würde die Technik nicht vollkommen ausreizen, denn der thermische Streß dürfte durchaus an die Lebensdauer der Peltier-Elemente gehen, ich weiß nicht, ob man die im Notfall tauschen kann.

CS
Jörg
 
Hallo,

ich hatte hier: Rauschen etwas darüber gelesen. Da sieht das durchschnittliche Himmelsrauschen im Vergleich zum Dunkelstromrauschen recht hoch aus, welches man beim Kühlen mit dem Dunkelstromrauschen relativ schnell unterschreiten kann. Deshalb frage ich mich, sind -20°C für die meisten von uns überhaupt nötig, die nicht zufällig in der Atacamawüste leben. Die Sensoren werden ja auch rauschärmer - der Himmel aber nicht dunkler - leider.

Gruß

*entfernt*
 
Hallo Heiko,

mach keinen Denkfehler...

Die Rauschleistung addiert sich - auch wenn Du das Himmelsrauschen nicht aus dem Bild kriegst, Du fügst auf jeden Fall den Rauschanteil bzw. die Summe der Rauschanteile Deiner Kamera hinzu. Insofern ist es schon gut, wenn man den vermeidbaren Anteil so weit drückt wie möglich. Was nichts daran ändert, dass ich mein Equipment keinem größeren Streß aussetzen würde als nötig - was Deine vorhergehende Überlegung angeht.

CS
Jörg
 
Hallo Jörg,

Rauschen addiert sich wie die Wurzel der Summe der Quadrate. Rauschen kann man weder linear summieren, noch voneinander abziehen. Irgendwann wird ein Rauschanteil dominant und dann fallen praktisch gesehen andere Rauschanteile nicht ins Gewicht. Mann darf Rauschen nicht mit Signal verwechseln. Jedes Signal hat ein zugehöriges Rauschen.
Ich habe irgendwo auf Cloudy Nights gelesen, daß man bei modernen rauscharmen CMOS-Sensoren bei hellerem Himmel (Vorstadt) fast aufs Kühlen verzichten kann, da sich da kurze Belichtungszeiten empfehlen und das Himmelssignalrauschen sowieso andere Rauscharten dominiert. So weit würde ich nicht gehen. Aber ich denke die Tendenz ist da.
Die extrem langen Belichtungen mit starkem Kühlen kommen vielleicht noch von älteren CCDs mit starkem Auslese- und Dunkelstromrauschen, wo das Sinn macht.
Aber Du hast recht. Wenn man den Sensor nicht zu sehr stresst, dann lieber zuviel als zuwenig kühlen.

Gruß

*entfernt*
 
Moin Heiko,

das weiß ich - die Frage ist eben, wie man rangeht. Mit langen Belichtungszeiten hast Du das Rauschen stärker, bei kurzen weniger. Wenn Du "nur" 30s-Belichtungen machst kannst Du das Kühlen vermutlich lassen, bei 600s sieht das anders aus.
Wenn der Himmelshintergrund lange Belichtungszeiten zuläßt weil man weitab vom Schuß ist kommt man mit der Kühlung weiter, bis der Himmelshintergrund zuschlägt, ich denke das muss man im Einzelfall abhandeln, ob man da eine generelle Linie fahren kann wage ich zu bezweifeln.
Durch eine große Anzahl kurzer Framens bist Du beim Rauschen sowieso auf der sichereren Seite, das ist ja auch nix neues.

Auf jeden Fall muss man, wenn man schon tief runterkühlen will, der Sache Zeit geben, ich hatte mal ne SBIG, da stand ausführlich drin, das man eine Kühl-Rampe und eine Auftau-Rampe fahren soll wegen des mechanischen Streß - und der trifft wie ich denke sowohl den CCD-Chip als auch alles drumrum.

CS
Jörg
 
Hallo Heiko,

das ist ein interessanter Ansatz, von der Seite hatte ich das bisher gar nicht betrachtet.

Die minimal sinnvolle Belichtungszeit eines Einzelframes wählt man ja klassisch so, dass das Hintergrundrauschen des Himmels das Ausleserauschen dominiert (Stichwort "hintergrundlimitiert"). Dazu kühlt man die Kamera so stark, dass man das Dunkelrauschen ggü. den anderen beiden Rauschanteilen vernachlässigen kann.
Wie du schreibst, geht das nicht über Addition, sondern man muss die Quadrate addieren, und dann die Wurzel ziehen.

Himmelsrauschen und Dunkelrauschen steigen nun beide gleichermaßen mit der Gesamtbelichtungszeit, unabhängig davon wie lange die Einzelframes belichtet sind (da hat sich m.E. Jörg etwas missverständlich ausgedrückt im letzten Beitrag). Damit sollte bei einem helleren Himmel (und damit größeren Hintergrundrauschen) ein größeres Dunkelrauschen tolierbar sein. Ich muss das mal durchrechnen, das macht aber auf jeden Fall auf den ersten Blick Sinn.
Es kann aber sein, dass dann recht schnell das Dunkelrauschen über das Ausleserauschen dominiert, und dann fliegt der ganze Ansatz nicht mehr... ?

Auf der Homepage von Gerd Althoff, die du oben verlinkt hast, findet sich übrigens auch ein neuerer Artikel, in dem er sich intensiver damit auseinandersetzt (wir waren im Herbst gemeinsam in Namibia auf "Photonenjagd"...).

CS
Stefan
 
Hallo Stefan,

bei dem Himmelsrauschen resp. dem stochastischen Signal das vom aufgehellten Himmel kommt bin ich mir nicht sicher, ob der Bildbeitrag gegenüber der Belichtungszeit invariant ist. Resp. in wie fern man auch da von einem quasi statischen Störsignal (eine Art "Störlichtbelag") ausgehen muss, dem dann noch ein Rauschen überlagert ist. Insofern ist das sicher eine Überlegung wert.

CS
Jörg
 
Zitat von ito304:
Etwas abweichende Frage:
Da ich einige Berichte gelesen habe, die bezüglich der ZWO ASI 294 MCP von Problemen mit "Farbigen Artefakten" sprechen, gibt es hier dazu Erfahrungswerte, bezüglich wie damit umzugehen ist.
Gibt es die optimale Einstellung um diese Artefakte möglichst zu reduzieren?
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hallo Markus,

halte dich an den Bericht von Bernd, er hat einiges ausprobiert mit der Kamera: Kühlleistung unter 50% halten. Für deine EAA Anwendung wird es aber nicht kritisch sein, da du beim live Bild nicht so stark streckst. Kalibration der 294 mit Flatdarks statt Bias, ja.

lg Tommy
 
Hallo Jörg,

das "Himmelssignal" ist nicht invariant mit der Belichtungszeit, sondern sein Beitrag steigt linear mit dieser an (wie der des Bildsignals und der des Dunkelsignals auch). Je länger du belichtest, desto mehr "böse" Photonen des Himmelshintergrundes finden ja den Weg auf den Sensorchip.
Damit steigt mit der Belichtungszeit auch sein Rauschen (das ist ja bei Poisson-verteilten Signalen deren Wurzel). Das hatte ich ja auch geschrieben. ;)
Den Rauschbeitrag des Himmelshintergrunds siehst du am deutlichsten an dunklen Stellen, wo du also wenig Bildsignal hast.

CS
Stefan
 
Zitat von tommy_nawratil:
hallo Markus,

halte dich an den Bericht von Bernd, er hat einiges ausprobiert mit der Kamera: Kühlleistung unter 50% halten. Für deine EAA Anwendung wird es aber nicht kritisch sein, da du beim live Bild nicht so stark streckst. Kalibration der 294 mit Flatdarks statt Bias, ja.

lg Tommy
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Ergänzung aus eigener Erfahrung: Netzeil mit genügend Leistung (sprich Stromabgabe) verwenden. Die günstigen mit 2A haben u.U. zu wenig Reserven, besser eines mit 5A verwenden.
 
Zitat von tommy_nawratil:
hallo Markus,

halte dich an den Bericht von Bernd, er hat einiges ausprobiert mit der Kamera: Kühlleistung unter 50% halten. Für deine EAA Anwendung wird es aber nicht kritisch sein, da du beim live Bild nicht so stark streckst. Kalibration der 294 mit Flatdarks statt Bias, ja.

lg Tommy
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Hallo Tommy,

danke für deine Antwort,
da ich mir mittlerweile (endlich) bei Michael auch einen MGEN2 besorgt habe, komme ich immer mehr weg von der EAA zum längeren Belichten und da tauchen die Probleme verstärkt auf, witzigerweise weniger beim TOA 130 mit 0,7 Reducer, als beim Epsilon 130.
Das bearbeiten der Fotos mit Flatdarks anstelle von bias habe ich schon probiert, da mache ich irgenwo Fehler, denn da bekomme ich total "schräge" Bilder, zb ein komplett grünes Bild, das muss ich noch ergründen, wo ich da den Fehler reinbringe

lg

Markus

p.s.: da vichman schreibt, dass es besser wäre, ein stärkeres Netzteil zu verwenden (5A statt 2A), ist das von ZWO mitgelieferte Netzteil zu schwach?
 
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