Refroidissement Peltier pour la caméra ZWO Astro : 10 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Après être tombé sur ces deux vidéos YouTube montrant comment ajouter un refroidissement à une caméra Astro ZWO Optics non refroidie

Guide de bricolage Fabrication d'un mod de ventilateur de refroidissement Peltier pour ZWO ASI120MC S

Refroidisseur Peltier pour caméras ZWO - Basé sur la vidéo de Martin Pyott

J'ai pensé essayer moi-même.

Mon mod terminé est montré dans l'image ci-dessus.

Étape 1: Outils et matériaux

OUTILS

• Une perceuse avec des forets de 4 mm et étagés.
• Limes (ronds et plats)
• Dremel ou similaire avec attachement de lame circulaire.
• Fer à souder avec soudure, flux, etc. plus gaine thermorétractable.
• Couteau artisanal.
• Jeu de poinçons creux.
• Tournevis (posidrive & plat)
• Scie à métaux
• Taraud et matrice 1/4"-20 (facultatif)

MATÉRIAUX

Pour commencer, vous avez besoin d'une caméra ZWO Optics, une version non refroidie, à peu près sûre qu'elles sont toutes livrées avec les supports de trépied standard M4 et 1/4 à l'arrière, mais vous devrez vérifier cela.

J'ai utilisé mon 224MC pour ce mod.

• Ventilateur 12vdc pour sockets Intel 1150, 1155, 1156 ou 775. J'ai choisi: ARCTIC Alpine 11 Pro Rev.2 en raison de l'anti-vibration et du prix.
• TEC1 - 12703 12v 3a Glacière thermoélectrique Peltier 40mm x 40mm. Ceux-ci sont disponibles dans de nombreux endroits.
• Contrôle de la température du thermostat numérique DC12V -50-110°C W1209WK
• Boîtier de commande principal et d'entrée d'alimentation: BOÎTIER DE PROJET 79 X 61 X 40 MM
• Boîte de distribution d'alimentation satellite: Boîte de jonction 60x36x25mm
• Feuille de caoutchouc EPDM de 2 mm d'au moins 100 mm x 100 mm carré.
• Tige en cuivre massif de 1/4 "de diamètre d'au moins 100 mm de longueur (facultatif).
• Feuille de néoprène de 6 mm d'au moins 200 mm x 200 mm carré avec adhésif néoprène.
• Câble à 7 conducteurs 5a comme celui-ci
• Bottes de décharge de traction de câble.
• Boulons en nylon M4 de différentes longueurs avec rondelles, écrous et écrous papillon assortis.
• Composé de transfert thermique adapté à l'utilisation de l'aluminium.
• Pièces en aluminium découpées au laser selon les dessins ci-joints, toutes en aluminium de 2 mm. 2 x GABARIT DE JOINT devront être coupés.
• 1 bloc d'aluminium de 40 mm x 40 mm x 6 mm

Vous pouvez voir qu'il existe 2 fichiers de dessin CAMERA BACK, l'un avec la découpe centrale du support de trépied 1/4 et l'autre sans, l'itinéraire que vous prenez dépend de vous.

Étape 2: La ferronnerie

Après avoir reçu les pièces en aluminium découpées au laser, elles devront toutes être ébavurées pour éliminer les aspérités.

Vous pouvez également faire découper les pièces au jet d'eau car je pense que cela donne une meilleure finition et qu'un ébavurage ne serait pas nécessaire.

Étape 3: faire le joint

1. En posant l'une des pièces du GABARIT DE JOINT sur la feuille de caoutchouc EPDM, marquez soigneusement les positions des quatre trous de fixation M4 ainsi que le plus grand trou de montage du capteur de température.
2. Retirez le gabarit de la feuille EPDM et à l'aide de poinçons creux appropriés, découpez ces trous marqués.
3. Alignez les deux pièces du GABARIT DE JOINT avec ces trous de chaque côté de la feuille d'EPDM et fixez-les avec certains des boulons en nylon M4, en prenant fermement l'EPDM entre eux.
4. À l'aide d'un cutter bien aiguisé, coupez soigneusement tous les EPDM d'accès des pièces du GABARIT DE JOINT, y compris la découpe carrée centrale.
5. Retirez les boulons de serrage en nylon pour révéler un joint EPDM.

Étape 4: dos de l'appareil photo

Par essais et erreurs, j'ai découvert que je pouvais faciliter le refroidissement en utilisant le trou de montage du trépied 1/4 au centre de l'appareil photo.

Cela rapproche le doigt de refroidissement d'environ 5 mm du capteur d'imagerie et directement derrière celui-ci.

Cette étape est facultative, c'est pourquoi j'ai inclus deux dessins CAMERA BACK, un avec le trou central et un sans.

1. Limez un léger cône sur l'extrémité de la tige de cuivre pour faciliter la coupe du fil.
2. À l'aide d'une matrice 1/4"-20 UNC, coupez un filetage sur la tige de cuivre selon une procédure de coupe de filetage normale. Coupez un peu plus de filetage que nécessaire (environ 5 mm réellement requis), car cela facilite la manipulation.
3. À l'aide d'un taraud 1/4"-20 UNC, coupez un filetage dans le trou central de la pièce CAMERA BACK, cela ne prendra pas beaucoup, peut-être seulement deux tours au maximum.
4. Testez l'ajustement de la tige de cuivre filetée dans le trou taraudé, elle doit se visser facilement et être perpendiculaire à la face CAMERA BACK.
5. Testez soigneusement l'ajustement de la tige filetée dans le trou de montage du trépied de la caméra réelle, encore une fois, cela devrait se visser facilement sans endommager ni mettre de contrainte sur le boîtier de la caméra.
6. Fixez maintenant la pièce CAMERA BACK à la caméra en utilisant seulement deux boulons en nylon M4 insérés dans les fixations extérieures du trépied de la caméra.
7. Vissez la tige de cuivre filetée à travers la pièce CAMERA BACK et dans le trou de montage central du trépied de la caméra. Faites-le avec précaution, ne serrez pas trop et arrêtez dès que vous sentez qu'il se resserre.
8. Marquez soigneusement et coupez la tige de cuivre en excès qui dépasse avec une scie à métaux. Si vous éraflez la surface de la pièce CAMERA BACK comme je l'ai fait, ne vous inquiétez pas trop car la laine d'acier et le polissage du métal éliminent une grande partie des rayures et le composé thermique prend le relais.
9. Il est plus que probable que la vis sans tête filetée en cuivre que vous avez maintenant fabriquée sera légèrement fière de la pièce CAMERA BACK et difficile à serrer, encore une fois, à l'aide d'une scie à métaux, découpez une fente dans le haut pour permettre l'utilisation d'un tournevis plat, pas trop profond., juste assez.
10. Utilisez une lime pour que cette nouvelle vis sans tête en cuivre affleure la face externe du CAMERA BACK.
11. Comme je l'ai dit plus tôt, utilisez de la laine d'acier et du polish pour métal pour éliminer les pires rayures faites à la pièce CAMERA BACK au cours de ce processus.

Étape 5: Structure principale

1. Posez le CAMERA BACK sur la face arrière de la caméra et insérez la vis sans tête en cuivre à travers et dans le trou de montage central du trépied de la caméra, si vous utilisez cette méthode.
2. Posez le joint EPDM dessus, en alignant soigneusement les trous avec la pièce CAMERA BACK.
3. Placez la pièce en aluminium PRINCIPALE dessus en alignant les quatre trous de fixation M4 avec le joint EPDM & CAMERA BACK en vous assurant que le port USB de la caméra est à 6 heures et que la section rectangulaire de la pièce en aluminium PRINCIPALE est à 90 degrés par rapport à cela. Le mien est à droite.
4. Fixez ensemble à l'aide de boulons en nylon M4 coupés à la bonne longueur pour un ajustement parfait.
5. Placez une belle goutte de composé thermique sur la vis sans tête en cuivre, le cas échéant.
6. Étalez une fine couche uniforme de composé sur le bloc d'aluminium de 6 mm x 40 mm x 40 mm et insérez-la dans la découpe carrée du composé du joint vers le bas.
7. Selon les dimensions du ventilateur de refroidissement que j'ai utilisé, il n'aurait dû y avoir que 4 mm entre la surface de montage et le dessous de son dissipateur thermique, donc étant donné qu'il y a maintenant 2 mm du bloc d'aluminium dépassant de la surface de la pièce PRINCIPALE en aluminium et que le TEC1 a une épaisseur de 4 mm, je pensais que ce serait suffisant mais j'ai trouvé que ce n'était toujours pas un ajustement assez sûr et j'ai surmonté cela en rasant les pieds sur le berceau de montage du ventilateur, voir les images, vous devrez vérifier cela sur n'importe quel ventilateur que vous utilisez.
8. Fixez le berceau de montage du ventilateur à la pièce PRINCIPALE, en le fixant avec des boulons en nylon, des rondelles et en utilisant des écrous papillon sur tous les boulons sauf celui situé en ligne avec le port USB de la caméra. Cela facilite simplement le retrait à tout moment et celui en ligne avec le port USB n'a pas de place pour un écrou papillon.
9. Déterminez de quel côté est le côté froid du TEC1 en le connectant très rapidement à une pile AA, placer le TEC1 entre vos lèvres qui sont beaucoup plus sensibles aidera mais soyez rapide, il est facile de détruire le TEC1 en le faisant fonctionner sans radiateur de refroidissement.
10. Étalez une fine couche uniforme de composé sur les deux côtés du TEC1 et placez-le sur le bloc d'aluminium en saillie, côté froid vers le bas, face à la caméra.
11. Placez maintenant le ventilateur et le dissipateur thermique sur le dessus et fixez l'ensemble à son berceau de montage.

Étape 6: Câblage et contrôle

1. À l'aide d'un Dremel avec la lame circulaire, découpez une section dans le couvercle du boîtier de commande principale et d'entrée d'alimentation et montez l'unité de commande de température du thermostat.
2. Utilisez une perceuse étagée pour découper des trous dans le boîtier pour la prise d'entrée c.c., la sortie de câble à 7 conducteurs (permettant une décharge de traction) et, le cas échéant, le porte-fusible.
3. Si vous utilisez un fusible, soudez le + ve de la broche centrale de la prise jack CC au porte-fusible.
4. Sur le côté de la sortie du fusible, soudez 2 fils, 1 sera une alimentation + ve directe vers le ventilateur et l'autre est l'alimentation + ve vers la connexion 1, l'entrée + ve de l'unité de contrôle de la température du thermostat, voir l'étape suivante.

5. L'unité de contrôle de la température du thermostat doit être accompagnée de marquages indiquant où effectuer les connexions +ve et -ve, mais dans le cas contraire, reportez-vous à l'image 2 où les connecteurs de bloc quatre connexions de 1 à gauche à 4 à droite sont les suivantes:

   1. +ve in, alimentation principale à l'unité de contrôle
   2. -ve in et également -ve alimentation commune via un câble à 7 conducteurs vers le boîtier de distribution d'alimentation par satellite (S. P. D)
   3. +ve dans le câble de liaison de la broche 1 pour le relais
   4. +ve out, alimentation via un câble à 7 conducteurs vers Peltier +ve (fil jaune sur mon image)
6. Coupez une courte section de câble à partir de l'extrémité de la fiche du capteur de température, poussez fermement la fiche sur la carte de contrôle de la température du thermostat et effectuez deux connexions de câble au câble à 7 conducteurs.
7. Marquez et percez les deux trous M4 pour monter le boîtier S. P. D sur le cadre en aluminium MAIN.
8. À l'aide d'une perceuse étagée, découpez un point d'entrée pour le câble à 7 conducteurs, y compris le réducteur de tension et le point de sortie du câble dans le S. D. P.
9. La boîte S. P. D est l'endroit où toutes les connexions finales au ventilateur, au capteur de température et au TEC1 sont effectuées.

10. Dans la boîte S. P. D, vous vous connecterez à partir du câble à 7 conducteurs:

    1. Un -ve commun au ventilateur -ve & TEC1 -ve
    2. Un +ve au fan
    3. Un +ve au TEC1
    4. Deux connexions au capteur de température
11. Il y aura deux câbles inutilisés dans le câble à 7 conducteurs, je les ai laissés pour une éventuelle utilisation future de la fonction PWM de mon ventilateur.
12. Assurez-vous que le haut du capteur de température est bien ajusté dans le trou de montage du joint EPDM et du CAMERA BACK, un certain limage peut être nécessaire et que le câble sort par le plus petit trou percé dans le cadre PRINCIPAL, encore une fois un limage peut être nécessaire. Le capteur de température doit être bien ajusté contre le corps de l'appareil photo et la veste en néoprène (voir l'étape 7) aidera à le maintenir en place.
13. Thermorétractable tous les câbles pour une protection supplémentaire.

Étape 7: Isolation

Cela peut sembler étrange d'ajouter une couche isolante à l'appareil photo alors que nous essayons de le refroidir, mais avant de le faire, j'ai lu de nombreux articles de projets similaires où le refroidissement était entravé par la formation de rosée sur l'appareil photo et cela en supprimant davantage cette formation de rosée le refroidissement pourrait être obtenu sans avoir besoin de plus d'énergie pour le faire.

Faites très simplement une veste isolante bien ajustée pour votre appareil photo à partir de néoprène de 6 mm et glissez-la.

Étape 8: Tester

Avant de l'utiliser, vous devrez savoir comment l'unité de contrôle de la température du thermostat est configurée et fonctionne et, malheureusement, l'unité elle-même n'est livrée avec aucune instruction, mais merci à Buddy Moore pour avoir créé un ensemble d'instructions que je vais inclure ici. (voir le téléchargement PDF ci-dessous)

La vidéo que j'ai postée ici montre un timelapse du refroidisseur fonctionnant sans que la caméra soit allumée, donc pas de chaleur du tout du capteur d'image.

Il affiche la température ambiante de départ via le capteur de température contre le boîtier externe de la caméra à 23,8 °C.

Le timelapse couvre presque exactement 45 minutes de temps réel avant que la température n'atteigne 0,7°C et ne baisse plus.

À ce stade, j'ai ensuite attaché le câble USB de l'appareil photo et l'ai connecté à mon ordinateur portable exécutant SharpCap Pro 3 où la température interne de l'appareil photo est indiquée comme -0,5 ° C

Après 1 min et toujours connecté à SharpCap, la température externe indiquait 1,5 ° C tandis que la température interne affichait 3,8 ° C

Étape 9: en action

Juste quelques images montrant l'installation in situ sur mon oscilloscope Celestron CPC9.25.

Excusez le bruit sur la vidéo, c'est l'autofocus bruyant de l'objectif de mon reflex numérique.

Étape 10: Résultats

Voici quelques images sombres résultantes prises comme sous-titres de 10 x 10 minutes via SharpCap Pro 3.

L'image 1 est sans refroidissement et la température maximale était de 29,7 °C

L'image 2 est un zoom 4x de l'image 1.

L'image 3 est avec refroidissement et la température maximale était de 7,3 ° C

L'image 4 est un zoom 4x de l'image 3.

Vous pouvez voir que le bruit est considérablement réduit.