Resfriamento Peltier para câmera ZWO Astro: 10 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Depois de tropeçar nesses dois vídeos do YouTube mostrando como adicionar resfriamento a uma Astro Cam ZWO Optics não resfriada

Guia faça você mesmo, fazendo um mod de ventilador de resfriamento Peltier para ZWO ASI120MC S

Cooler Peltier para câmeras ZWO - Baseado no Vid de Martin Pyott

Eu pensei em dar uma chance eu mesmo.

Meu mod concluído é mostrado na imagem acima.

Etapa 1: Ferramentas e materiais

FERRAMENTAS

• Uma broca com 4 mm e brocas escalonadas.
• Arquivos (redondos e planos)
• Dremel ou similar com fixação de lâmina circular.
• Ferro de soldar com solda, fluxo, etc., além de tubo termorretrátil.
• Faca artesanal.
• Conjunto de punção oco.
• Chaves de fenda (posidrive e plana)
• Serrote
• 1/4 "-20 Tap & Die (opcional)

MATERIAIS

Para começar, você precisa de uma câmera ZWO Optics, uma versão sem resfriamento, quase certeza de que todas vêm com montagens de tripé M4 e 1/4 padrão na parte traseira, mas você precisará verificar isso.

Usei meu 224MC para este mod.

• Ventilador de 12vdc para soquetes Intel 1150, 1155, 1156 ou 775. Eu escolhi: ARCTIC Alpine 11 Pro Rev.2 por causa da antivibração e do preço.
• TEC1 - 12703 12v 3a Peltier Resfriador termoelétrico 40mm x 40mm. Estas informações estão disponíveis em muitos lugares.
• DC12V -50-110 ° C W1209WK Controle de temperatura do termostato digital
• Caixa de entrada de energia e controle principal: CAIXA DE PROJETO CAIXA 79 X 61 X 40 MM
• Caixa de distribuição de energia por satélite: Caixa de Junção 60x36x25mm
• Folha de borracha EPDM de 2 mm com pelo menos 100 mm x 100 mm quadrados.
• Haste de cobre sólido de 1/4 "de diâmetro e pelo menos 100 mm de comprimento (opcional).
• Folha de neoprene de 6 mm com pelo menos 200 mm x 200 mm quadrados incluindo adesivo de neoprene.
• Classificação 5a do cabo de 7 núcleos como este
• Botas de alívio de tensão de cabo.
• Parafusos de nylon M4 de vários comprimentos com arruelas, porcas e algumas porcas borboleta para combinar.
• Composto de transferência térmica adequado para uso em alumínio.
• Peças de alumínio cortadas a laser de acordo com os desenhos em anexo, todas em alumínio de 2 mm. 2 x MOLDE DE JUNTA precisam ser cortados.
• Bloco de alumínio de 1 x 40 mm x 40 mm x 6 mm

Você pode ver que existem 2 arquivos de desenho CAMERA BACK, um com o recorte de montagem de tripé de 1/4 central e outro sem, a rota que você escolhe é com você.

Etapa 2: o trabalho em metal

Depois de receber as peças de alumínio cortadas a laser, todas elas precisarão ser rebarbadas para remover as arestas.

Como alternativa, você poderia ter as peças cortadas com jato de água, pois acredito que isso dá um melhor acabamento e não seria necessária a rebarbação.

Etapa 3: Fazendo a junta

1. Colocando uma das peças do GASKET TEMPLATE na folha de borracha EPDM, marque cuidadosamente as posições dos quatro orifícios de fixação M4, bem como o orifício maior de montagem do sensor de temperatura.
2. Remova a peça do gabarito da folha de EPDM e, usando punções ocas adequadas, corte esses orifícios marcados.
3. Alinhe as duas peças do GASKET TEMPLATE com esses orifícios de cada lado da folha de EPDM e prenda com alguns dos parafusos de náilon M4, prendendo o EPDM firmemente entre eles.
4. Usando uma faca de artesanato afiada, corte cuidadosamente todo o acesso EPDM das peças do MODELO DE JUNTA, incluindo o recorte quadrado central.
5. Remova os parafusos de fixação de náilon para revelar uma gaxeta de EPDM.

Etapa 4: traseira da câmera

Por tentativa e erro, descobri que poderia ajudar ainda mais no resfriamento utilizando o orifício de montagem do tripé de 1/4 no centro da câmera.

Isso deixa o dedo de resfriamento cerca de 5 mm mais perto do sensor de imagem e diretamente atrás dele.

Esta etapa é opcional, é por isso que incluí dois desenhos CAMERA BACK, um com o orifício central e outro sem.

1. Lime um ligeiro afilamento na extremidade da barra de cobre para facilitar o corte da linha.
2. Usando um molde 1/4 "-20 UNC, corte uma rosca na haste de cobre conforme um procedimento normal de rosca. Corte um pouco mais de rosca do que o necessário (cerca de 5 mm realmente necessários), pois torna mais fácil de manusear.
3. Usando uma torneira 1/4 "-20 UNC, corte um fio no orifício central da peça CAMERA BACK, isso não vai demorar muito, possivelmente apenas duas voltas no máximo.
4. Teste o encaixe da haste de cobre rosqueada no orifício roscado, ela deve ser aparafusada facilmente e estar perpendicular à face TRASEIRA da CÂMERA.
5. Teste cuidadosamente o encaixe da haste rosqueada no orifício de montagem do tripé da câmera real; novamente, isso deve ser aparafusado facilmente sem danificar ou colocar pressão sobre a caixa da câmera.
6. Agora prenda a parte TRASEIRA DA CÂMERA na câmera usando apenas dois parafusos de náilon M4 inseridos nas fixações externas do tripé da câmera.
7. Aparafuse a haste de cobre rosqueada através da peça TRASEIRA DA CÂMERA e no orifício de montagem do tripé central da câmera real. Faça isso com cuidado, não aperte demais e pare assim que sentir que está apertando.
8. Marque e corte com cuidado o excesso de haste de cobre saliente com uma serra. Se você arranhar a superfície da peça CÂMERA BACK como eu fiz, não se preocupe muito, pois a lã de aço e o polidor de metal removem muitos dos arranhões e a pasta térmica ocupa a folga.
9. É mais do que provável que o parafuso sem cabeça roscado de cobre que você fez ficará um pouco orgulhoso da peça CAMERA BACK e será difícil de apertar, mais uma vez, usando uma serra, corte uma fenda na parte superior para permitir o uso de uma chave de fenda, não muito profunda, Apenas o suficiente.
10. Use uma lima para que esse parafuso sem cabeça de cobre recém-feito fique nivelado com a face externa da PARTE TRASEIRA da CÂMERA.
11. Como eu disse antes, use lã de aço e polidor de metal para remover o pior de todos os arranhões feitos na peça CAMERA BACK durante este processo.

Etapa 5: Estrutura Principal

1. Coloque a CÂMERA DE TRÁS na face traseira da câmera e insira o parafuso sem cabeça de cobre no orifício de montagem do tripé central da câmera, se usar este método.
2. Coloque a gaxeta de EPDM, alinhando cuidadosamente os orifícios com a peça TRASEIRA DA CÂMERA.
3. Coloque a peça de alumínio PRINCIPAL sobre ela alinhando os quatro orifícios de fixação M4 com a gaxeta EPDM e TRASEIRA DA CÂMERA certificando-se de que a porta USB da câmera esteja em 6 horas e a seção retangular da peça de alumínio PRINCIPAL esteja 90 graus a esta. O meu está do lado direito.
4. Fixe juntos usando parafusos de náilon M4 cortados no comprimento correto para um bom ajuste confortável.
5. Coloque uma boa gota de pasta térmica sobre o parafuso sem cabeça de cobre, se usado.
6. Passe uma camada fina e uniforme de composto no bloco de alumínio de 6 mm x 40 mm x 40 mm e aperte no corte quadrado do lado do composto de gaxeta para baixo.
7. De acordo com as dimensões da ventoinha de resfriamento que usei, deveria haver apenas 4 mm entre a superfície de montagem e a parte inferior do dissipador de calor, então, dado que agora há 2 mm do bloco de alumínio projetando-se acima da superfície da peça de alumínio PRINCIPAL e que o TEC1 tem 4 mm de espessura, pensei que fosse o suficiente, mas descobri que ainda não era um encaixe seguro o suficiente e superei isso raspando os pés no suporte de montagem do ventilador, veja as imagens, você precisará verificar isso em qualquer fã que você usa.
8. Encaixe o berço de montagem do ventilador na peça PRINCIPAL, prendendo com parafusos de náilon, arruelas e usando porcas borboleta em todos os parafusos, exceto aquele localizado em linha com a porta USB da câmera. Isso apenas facilita a remoção a qualquer momento e aquele em linha com a porta USB não tem espaço para uma porca borboleta.
9. Descubra de que lado está o lado frio do TEC1 conectando-o rapidamente a uma bateria AA, colocando o TEC1 entre seus lábios, que são muito mais sensíveis, ajudará, mas seja rápido, é fácil destruir o TEC1 operando-o sem um dissipador de calor de resfriamento.
10. Passe uma camada fina e uniforme de composto em ambos os lados do TEC1 e coloque no bloco de alumínio saliente com o lado frio voltado para a câmera.
11. Agora coloque a ventoinha e o dissipador de calor em cima disso e prenda o conjunto em seu suporte de montagem.

Etapa 6: Fiação e controle

1. Usando uma Dremel com o acessório de lâmina circular, corte uma seção na tampa do gabinete de controle principal e entrada de energia e monte a unidade de controle de temperatura do termostato.
2. Use uma broca escalonada para fazer os orifícios no gabinete para o soquete de entrada do jack DC, a saída do cabo de 7 núcleos (permitindo o alívio de tensão) e, se instalado, o porta-fusível.
3. Se estiver usando um fusível, solde o + ve do pino central do conector DC ao porta-fusível.
4. No lado da saída do fusível, solde 2 fios, 1 será uma alimentação + ve direta para o ventilador e o outro é a alimentação + ve para a conexão 1, a entrada + ve da unidade de controle de temperatura do termostato, consulte a próxima etapa.

5. A unidade de controle de temperatura do termostato deve vir com marcações mostrando onde fazer as conexões + ve e -ve, mas caso isso não aconteça, consulte a imagem 2 onde os conectores do bloco quatro conexões de 1 à esquerda a 4 à direita são as seguintes:

   1. + ve dentro, suprimento principal para a unidade de controle
   2. -ve in e também -ve feed comum via cabo de 7 núcleos para a caixa Satellite Power Distribution (S. P. D)
   3. + ve no cabo de ligação do pino 1 para relé
   4. + ve para fora, alimentação via cabo de 7 núcleos para Peltier + ve (fio amarelo na minha imagem)
6. Corte uma pequena seção do cabo da extremidade do plugue do sensor de temperatura, empurre o plugue com segurança na placa de controle de temperatura do termostato e faça duas conexões de cabo ao cabo de 7 núcleos.
7. Marque e faça os dois orifícios M4 para montar a caixa S. P. D na estrutura de alumínio PRINCIPAL.
8. Usando uma broca escalonada, corte um ponto de entrada para o cabo de 7 núcleos, incluindo alívio de tensão e ponto de saída do cabo no S. D. P
9. A caixa S. P. D é onde todas as conexões finais para o ventilador, sensor de temperatura e TEC1 são feitas.

10. Na caixa S. P. D, você conectará a partir do cabo de 7 núcleos:

    1. Um -ve comum para o ventilador -ve e TEC1 -ve
    2. A + ve para o ventilador
    3. A + ve para o TEC1
    4. Duas conexões para o sensor de temperatura
11. Haverá dois cabos não utilizados no cabo de 7 núcleos, deixei-os para um possível uso futuro da função PWM do meu ventilador.
12. Certifique-se de que a parte superior do sensor de temperatura esteja bem encaixada no orifício de montagem da Junta EPDM e TRASEIRA DA CÂMERA, algum tipo de arquivamento pode ser necessário e que o cabo saia pelo orifício menor perfurado no quadro PRINCIPAL, novamente o arquivamento pode ser necessário. O sensor de temperatura deve ficar bem ajustado ao corpo da câmera e a capa de neoprene (consulte a Etapa 7) ajudará a mantê-lo assim.
13. Reduza o calor todos os cabos para proteção adicional.

Etapa 7: isolante

Pode parecer estranho adicionar uma camada isolante à câmera enquanto estamos tentando resfriá-la, mas antes de fazer isso eu li muitos artigos de projetos semelhantes onde o resfriamento foi dificultado pela formação de orvalho na câmera e suprimindo ainda mais esta formação de orvalho o resfriamento poderia ser alcançado sem a necessidade de mais energia para fazê-lo.

Simplesmente faça uma jaqueta isolante de encaixe confortável para sua câmera de neoprene de 6 mm e deslize-a.

Etapa 8: Teste

Antes de usar, você precisa saber como a unidade de controle de temperatura do termostato é configurada e funciona e, infelizmente, a unidade em si não vem com nenhuma instrução, mas agradeço a Buddy Moore por criar um conjunto de instruções que irei incluir aqui. (veja o download do PDF abaixo)

O vídeo que postei aqui mostra um lapso de tempo do cooler funcionando sem a câmera ligada, portanto, nenhum sensor de imagem aquece.

Ele mostra a temperatura ambiente inicial por meio do sensor de temperatura contra o invólucro externo da câmera como 23,8 ° C.

O lapso de tempo cobre quase exatamente 45 minutos de tempo real antes que a temperatura atingisse o nível mínimo de 0,7 ° C e não caísse mais.

Neste ponto, conectei o cabo USB da câmera e o conectei ao meu laptop executando o SharpCap Pro 3, onde a temperatura interna da câmera é mostrada como -0,5 ° C

Após 1min e ainda conectado ao SharpCap, a temperatura externa era de 1,5 ° C, enquanto a interna estava mostrando 3,8 ° C

Etapa 9: em ação

Apenas algumas imagens mostrando a configuração in situ no meu escopo Celestron CPC9.25.

Desculpe o ruído no vídeo, é o foco automático da lente barulhenta da minha dSLR.

Etapa 10: Resultados

Aqui estão alguns frames escuros resultantes tirados como subwoofers de 10 x 10 minutos através do SharpCap Pro 3.

A imagem 1 está sem qualquer resfriamento e a temperatura máxima foi de 29,7 ° C

A imagem 2 é um zoom de 4x da imagem 1.

A imagem 3 está com resfriamento e a temperatura máxima foi de 7,3 ° C

A imagem 4 é um zoom de 4x da imagem 3.

Você pode ver que o ruído é amplamente reduzido.