Refrigeración de una cámara fotográfica (toma 2)

[Macysucanon]

El problema de los programas de eliminación de ruido es que están hechos para niveles de ruido relativamente bajos, con exposiciones de pocos segundos como máximo, eliminan parte del ruido de una imagen, pero no todo, en una toma de quince minutos de exposición, el ruido es bestial, hay que recurrir a otras artimañas para eliminarlo (reducirlo) y son pesadas y tediosas, consumen muchísimo tiempo que se podría usar en hacer más tomas útiles.

Para que os hagais una idea de lo que hay que hacer con una astrofoto, os explico el procedimiento a groso modo.

-Llegas al lugar de observación/fotografía, montas el telescopio, lo pones en estación, lo alineas y lo dejas que alcance el equilibrio térmico (todo esto viene a llevar unos 30-45 minutos)

-Empiezas con las tomas de luz, que son las que realmente contienen la imagen que quieres capturar, y aquí empezamos a atacar el ruido, contra más tomas de luz hagas, mejor promedio señal/ruido consigues sacar, como el ruido es aleatorio, la información quedará siempre en los mismo sectores de la imagen y el ruido irá saltando de un pixel a otro en cada toma que hagamos, en resumen, se suelen hacer entre 5 y 10 tomas de luz, dependiendo del objeto celeste a fotografiar, estas serán más o menos largas, pongamos un caso normal de exposiciones de unos 6 minutos, sólo en tomas de luz habremos invertido unos 60 minutos (suma y sigue ya van 105 minutos)

-Después están las tomas Dark, que se hacen con los mismos tiempos de exposición y temperatura ambiente que las tomas de luz, estas tomas se hacen para sacar un patrón de ruido aislado, se suelen tomar unas 15 tomas para promediar un masterdark que luego en casa restaremos a la imagen, otros 90 minutos, con lo que la cosa ya va por los 195 minutos

-A continuación se hacen las tomas Bias, que se hacen para eliminar lo que se llama ruido de lectura, estas se deben hacer a la máxima velocidad de obturación que permita la cámara (1/4000 de segundo en mi caso) para eliminar el ruido electrónico de la cámara, estas son las más rápidas, apenas tardas un minuto en hacerlas, por lo que son despeciables en cuestión de cuantificar el tiempo.

-Después se hacen las tomas Flat, que se utilizan para corregir posibles defectos del tren óptico, desde la primera lente del objetivo/telescopio hasta el propio sensor, con estas tomas eliminas motitas de polvo, viñeteos etc. etc. se suelen invertir una media hora en hacerlas, requieren de una caja de luz para conseguir un fondo blanco uniforme que resalte los defectos, la suma ya va por los 225 minutos

-Una vez hechos los Flats, hay que hacer los correspondientes Dark Flats, que son las tomas dark de los flats que hemos hecho, otra media horita o más no nos la quita ni el tato.

-Una vez hechas todas las tomas toca recoger todo el tinglado, calculemos unos 20 minutos, de modo que ya nos ponemos en 275 minutos más de cuatro horas y sólo para tomar las fotos, no contamos el desplazamiento hasta el lugar (que suele ser alejado de la ciudad para evitar gran parte de la dichosa contaminación lumínica) la vuelta, descargar las imágenes, procesarlas con los programas utilizados para este fin y los litros de café consumidos.


En resumen, una astrofoto con una calidad aceptable lleva entre 8 y 12 horas de trabajo para obtener UNA SOLA IMAGEN

un ejemplo, una imagen vale más que mil palabras, cinturón y espada de la constelación de Orion.

http://img89.imageshack.us/img89/1614/c ... tivhc9.jpg

Esta foto me llevó más de 14 horas de trabajo, y aún puede apreciarse algo de ruido en la toma.

El hecho de refrigerar la cámara simplifica el proceso ya que el ruido que aparece en un sensor a, por ejemplo, 10º C bajo cero a 1600 ISO de sensibilidad es comparable al que aparece en una toma igual, a temperatura ambiente a 100 ISO con el mismo tiempo de exposición, esto se traduce en que eliminas la necesidad de las tomas dark y flat dark, ganando ese tiempo que inviertes en tomas que al final no se ven, en poder hacer más tomas de luz que te permitirán sacar todavía más información de la fotografía.


Lo siento por el ladrillo, pero creo que era necesario para explicar la raiz del proyecto y su utilidad.

[Taro28]

ok, lo he entendido. pues la única solución que te queda es refrigerar el CCD. El mayor problema será la condensación.
Suerte!

[Macysucanon]

Bueno, la primera fase del proyecto ya está casi concluida, era la sustitución del filtro protector que traen las cámaras digitales delante del sensor, este filtro es muy restrictivo con determinadas longitudes de onda de la luz que a los astrofotografos nos gusta captar, por lo que solemos sustituirlo por otro más permeable a los rojos cercanos al infrarrojo, esta tarde, si todo va bien ya tendré la cámara montada y lista para funcionar con el nuevo filtro.

Durante el proceso de desmontaje de la cámara me he dado cuenta de que se pueden eliminar muchas piezas de plástico de la carcasa y trasladar algunos de los componentes electrónicos sin riesgo para mejorar la refrigeración, estoy esbozando ya el proyecto, definitivamente va a consistir en meter la cámara en una caja aislante, y mediante una peltier enfriar el aire dentro de la caja, dejando los huecos de las piezas mencionadas antes libres para una mejor circulación del aire frío por dentro de la cámara, la peltier irá refrigerada por un sistema RL que amablemente me ha cedido mi amigo Antonio, para evtiar la condensación utilizaremos un sistema redundante, lo primero, un doble fondo con saquetes de silica gel para secar el ambiente y en segundo lugar, un dedo frío al descubierto para que sea el quien se lleve la poca condensación que pueda formarse y no la cámara.

Prometo manteneros informados de los progresos del proyecto en este mismo post y dedicaros una de las primeras tomas que haga.

[Amd64]

:o :o jamás pensarí a que con cámaras así se hiciesen fotoastrografías, yo siempre pensaba que eran con grandes telescopios pero no con cámaras, interesante sí que es

Un saludo.

[Macysucanon]

....yo siempre pensaba que eran con grandes telescopios pero no con cámaras...

¿Y dónde crees que se acopla la cámara? :lol: , bueno, como veo que el tema te ha gustado, te explico así un poco a grosso modo los distintos métodos que hay para hacer astrofotografía.

Lo primero de todo, necesitas una montura ecuatorial para contrarrestar el movimiento de rotación de la tierra, estas monturas lo que hacen, a grandes rasgos, es "seguir" el movimiento del cielo, las estrellas no se mueven, nos movemos nosotros, pero bueno, al tema que me enrollo... :lol:

A foco primario, colocas la cámara (sin objetivo) en lugar de un ocular en el telescopio, con este método consigues imágenes de buena calidad por que el número de elementos ópticos entre el objeto a fotografiar y el sensor, se consigue utilizar la focal efectiva del telescopio.

Por proyección de ocular, en este método se emplea un adaptado especial, ya que se sigue utilizando la cámara sin objetivo, pero ya colocamos un ocular entre el telescopio y la cámara, esto se hace para conseguir más aumentos fotografiando objetos pequeños, los oculares deben ser de calidad, o empezarán a aparecer aberraciones ópticas, al tener que atravesar la luz alguna lente, con este método se consiguen imágenes de calidad también si se utilizan buenos oculares, si se utilizan oculares normalitos, las imágenes no pasan de aceptables.

Método afocal, aquí ya se coloca el objetivo en la cámara, y un ocular también, se consigue algún aumento más, pero no muchos, aquí los oculares ya tienen que ser muy buenos, y el objetivo que usemos también, para este método se necesita un soporte especial que mantenga la cámara delante del ocular y nos permita hacer foco, las imagenes obtenidas por este método no suelen pasar de aceptables o del montón.

Piggy-Back (mi método favorito :lol: ) En este método se coloca la cámara en paralelo al telescopio, se pueden emplear todo tipo de objetivos en la cámara, desde un gran angular para conseguir fotos de gran campo hasta un teleobjetivo para campos más cerrados, aquí lo único que importa es la calidad del objetivo, no hace falta que sea un pta negra, pero contra mejor sea el objetivo, mejor calidad se puede obtener, aunque influye también la calidad del seguimiento que hagamos con el telescopio de lo que estamos fotografiando.

Para que el seguimiento sea bueno, se suele emplear un segundo telescopio acoplado en paralelo al primero, no hace falta que sea igual, uno pequeño sirve, una webcam decentilla y un programa instalado en un ordenador, que lo que hace es captar las imágenes de la webcam, detectar el movimiento de las estrellas que capta y corregir el movimiento de la montura, esto se denomina autoguiado.

No gace falta el Hubble para conseguir fotos buenas, por ejemplo, mi telescopio es de lo más normalito, 20cm (8 pulgadas) de diámetro y 1000mm de longitud focal, los hay por ahí de 12, 16, 20 y hasta 30 pulgadas de diámetro (y eso para aficionados...) eso si, todo el aparataje que tienes que mover cada vez que sales.... es otro tema.... yo cuando salgo, muevo como unos 70 kilos de equipo entre baterías, telescopio, montura, cámara, objetivos, portatil...

Una foto mía y de mi equipo, ya tiene un poco de tiempo, la montura que tengo ahora es algo más grande que la que aparece en la foto, pero para que os hagais una idea.

[Amd64]

Jolin, muchas gracias Macysucanon, que buena explicación, espectacular el equipo que tiene montado 8O y eso de combinar ordenador, espacio y fotografía debe ser muy muy entretenido y bonito, me has dejado así :o mucha suerte en lo de la refrigeración de tú camara yo es que no puedo aportar mucho sobre la refrigeraciones de este tipo sino te ayudaría todo lo posible.

Siento el oftopic que he causado pero es que me picaba mucho la curiosidad :oops:

Un saludo.

[Macysucanon]

Siento el oftopic que he causado pero es que me picaba mucho la curiosidad :oops:

Nada hombre, para eso estamos :wink:

De paso, aprovecho para invitar a todo el que quiera a acompañarme una noche de observación (siempre que sea de cerca de León) solemos salir un grupito de tres o cuatro con buenos telescopios, no prometo una experiencia fascinante, hay gente a la que le gusta y gente a la que no, pero nunca está de más echar un vistacillo a lo que tenemos ahí arriba :roll:

[Macysucanon]

A las buenas, aquí estoy otra vez para dar guerra :lol:

A ver, la primera fase de la modificación, retirar el filtro, ya está completada, ahora la cámara es sensible a las longitudes de onda que me interesan, durante esta modificación, he coneguido hacer sitio para poder meter un dedo frío del tamaño del sensor eliminando todo un lateral de la carcasa externa y recolocando algunos componentes (principalmente una unidad de puertos donde se conecta el disparador y la salida de video de la cámara, ambas con clavija minijack) y me ha quedado una ventana bastante maja por donde poder meter la pieza del dedo frío sin que tenga cortes ni interrupciones, y por lo tanto una transmisión térmica óptima.

Así que definitivamente la refrigeración va a ser mediante un dedo frío, refrigerado por una peltier de no más de 45W y ésta refrigerada por un disipador y un ventilador

Mis nueva preguntas son las siguientes: ¿Alguien del foro puede mecanizar piezas de cobre con una precisión de +- 0,2mm a un precio razonable?

Lo digo por que he consultado con algunos torneros fresadores y los precios que me han dado casi me dejan inconsciente en el sitio, si fuese necesario, puedo dibujar un esquema de la pieza necesaria con vistas de alzado planta y perfil con cotas y márgenes de tolerancia.

Y la otra pregunta: ¿Dónde puedo conseguir un termómetro con sonda plana para colocarlo entre el sensor y el dedo frío? Me interesa sobre todo, capacidad de medir temepraturas bajo cero, rapidez de refresco de la lectura y precisión de no más de +-0,5º C

[VaK92]

Para eso mirate termometros tipo Fluke o UEI. Las sondas las compras aparte, tiene la punta muy pequeña. Lo malo que son un pelin caros, miralo en ebay alomejor encuentras algo bien de precio.

Saludos.

[Macysucanon]

Bueno, pues gracias al compañero Tessen que me ha mecanizado el bloque refrigerador, el proyecto avanza a buen paso, con respecto a los termómetros, tendré que mirar a ver qué encuentro, el presupuesto no ha sufrido demasiado gracias a Tessen y puedo permitirme un termómetro que cueste algo más pero que sea bueno.

Gracias a todos por la ayuda y consejos que me habeis dado, os mantendré informados.