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今度こそは実用的な改造でなければならない…。
何度も試行錯誤を重ねてきたColor Qcam改造は,これで最後になれるのでしょうか

 CCDを基板から分離改造 (2000/07/08)

 いままでに,3,4回改造を重ねてきたColor Qcam。この改造はそれなりに満足しているのですが,Tアダプタでは手軽さに欠けるのと,直焦点撮像時でもNSTアダプタを利用するのが面倒でした。そこで,31.7mmスリーブ仕様は譲らずに,後述するような点をポイントとして改造してみることにしました。

 さらに,笠原さんまきさんの改造に触発され,ついに禁断の?CCD素子取り外し&ペルチェ冷却にチャレンジしようとも思い立ちました。以前から,AstroCamページで見ていたあの改造に迫るものです(汗)。まさか,自分がやるとは思いもしなかった…。

 今までの改造では,正直言ってまずは見かけ(^^;ばかりに気を取られていました。いずれもピント合わせのしやすさでよい結果が出なかったので反省。
 今回は,実用性重視で組み上げてみたいと思います。さて,結果はいかに…。数週間後の木星撮像で判明することでしょう。

■使用した材料
アルミアングル B-5(東急ハンズ・渋谷店) 130円
熱伝導シート(T-ZONE・渋谷店) 380円
ペルチェクーラー これから購入
空冷ファン&ヒートシンク これから購入
接眼アダプタ(31.7→36.4AD,ビクセン) 1,000円程度


購入した時点では,組み上げる構想は後述する接眼アダプタに固定する方法ではありませんでした。手軽さの点で簡易構造にしました

CCD素子は,精密ニッパーを使い素子の足を切って取り外しました。約1時間ほど格闘…。半田を吸い取ってきれいに外すには専用工具が必要なので断念  

あとで教えていただいて分かったのですが,シールド無くしては映像信号がノイズまみれ

加工している途中で,接眼アダプタとアルミ板を固定すればいいかなと思いました

搭載されている「TC236P」のピン配置
データシート(TEXAS INSTRUMENTS)
※今回は,いままでの改造では気にしていなかった,次の点を重視してみました。

1. 光軸が後でも調整できるように,CCD素子を自由に動かせるようにする
2. ピント合わせが楽になるように,すこしでもほかのアイピースの合焦位置に近づける

 アルミアングルと接眼アダプタを固定することに 

 笠原さん,まきさんからお聞きしたところ,CCDの信号はハイインピーダンスのためノイズを受けやすいとのこと。アルミ箔を巻くことである程度ノイズが減りました。
 しかし,基板から離すと完全に消え去る現象を直に見ていると,どうしても離して固定したくなります。

 そこで,アルミアングルと基板を固定して,CCD面ができる限り遠ざかるようにしました。これで,完全にノイズが消えました。素直にシールド線に交換すれば良いのかもしれませんが,もうはんだゴテで暖める勇気もなく弱気なアルミ箔巻きなのです(汗)。

アドバイスをいただいて,CCDの配線にはアルミ箔を巻きました。これでノイズは無くなった

光軸が調整できるように,CCDが自由に移動ができるようにしつつ,熱伝導シートを挟んで固定。
後日小型のペルチェが手に入ったら,CCDの裏面に直に貼り付けることも予定


 CCDを分離したことでアイピース並に焦点距離を短くできた 

 本当であれば,笠原さんのようにCCD直下にペルチェクーラーを取り付けるのが理想です。しかし,すぐに手に入る見込みがないため,このような構成にしました。

 今のところの計画は,30×30mmのペルチェを2つならべて取り付けて,ガンガンに冷やすつもりです。もちろん,反対側の熱量を減らさなければ冷却効率が悪くなるので,かなり風量のあるファンを取り付ける予定。

できるだけCCDに近い位置にペルチェを付けたい。この面に付ければ,2つならべても付くはず…

接眼アダプタを取り付けたところ。取りあえずは両面テープで…。これでもある程度の強度が保てているのでいい感じ

CCD素子は取りあえずは熱伝導シートで固定しているだけです。光軸がズレていても調整することができます
取りあえず完成形。ケースが無く,今後取り付ける予定のクーラーの冷気が逃げてしまう,という点がいちばんの難点です。とはいえ,ペルチェである程度冷やせたらケースはいらないかもしれない 

そして止めどなくペルチェまでに手を出すことに…。あぁ。


ペルチェ(サーモモジュール)を買ってきて取り付けてみました

ペルチェを取り付ける (2000/07/10)

 秋葉原に行って,ペルチェ素子(サーモモジュール)を探してきました。最近はなかなか種類の置いてある店がないそうですが,千石電商にはいろいろ種類が置かれていて,あちこち歩き回らずにすみました。揃えた部品は次の通りです。なんだか意外な出費となってしまいました…。う〜ん。これだけの価値を見いだせるのか,と・て・も・不安です。

■使用した材料
サーモモジュール(TM127-10-39MCS,俺コンハウス
販売元:ワイドワーク,Tel.03-5256-5021
2,280円
サーモモジュール(T151-40-017S,千石電商 1,680円
ミニクーラー(俺コンハウス 1,280円
DCジャック&組のDCケーブル(千石電商 60+100円
Pentium/200につけていた冷却ファン&ヒートシンク 不明
シリコングリス(千石電商 680円

   
 
帰路の途中,電車の中でサーモモジュールのデータシートを見ていると,なんと!小型のT151は電圧が2V(激汗)
現状,Qcamへの回路には12Vと5Vしか導いてないので,これはまいった…。
ちなみに千石通商(最下段は俺コン扱い)で販売している,主なサーモモジュールは次の通りです。

表■千石電商で売っていた主なサーモモジュール
型 番 VMax[V]
最大ボルト数
IMax[A]
最大電流量
 
QMax[W]
冷却側吸熱量
外形サイズ[W]×[L]×[H]mm
T151-40-017(S) 2.3 4.0 5.1 11.5×11.5×3.18
T150-60-017(S) 2.3 6.0 7.6 15.1×15.1×4.16
T150-85-017(S) 2.3 8.5 10.8 15.1×15.1×3.94
T151-40-031(S) 4.3 4.0 9.3 15.1×15.1×3.18
T150-60-031(S) 4.3 6.0 14 20×20×4.16
T150-85-031(S) 4.3 8.5 20 20×20×3.94
T150-85-035(S) 4.8 8.5 22 15.1×29.8×3.94
T151-40-071(S) 9.8 4.0 21 22.4×22.4×3.18
T151-60-071(S) 9.8 6.0 32 29.8×29.8×4.16
T150-85-071(S) 9.8 8.5 45 29.8×29.8×3.94
T151-40-127(S)
T150-40-127(S)
17.5 4.0 38 39.6×39.6×4.16
T151-60-127(S)
T150-60-127(S)
17.5 6.0 57 39.6×39.6×4.16
29.7×29.7×3.61
T150-85-127(S) 17.5 8.5 80 39.6×39.6×3.94
TM127-10-39MCS 15.5 3.9 34 30.0×30.0×3.6
2000年7月9日現在。型番の(S)が付いている物は,耐湿シール品。
さらに詳しい製品情報が知りたいときは,千石電商のページを見ると分かります

 購入したミニクーラーは期待通りに働かず
パソコン用の冷却ファン&ヒートシンクを使うことに
 

 最初に組み上げたミニクーラーとの組み合わせは,放熱効率が悪く,熱が冷却側に逆流してしまい悲惨な結果に終わりました…。

 そこで,手持ちの稼働率の低いPentium200マシンから,冷却ファンとヒートシンクを取り上げちゃいました…。まぁいいや。
 その結果組み上げたのが,次の写真です。

購入した11.5×11.5×3.18mmのサーモモジュールとCCD素子の比較。
CCDの裏面に貼り付けるには最適な大きさだと分かります。
しかし,前述のように減圧の問題から今回は保留に…

ヒートシンク,ペルチェ,アルミ板と重なっているのですが,その間あいだには熱伝達効率がよくなるようシリコングリスを塗っています。
でも…,それによりなかなか固定しづらくなってしまいました。さんざん悩んだあげく,アルミ板とヒートシンクにタップでネジ切りをして固定することに(赤丸印部)

比較的ヒートシンクの重量が重いので,接眼アダプタを両面テープで保持することができなくなりました。
そこで,写真内赤丸のように,タップでネジ切りして固定することに。これで強度は万全

 冷却度合いもよくノイズも減った(^^) 

 通電してみると,いい感じに冷えました(^^)。かなり冷え冷えなので,当初の予定である2つ並べて取り付け…(ヒートシンクが大きいのでそんな余裕は無くなったのですが。汗)計画は,お流れに。
 ただし,なんとか2Vを作ってCCDの裏面にも取り付けてみたいです。すると,2段冷却になって,さらなる冷え冷え度を追求できるかもしれない。

今回はケースを作らないまま,ここまできちゃいました。まぁこれである程度の強度が保てているので,ちゃんと期待通りに稼働したら,考えようっと

やはり,ファンとヒートシンクがデカイです…。PentiumやCeleron用だと思えば,大きさが分かる人が多いはずです。
こんなカンジで望遠鏡に取り付けます。基板が垂直状態で上部なのです

CCD素子だけが,熱伝導シートで軽く張り付いているだけの未固定状態です。これもちゃんと撮像できたら,プラスチックビスで微動の余地を残しつつ固定するつもり

 最後に今晩(10日0時ごろ)動かしてみました…。リニア彗星を探していたのだけれど,眼視で見つからず断念…。曇ってきたので,早々に引き上げました。

 アイピースとの合焦位置は,なんとミードのPL26mmとほぼ同じ位置になり,感激(涙)。これだけでもかなりニンマリでして,ピント合わせの苦しさから逃れられます。

 数十分野外で動かしていて分かったのですが,冷却度が高くなったのはいいものの,湿度が高いこの時期だからなおさら?,「かなりの結露」がアルミ板上につくことが判明(^^;。
 取りあえず,気休めだとは分かりつつも植毛紙を結露面に貼ってみたのですが,その効果はむなしく,水滴がしたたる始末…。幸い,基板とアルミ板は垂直に取り付けてあるので,水滴が基板上に落ちるなどという恐ろしい自体にはなりませんでした…。
 なんとかアルミ版を密封するような工夫が必要なようです。課題。


 効果のほどを確認しました。(00/07/11更新)

Uncooled

冷やさない状態で,明るさ(露出時間)を最大にしたところです。見たように,星雲などは埋もれてしまう
Cooled

冷やした状態で,明るさ(露出時間)を最大にしたところ。これならば,淡い天体でも捕らえることができそう
CCD素子の固定も考えなければならないので,ゴムから切り出して作成しました

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天文用語辞典
- CCD(しーしーでぃー) : Charge Coupled Deviceの略。主に「インターレーススキャン」、「プログレッシブスキャン」の2種類の読取り方式がある。前者は比較的高解像度、後者は高速シャッターをメリットとする。CMOSに比べて電力が必要(だったが、2003年現在かなり省電力に)。1970年に開発された。
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