U svom bavljenju astrofotografijom, kamera mi je uvijek predstavljala problem.  Prave astro kamere su mi bile financijski nedostupne, pogotovo one sa velikim senzorom.  Nekako sam si uspio priuštiti “malu” Atik 16IC monokromatsku kameru na kojoj sam se izvježbao i naučio male “tajne” snimanja i obrade…

Ali ta Atik kamera ima sasvim mali 1/3″ CCD senzor koji ima za današnje standarde marginalnu rezoluciju od samo 330k piksela, što mi je predstavljalo veliko ograničenje. Kao najbolja alternativa pravim astro kamerama, pokazali su se DSLR aparati, pogotovo oni iz Canonove obitelji. Cjenovno su dostupni, imaju veliki senzor APS-C formata (tipično oko 22 x 15mm), vrlo su osjetljivi, imaju mali šum, mogu se upravljati USB kabelom preko računala. Rekao bi čovjek da su idealni, ali ipak imaju svojih mana.

Prva mana je da u originalnom stanju u kojem dođu iz tvornice nemaju dovoljnu osjetljivost u crvenom dijelu spektra, poglavito oko astronomski vrlo važne Ha linije od 656.3nm. Problem leži u ugrađenom IR blok filteru koji do senzora propušta samo oko 20% pristigle svjetlosti te valne duljine.  Srećom, taj problem se vrlo lako riješi stavljanjem zamjenskog filtera koji propušta širi dio spektra ili jednostavno potpunim vađenjem istog.

Druga mana je ograničen dinamički raspon DSLR aparata od 12 ili 14 bita u odnosu na 16 bita kod astro kamera. Ali to je skoro pa minoran problem koji se lako kompenzira pravilnim izborom vremena ekspozicije i ISO vrijednosti.

Treća i najveća mana DSLR aparata u odnosu na astro kameru je nedostatak hlađenja senzora. Naime, tipična astro kamera uobičajeno hladi senzor na temperaturu koja je barem 30°C niža od temperature okoline. To znači da će se u vreloj ljetnoj noći senzor astronomske kamere redovito naći na “zimskoj” temperaturi koja može doseći poprilično ispod nule…
Zbog čega je bitna temperatura senzora? Bitna je zbog toga što ohlađeni senzor ima drastično manje “hot pixela” i niži “dark current”.  Mogao bih sada na dugo i široko pisati o ta dva termina, ali neću, već ću skroz pojednostavniti i jednostavno reći ovo: niža temperatura = “čišća” slika.

I tako, nakon ovog uvoda u problematiku, bacimo se na posao :)
Odlučio sam modificirati svoj Canon 450D, ali sam si zadao poprilično teške kriterije. A oni su da ohladim senzor na temperaturu od minimalno 30°C ispod temperature okoline i da gotova kamera bude fizički što je moguće manja. Također, jedan od uvjeta je da na kameru mogu osim teleskopa priključiti obične fotografske objektive. Sve to skupa značilo je da od od cijele kamere mogu iskoristiti samo golu elektroniku. Sve mehaničke komponente sam morao eliminirati jer su oduzimale previše mjesta (kućište, cijela unutrašnjost -mirror box, zrcalo, blic, ekran, shutter…)
Prije nekog vremena sam naletio na stranicu čovjeka po imenu Anat Ruangrassamee ( http://thaiastro.nectec.or.th/hypermod/ )
On se bavio istom mišlju kao i ja i uspio je modificirati i ohladiti svoj 450D.  Mislim da me na neki način i potakao da i ja probam :)
Usput, puno mi je pomoglo to što je u svojim eksperimentima zaključio da je za ispravno funkcioniranje aparata dovoljan minimum dijelova, senzor, glavna tiskana pločica, pločica napajanja i shutter. Sve drugo se može isključiti, a aparat će i dalje raditi. Naravno, kad tako “okljaštrimo” aparat, jedina moguća kontrola ostaje ona preko računala.

Nakon malo razmišljanja, odlučio sam kompletno rastaviti aparat, pospajati samo elektroniku i testirati kako radi na stolu:

Gornje tri pločice (zelene) su dijelovi originalnog aparata, ostala elektronika na “protoboardu” simulira shutter. Test je pokazao da stvar radi u redu, a to je značilo da mogu nastaviti sa izradom kućišta.

Počeo sam tako da sam na aluminijsku prednju ploču pričvrstio okrugli komad plastike koji služi kao toplinski izolator i drži pločicu sa senzorom. Senzor je pričvršćen sa tri mala vijka. Vide se i tri metalna odstojnika koji će nositi glavnu pločicu.

Glavna pločica montirana:

Prednja strana otkriva senzor kao i način montaže plastičnog prstena. Napomenut ću samo to da je između senzora i prstena, kao i između prstena i prednje ploče namazan tanak sloj silikonskog brtvila. Cilj je napraviti zatvorenu komoru u koju neće moći ulaziti vanjski zrak. To je bitno zbog sprječavanja kondenzacije vlage na senzoru, kao i zamrzavanja iste.

Na sljedećoj slici vidimo T2 priključak (M42x0.75) koji se sa četiri vijka pričvrščuje na prednju ploču. Na njega je sa unutrašnje strane zalijepljen optički prozor, u mom slučaju IR blok filter. Između priključka i prednje ploče također treba namazati tanak sloj brtvila.

Ali prije nego sam stavio T2 priključak, u prostor između njega i senzora dolazi aluminijski prsten u kojem se nalazi silika gel. Silika gel ima zadatak da pokupi svu vlagu iz tog prostora, kako se ista ne bi kondenzirala na senzoru. Silika gel je u ovom crnom prstenu sa rupicama:

Opet na stražnju stranu, montirana je sva elektronika (senzor, glavna pločica, pločica napajanja i moj sklop koji emulira shutter). Sa pločice napajanja je skinut elektrolitski kondenzator blica, kao i transformator i konektor baterije. Ti dijelovi zauzimaju puno mjesta, a nisu neophodni za kameru i ona normalno radi i bez njih. Još je potrebno samo povezati sve sklopove flat kabelima:

Na red je došlo i hlađenje to jest peltierov element i “cold finger”. Cold finger je komad bakrenog lima koji povezuje hladnu stranu peltiera s senzorom, i tako ga hladi:

Vruća strana peltiera se naslanja na stražnju ploču kućišta i peltier se onda pomoću dva duga vijka nađe stisnut u sendviču:

I to je manje više sve, preostalo je još napraviti bočne stranice kućišta, montirati veliki hladnjak s ventilatorom na zadnju stranu, kao i ugraditi USB konektor i konektor napajanja.

Za sada toliko, u ovom članku sam se uglavnom bavio mehaničkom izvedbom kamere, a u jednom od sljedećih ću se pozabaviti napajanjem, kontrolom temperature senzora kao i elektronikom emulatora shuttera.

f