Enfriamiento Peltier para la cámara Astro ZWO: 10 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Después de tropezar con estos dos videos de YouTube que muestran cómo agregar enfriamiento a una ZWO Optics Astro Cam sin enfriar

Guía de bricolaje para hacer un mod de ventilador de refrigeración Peltier para ZWO ASI120MC S

Enfriador Peltier para cámaras ZWO - Basado en el video de Martin Pyott

Pensé en intentarlo yo mismo.

Mi mod completo se muestra en la imagen de arriba.

Paso 1: Herramientas y materiales

INSTRUMENTOS

• Un taladro con brocas escalonadas y de 4 mm.
• Archivos (redondos y planos)
• Dremel o similar con accesorio de cuchilla circular.
• Soldador con soldadura, fundente, etc. además de tubos termorretráctiles.
• Cutter.
• Juego de punzones huecos.
• Destornilladores (posidrive y planos)
• Sierra
• 1/4 "-20 Tap & Die (opcional)

MATERIALES

Para empezar, necesita una cámara ZWO Optics, una versión no refrigerada, bastante seguro de que todas vienen con los soportes de trípode estándar M4 y 1/4 en la parte posterior, pero deberá verificar esto.

Usé mi 224MC para este mod.

• Ventilador de 12vdc para zócalos Intel 1150, 1155, 1156 o 775. Elegí: ARCTIC Alpine 11 Pro Rev.2 por su antivibración y precio.
• TEC1 - 12703 Refrigerador termoeléctrico Peltier 12v 3a 40mm x 40mm. Están disponibles en muchos lugares.
• DC12V -50-110 ° C W1209WK Control de temperatura del termostato digital
• Caja de entrada de alimentación y control principal: CAJA DE PROYECTO ARMARIO 79 X 61 X 40MM
• Caja de distribución de energía satelital: Caja de conexiones 60x36x25mm
• Lámina de caucho EPDM de 2 mm de al menos 100 mm x 100 mm cuadrados.
• Varilla de cobre macizo de 1/4 "de diámetro de al menos 100 mm de longitud (opcional).
• Lámina de neopreno de 6 mm de al menos 200 mm x 200 mm cuadrados, incluido el adhesivo de neopreno.
• Cable de 7 núcleos 5a clasificación como este
• Botas de alivio de tensión de cable.
• Pernos de nailon M4 de varias longitudes con arandelas a juego, tuercas y algunas tuercas de mariposa para combinar.
• Compuesto de transferencia térmica adecuado para uso en aluminio.
• Piezas de aluminio cortadas con láser según los dibujos adjuntos, todas de aluminio de 2 mm. Será necesario cortar 2 x PLANTILLA DE JUNTA.
• 1 bloque de aluminio de 40 mm x 40 mm x 6 mm

Puede ver que hay 2 archivos de dibujo de la PARTE POSTERIOR DE LA CÁMARA, uno con el recorte de montaje del trípode central de 1/4 y el otro sin, la ruta que tome depende de usted.

Paso 2: la carpintería

Después de recibir las piezas de aluminio cortadas con láser, será necesario desbarbar todas para eliminar los bordes ásperos.

Alternativamente, podría hacer que las piezas se corten con chorro de agua, ya que creo que esto da un mejor acabado y no sería necesario quitar las rebabas.

Paso 3: hacer la junta

1. Colocando una de las piezas de la PLANTILLA DE LA JUNTA sobre la lámina de caucho EPDM, marque cuidadosamente las posiciones de los cuatro orificios de fijación M4, así como el orificio de montaje del sensor de temperatura más grande.
2. Retire la pieza de la plantilla de la hoja de EPDM y, utilizando punzones huecos adecuados, corte estos orificios marcados.
3. Alinee ambas piezas de la PLANTILLA DE LA JUNTA con estos orificios a cada lado de la hoja de EPDM y asegúrelos con algunos de los pernos de nailon M4, intercalando el EPDM firmemente entre ellos.
4. Con una navaja afilada, corte con cuidado todo el EPDM de acceso de las piezas de la PLANTILLA DE LA JUNTA, incluido el recorte cuadrado central.
5. Retire los pernos de sujeción de nailon para revelar una junta de EPDM.

Paso 4: cámara trasera

A través de prueba y error, descubrí que podía ayudar a enfriar aún más utilizando el orificio de montaje del trípode de 1/4 en el centro de la cámara.

Al hacer esto, el dedo de enfriamiento se acerca unos 5 mm más al sensor de imagen y directamente detrás de él.

Este paso es opcional, por eso he incluido dos dibujos de la PARTE POSTERIOR DE LA CÁMARA, uno con el orificio central y otro sin él.

1. Lime un ligero cono en el extremo de la varilla de cobre para facilitar el corte del hilo.
2. Con un troquel de 1/4 "-20 UNC, corte una rosca en la varilla de cobre siguiendo el procedimiento normal de corte de roscas. Corte un poco más de rosca de la necesaria (aproximadamente 5 mm en realidad necesarios), ya que facilita su manipulación.
3. Con un macho de roscar de 1/4 "-20 UNC, corte un hilo en el orificio central de la pieza TRASERA DE LA CÁMARA, esto no tomará mucho, posiblemente solo dos vueltas como máximo.
4. Pruebe el ajuste de la varilla roscada de cobre en el orificio roscado, debe enroscarse fácilmente y estar perpendicular a la cara TRASERA DE LA CÁMARA.
5. Pruebe con cuidado el ajuste de la varilla roscada en el orificio de montaje del trípode de la cámara real; nuevamente, esto debería atornillarse fácilmente sin dañar o ejercer presión sobre la carcasa de la cámara.
6. Ahora asegure la pieza TRASERA DE LA CÁMARA a la cámara con solo dos pernos de nailon M4 insertados en las fijaciones exteriores del trípode de la cámara.
7. Atornille la varilla de cobre roscada a través de la pieza TRASERA DE LA CÁMARA y en el orificio de montaje del trípode central de la cámara real. Haga esto con cuidado, no apriete demasiado y deténgase tan pronto como sienta que se aprieta.
8. Marque con cuidado y corte el exceso de varilla de cobre que sobresale con una sierra para metales. Si raspa la superficie de la pieza de la PARTE POSTERIOR DE LA CÁMARA como lo hice yo, no se preocupe demasiado, ya que la lana de acero y el pulimento para metales eliminan muchos de los rasguños y el compuesto térmico elimina la holgura.
9. Lo más probable es que el tornillo prisionero de cobre roscado que ha hecho ahora esté un poco orgulloso de la pieza TRASERA DE LA CÁMARA y sea difícil de apretar, nuevamente, usando una sierra para metales corte una ranura en la parte superior para permitir el uso de un destornillador plano, no demasiado profundo, sólo lo suficiente.
10. Utilice una lima para que este tornillo prisionero de cobre recién hecho quede al ras con la cara externa de la PARTE POSTERIOR DE LA CÁMARA.
11. Como dije anteriormente, use lana de acero y abrillantador de metales para eliminar los peores rayones hechos en la pieza de la PARTE POSTERIOR DE LA CÁMARA durante este proceso.

Paso 5: Estructura principal

1. Coloque la CÁMARA TRASERA en la parte posterior de la cámara e inserte el tornillo prisionero de cobre a través del orificio de montaje del trípode central de la cámara, si utiliza este método.
2. Coloque la junta de EPDM, alineando cuidadosamente los orificios con la pieza TRASERA DE LA CÁMARA.
3. Coloque la pieza de aluminio PRINCIPAL sobre esto alineando los cuatro orificios de fijación M4 con la junta de EPDM y la PARTE POSTERIOR DE LA CÁMARA asegurándose de que el puerto USB de la cámara esté a las 6 en punto y que la sección rectangular de la pieza de aluminio PRINCIPAL esté a 90 grados de esto. El mío está al lado derecho.
4. Asegúrelos con pernos de nailon M4 cortados a la longitud correcta para un ajuste perfecto.
5. Coloque una buena gota de compuesto térmico sobre el tornillo prisionero de cobre, si se usa.
6. Unte una capa fina y uniforme de compuesto en el bloque de aluminio de 6 mm x 40 mm x 40 mm y apriete en el corte cuadrado del compuesto de la junta con el lado hacia abajo.
7. Según las dimensiones del ventilador de refrigeración que utilicé, debería haber solo 4 mm entre la superficie de montaje y la parte inferior de su disipador de calor, por lo que ahora hay 2 mm del bloque de aluminio que sobresalen por encima de la superficie de la pieza de aluminio PRINCIPAL y que el TEC1 tiene 4 mm de grosor, pensé que esto sería suficiente, pero descubrí que todavía no era lo suficientemente seguro y lo superé afeitando los pies en la base de montaje del ventilador, vea las imágenes, tendrá que verificar esto en lo que sea ventilador que usas.
8. Coloque la base de montaje del ventilador en la pieza PRINCIPAL, asegurándola con pernos de nailon, arandelas y usando tuercas de mariposa en todos los pernos excepto en el que se encuentra en línea con el puerto USB de la cámara. Esto simplemente facilita la extracción en cualquier momento y el que está en línea con el puerto USB no tiene espacio para una tuerca de mariposa.
9. Averigüe de qué lado está el lado frío del TEC1 conectándolo muy rápidamente a una batería AA, colocando el TEC1 entre sus labios, que son mucho más sensibles, pero será rápido, es fácil destruir el TEC1 ejecutándolo sin un disipador de calor de enfriamiento.
10. Unte una capa fina y uniforme de compuesto en ambos lados del TEC1 y colóquelo en el bloque de aluminio que sobresale con el lado frío hacia abajo mirando hacia la cámara.
11. Ahora coloque el ventilador y el disipador de calor en la parte superior de este y asegure el ensamblaje a su base de montaje.

Paso 6: cableado y control

1. Usando una Dremel con el accesorio de cuchilla circular, corte una sección en la tapa del gabinete de entrada de energía y control principal y monte la unidad de control de temperatura del termostato.
2. Use un taladro escalonado para cortar los orificios en el gabinete para el enchufe de entrada de la toma de CC, la salida del cable de 7 núcleos (que permite el alivio de tensión) y, si está instalado, el portafusibles.
3. Si usa un fusible, suelde el + ve desde la clavija central de la toma de CC al portafusibles.
4. En el lado de la salida del fusible, suelde 2 cables, 1 será una alimentación + ve directa al ventilador y el otro será la alimentación + ve a la conexión 1, la entrada + ve de la Unidad de control de temperatura del termostato, consulte el siguiente paso.

5. La unidad de control de temperatura del termostato debe venir con marcas que muestren dónde hacer las conexiones + ve y -ve, pero en caso de que no sea así, consulte la imagen 2 donde los conectores de bloque cuatro conexiones desde 1 a la izquierda a 4 a la derecha son las siguientes:

   1. + ve in, suministro principal a la unidad de control
   2. -ve in y también common -ve se alimenta a través de un cable de 7 núcleos a la caja de distribución de energía por satélite (S. P. D)
   3. + ve en cable de enlace desde el pin 1 para relé
   4. + ve hacia fuera, alimente a través de un cable de 7 núcleos a Peltier + ve (cable amarillo en mi imagen)
6. Corte una sección corta de cable desde el extremo del enchufe del sensor de temperatura, empuje el enchufe firmemente en la placa de control de temperatura del termostato y haga dos conexiones de cable al cable de 7 núcleos.
7. Marque y taladre los dos orificios M4 para montar la caja S. P. D en el marco de aluminio PRINCIPAL.
8. Con un taladro escalonado, corte un punto de entrada para el cable de 7 núcleos, incluido el alivio de tensión y el punto de salida del cable en el S. D. P
9. La caja S. P. D es donde se realizan todas las conexiones finales al ventilador, sensor de temperatura y TEC1.

10. En la caja S. P. D se conectará desde el cable de 7 núcleos:

    1. Un común -ve al ventilador -ve y TEC1 -ve
    2. A + ve al ventilador
    3. A + ve al TEC1
    4. Dos conexiones al sensor de temperatura
11. Habrá dos cables sin usar en el cable de 7 núcleos, los he dejado para un posible uso futuro de la función PWM de mi ventilador.
12. Asegúrese de que la parte superior del sensor de temperatura encaje perfectamente en el orificio de montaje de la junta de EPDM y la PARTE POSTERIOR DE LA CÁMARA, es posible que se necesite un poco de limado y que el cable salga a través del orificio más pequeño perforado en el marco PRINCIPAL, de nuevo es posible que se necesite limar. El sensor de temperatura debe ajustarse muy bien contra el cuerpo de la cámara y la chaqueta de neopreno (consulte el Paso 7) ayudará a mantenerlo allí.
13. Encoge todos los cables para mayor protección.

Paso 7: Aislante

Esto puede sonar extraño para agregar una capa aislante a la cámara ya que estamos tratando de enfriarla, pero antes de hacer esto, leí muchos artículos de proyectos similares en los que el enfriamiento se vio obstaculizado por la formación de rocío en la cámara y que al suprimir aún más esta formación de rocío El enfriamiento podría lograrse sin necesidad de más energía para hacerlo.

Simplemente haga una chaqueta aislante ajustada para su cámara con neopreno de 6 mm y deslícela.

Paso 8: prueba

Antes de usarlo, necesitará saber cómo se configura y funciona la unidad de control de temperatura del termostato y, desafortunadamente, la unidad en sí no viene con instrucciones de ningún tipo, pero gracias a Buddy Moore por crear un conjunto de instrucciones que incluiré aquí. (ver Descarga en PDF a continuación)

El video que publiqué aquí muestra un lapso de tiempo del enfriador funcionando sin la cámara encendida, por lo que no hay calor del sensor de imagen en absoluto.

Muestra la temperatura ambiente inicial a través del sensor de temperatura contra la carcasa externa de la cámara como 23,8 ° C.

El lapso de tiempo cubre casi exactamente 45 minutos de tiempo real antes de que la temperatura tocara fondo a 0,7 ° C y no bajara más.

En este punto, conecté el cable USB de la cámara y lo conecté a mi computadora portátil con SharpCap Pro 3, donde la temperatura interna de la cámara se muestra como -0.5 ° C

Después de 1 minuto y aún conectado a SharpCap, la temperatura externa leyó 1.5 ° C mientras que la interna mostraba 3.8 ° C

Paso 9: en acción

Solo algunas imágenes que muestran la configuración in situ en mi visor Celestron CPC9.25.

Disculpe el ruido en el video, es el enfoque automático de lente ruidoso de mi dSLR.

Paso 10: Resultados

Aquí hay algunos fotogramas oscuros resultantes tomados como subs de 10 x 10 minutos a través de SharpCap Pro 3.

La imagen 1 no tiene refrigeración y la temperatura máxima fue de 29,7 ° C

La imagen 2 es un zoom 4x de la imagen 1.

La imagen 3 es con enfriamiento y la temperatura máxima fue de 7.3 ° C

La imagen 4 es un zoom 4x de la imagen 3.

Puede ver que el ruido se reduce enormemente.