1° Forum di Astronomia Amatoriale Italiano

post doppio, scusate

Ho studiato la possibilità di raffreddare ad aria secca il retro del sensore, che è facilmente accessibile senza smontare integralmente la fotocamera sui modelli fino alla 400D attraverso le aperture dei jack sulla sinistra. Il problema è che occorrerebbe aria a pressione ( per via dello spazio stretto in cui dovrebbe circolare) e quindi un compressore, però altri problemi da risolvere sorgono su come raffreddare quest'aria (occorrerebbero radiatori progettati ad hoc, ad alette fittissime, adatti all'aria compressa che esistono e sono chiamati microchannel, ma non si trovano facilmente in giro), ed inoltre l'efficienza di scambio termico tra l'aria e il sensore sarebbe comunque molto bassa, a meno di ricircolare l'aria fredda in qualche modo, ma è da pazzi, andrebbe sigillata l'intera fotocamera e comunque coibentata integralmente, perché la fotocamera non è un tubo e l'aria che ci butti dentro esce un po' da tutte le parti, e a quel punto tanto vale costruirsi un minifrigo.
Dato che uno dei miei obbiettivi era aumentare l'efficienza, alla fine ho optato per il raffreddamento a liquido del sensore, anche perché comunque un waterblock da qualche parte l'avrei dovuto mettere.

Raffreddare lo spazio davanti al sensore è ancora meno efficiente che raffreddarne il retro, perché davanti al sensore ci sono i filtri e quindi l'aria non raggiungerebbe direttamente la superficie dell'integrato.
La semplice convezione naturale non è sufficiente, perché l'aria è un ottimo isolante quando è confinata in spazi ristretti come lo è la camera anteriore tra l'obbiettivo e la tendina dell'otturatore (infatti nelle costruzioni edili si fa largo uso di intercapedini d'aria di pochi centimetri per isolare gli edifici) quindi ci vuole comunque aria forzata, o compressa, ma come già discusso qualche pagina fa, fare questo nello spazio davanti al sensore, oltre che complicato, creerebbe delle turbolenze che andrebbero a degradare l'immagine. Ma anche se le turbolenze non dessero problemi, restano comunque tutti i problemi del raffreddamento ad aria secca già citati per il retro del sensore.

Sto sperimentando il micro waterblock del sensore con vari liquidi di raffreddamento. Con acqua a bassa temperatura (la viscosità aumenta col diminuire della temperatura) la portata del waterblock è piuttosto bassa e con pressioni dell'ordine dei 60 cm d'acqua non arrivo nemmeno a un terzo di ml al secondo, sufficiente per portare la temperatura a circa 5°, ma poi bisogna vedere che succede quando ci accoppio il sensore e aumenta il carico termico. Ho usato anche alcol a -15°, la temperatura del waterblock arriva in un paio di minuti a circa 0° e la portata aumenta*, evidentemente l'alcol è meno viscoso dell'acqua a bassa temperatura, però il calore specifico è minore, per cui l'aumento di prestazioni rispetto all'acqua è modesto. Ho escluso a priori l'utilizzo di acqua glicolata perché la viscosità aumenta ulteriormente aggiungendo l'antigelo. L'ideale sarebbe usare un liquido molto volatile, non conduttore di elettricità e che sia poco viscoso a bassa temperatura, un buon candidato potrebbe essere esano puro (il problema è che costa una ventina di euro al litro, e non mi va di mettermi a distillare la benzina in casa, col rischio di farlo io, il botto...). L'acetone andrebbe bene in quanto a viscosità, ma poi dovrei usare tubi di teflon e i serbatoi di metallo, dato che l'acetone attacca quasi tutte le plastiche. Per non parlare poi di un'eventuale perdita dentro la fotocamera...

Per evitare la condensa e qualsiasi tipo di vibrazione ho pensato di chiudere fotocamera e circuito di raffreddamento (coibentato) in una specie di boccia di plastica trasparente (tipo palla da illuminazione per esterni) che andrò a pressurizzare leggermente azionando per un breve periodo un aeratore per acquario o altro tipo di compressore, che manderà dentro la boccia aria pretrattata su un letto di silica gel . La pressione ottenuta, dell'ordine dei 100-150 cm d'acqua, verrà quindi sfruttata per mettere in circolo il liquido di raffreddamento a compressore spento (e durante la posa della fotocamera), facendolo spostare, attraversando i waterblock, tra due recipienti, uno a pressione uguale a quella della boccia, l'altro a pressione atmosferica. In tal modo si scongiura la possibilità di sversamenti accidentali di liquido, dato che la pressione del liquido dentro i waterblock e in tutto il circuito idraulico sarà leggermente inferiore rispetto a quella dell'aria circostante contenuta nella boccia ermetica (e nella fotocamera). Una volta scaricato il "serbatoio" il compressore viene fatto ripartire per pochi secondi, ma a circuito invertito, e una valvola passiva che collega i due serbatoi permetterà al liquido di rientrare nel serbatoio "alto" senza passare dal circuito di raffreddamento (waterblock fotocamera + waterblock Peltier). Ogni tanto si dovrà ripristinare la pressione della boccia azionando il compressore come all'inizio, comunque per pochi secondi se si usano compressori da 200-600 litri/h.


* Rettifica: la portata non aumenta, era solo un'impressione dovuta alla dimensione minore delle gocce d'alcol, difatti la viscosità del'alcol e dell'acqua sono confrontabili a temperature intorno a 0°.

ma hai provato con l'ammoniaca??

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William Optic GT1 HD con Skysensor 2000PC v.2.06 / Maede SN 10" UHTC /
William Optic Magrez II 80/500 / Lidlocolo 10x50 / Webcam Vesta675/ Altair Astro GP-Cam/ Canon EOS 350D non mod. EOS 500D mod. Baader/ Vivitar 70/260

L'ammoniaca è gassosa a temperature fino a -33°. La cosiddetta "ammoniaca" in commercio è una soluzione acquosa molto diluita. Inoltre è tossica e pure fortemente corrosiva.

Hai pensato al cloruro di metilene (diclorometano), è liquido, bassobollente (40°C) e quindi abbastanza volatile? Oppure Etere etilico, ancora più volatile, ma molto più problematico per la sua infiammabilità e la possibilità di formare perossidi nel tempo (problema di esplosione), ma poi se è poco quello che usi ed è in un sistema chiuso magari il problema non si pone...

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CG5-GT, SW 80ED PRO, EOS 350D modded & cooled DIY, UHC-E, MZ-5m, SerialFOCUS.

A parte il gusto di sperimentare, ma non è che poi si spende meno a comperare un sistema già bello è pronto o una camera CCD "vera"?

Donato.

Donato, per prendere 50 o 100 ml di diclorometano o di etere etilico mica servono 1000 euro, se hai un amico che bazzica in un laboratorio chimico te li procura in un istante a costo prossimo allo 0, non è mica chissachècosa. Un litro di diclorometano costa 23 euro, l'etere etilico costa quasi 8 euro al litro, quindi son costi contenuti, e poi c'è il bello della produzione propria e della soddisfazione nel vederlo funzionare (se funziona)...

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Non parlavo del "propellente" ma dell'ambaradan per gestire il tutto.


Mi ricorda Beaker, l'assistente del laboratorio del "Muppet Show"



Donato.

Ho finalmente sperimentato "dal vivo" il sistema di raffreddamento col waterblock appoggiato sul retro del sensore. Per le foto della realizzazione dovrete aspettare che le scarico dal telefonino (la fotocamera era in "sala operatoria"), qui di seguito però ci sono i risultati, sono tutti clip di foto di 400 secondi a 1600 ISO:

1) Con il sensore non raffreddato, temp ambiente 29°:





2) Con il sensore raffreddato con semplice acqua di rubinetto a temperatura prossima a quella ambiente:



3) Con il sensore raffreddato con acqua ghiacciata a circa 7° (considerando la temperatura in uscita dalla fotocamera e le perdite di "freddo" nel tubo di mandata, coibentato alla meno peggio. La ripresa della foto è stata fatta partire dopo circa due minuti dall'inizio della circolazione del liquido. Inerzia termica praticamente assente...:



4) Con la fotocamera tenuta nel frigo di casa per circa un'ora, foto fatta dentro il frigo con il telecomando:




Questi i relativi valori del rumore ottenuti dai file non clippati:

file...........media............dev.std

29C400s...........5.28...........6.67
25C400s...........2.75...........4.34
7C400s............2.26...........1.99
12C400s...........1.95...........2.55