Autocostruzione CCD 2.0 ...

Marco Paolilli

Ciao a tutti !

Sulla base delle esperienze maturate qualche anno fa all'interno del progetto CCD UAI, e delle attività di sviluppo e prototipazione svolte negli ultimi anni, saremmo ora pronti per la divulgazione di un nuovo progetto on-line per l'autocostruzione di una camera CCD astronomica ( se volete chiamatelo pure progetto ccd uai 2.0 , ma non è obbligatorio ... :wink:

).

In particolare, negli ultimi tempi, abbiamo realizzato una nuova piattaforma che abbiamo testato col sensore Kodak KAI4021M, in cui abbiamo puntato all'ottimizzazione dell'elettronica di controllo e del software di acquisizione, oltre che alla maggiore riproducibilità. Alcune foto di test fatte con varie versione del prototipo sono disponibili sul mio blog.

In pratica questa piattaforma può essere utilizzata, con adattamenti minimi, con la maggior parte dei sensori CCD disponibili, con risoluzioni fino a circa 8-10 Mpixel.

Visto che l'obiettivo sarebbe quello di arrivare a proporre un progetto per 1 o 2 sensori al massimo, si tratterebbe ora di capire, considerando anche i costi, verso che CCD orientarsi.

L'obiettivo rimarrebbe quello di pubblicare on-line un progetto completo per l'autocostruzione di una camera CCD deep-sky. Vista l'esperienza fatta l'altra volta, si pensava di affiancare al progetto alcuni servizi quali , ad esempio, la realizzazione dei circuiti stampati, l'approvvigionamento dei componenti ( anche come kit ) , il parziale premontaggio degli integrati più difficili, eventualmente il supporto per i test e la riparazione.

Il problema maggiore rimane la reperibilità certa dei sensori a costi ragionevoli. Questa è una piccola tabellina con i principali CCD che possiamo attualmente reperire in volume. Nella tabella c'è un'indicazione, altre ad alcuni aspetti tecnici, dei costi del CCD e, per riferimento, quelli di alcuni prodotti commerciali che li utilizzano.

Codice:

    Modello    Sensore    Listino   Mpixel    Pixel   QE-Ha   CostoCCD   
    ATIK314L   ICX285     1.345€    1.3M      6.4um    45%    350-400€
    ATIK383L   KAF8300    1.920€    8.3M      5.4um    45%    450-500€
    ATIK420    ICX274     1.075€    2.0M      4.4um    30%    150-200€
    ATIK450    ICX655     1.995€    5.0M      3.4um    55%    700-750€
    ATIK428    ICX674     1.950€    2.8M      4.5um    65%    700-750€

Per l'autocostruttore, oltre al costo del CCD, è da prevedere una spesa aggiuntiva di circa 150-200€ per il resto dei componenti. Molti dei componenti possono essere comunque reperiti come campioni gratuiti, tagliando sui costi.

I sensori che ho messo in tabella sono tutti di fascia medio-alta. Possiamo anche pensare di utilizzare la stessa piattaforma, eventualmente semplificata, per sensori più piccoli, come ad esempio l'ICX429ALL del precedente progetto, che hanno ora costi attorno ai 100€ ( o inferiori ).

In questo caso però potremmo realizzare delle camere di ottima sensibilità, ma di risoluzione inferiore al megapixel che possono essere utilizzate come primo approccio al mondo dei CCD e , in prospettiva, come camere di guida.

Sulla base dei fattori indicati, quale progetto vorreste vedere realizzato ?

Pensate che ci sia un limite di costo per le attività di autocostruzione o, magari con adeguato supporto, vi lancereste sui progetti "economicamente più impegnativi" ?

Ritenete importante che ci possa essere la possibilità di avere le schede premontate e testate ( ovviamente con un costo aggiuntivo ragionevole ) e rimanesse a vostro carico, solo la realizzazione della parte meccanica e/o l'assemblaggio finale ?

Pensate sia importante che ci sia qualcuno a cui potete eventualmente mandare la camera che state montando e che magari non vi funziona come vi aspettate, affinchè la sistemi sostituendo i componenti eventualmente rotti e ne possa completare il montaggio ( ovviamente con un costo aggiuntivo ragionevole ) ?

Se avete letto fino a qui, vi ringrazio per la pazienza

!

Ogni opinione che mi vorrete dare è importante.

Un salutone,
Marco.

cionki

Io ritengo interessantissimo il KAF8300 che va tanto di moda adesso, dopo c'è da dire che forse chi vuole risparmiare e farsi una camera a colori può recuperarlo da una vacchia olympus (non sono sicuro ma mi sembra che veniva montato sulla e-300). Il discorso kit mi alletta molto, avere tutti i componenti e le schede sarebbe una gran comodità, immagino che siano tutti componenti smd?
Secondo me non è da sottovalutare il discorso "case/packaging" del tutto, specialmente se raffreddata con peltier penso che l'ermeticità della camera sensore sia fondamentale e di sicuro non di semplice realizzazione.

Simone Martina

Innanzi tutto complimenti a Marco per il lavorone.
Sono d'accordo con cionki in merito al discorso della scatola, uno dei punti critici (che personalmente non ho mai superato) della UAI-CCD era proprio il raffreddamento e la condensa. Se posso azzardare un consiglio: punterei ad impiegare qualche tipo di connettore che non implichi la fusione della plastica. Io avevo provato con i passacavi stagni (quelli che si usano nei faretti rasoterra) e, costo a parte, il risultato era piuttosto buono: però ancora meglio sarebbe avere un connettore che da una parte ha i puntali da saldare e che si avvita con tanto di guarnizione. Una roba così, ma non proprio questo... perché l'ho già provato e l'aria passa :roll:

EightyFive

interessantissimo progetto!

DrakeRnC

Per prima cosa mi complimento davvero per il progetto... credo sia un'iniziativa incredibilmente ambiziosa e davvero utile per l'intera comunità astrofila.
In merito ai sensori, concordo sul KAF-8300, che ora va abbastanza di moda, ma anche la vostra scelta del KAI4021M non è male: 15x15mm e QE del 55% ne fanno un sensore degno di nota. Quanto costerebbe questo sensore, rispetto ad esempio all'8300?
Personalmente, per quanto riguarda le versioni da implementare, credo si potrebbe pensare di realizzare 2 versioni della camera, una di "fascia media" con l'8300 o il 4021, ed una di "fascia alta" con un sensore FF come, ad esempio, il Kodak KAI 11002...

Falco251

Veramente un ottimo progetto.
Concordo con quanto detto relativamente al KAF8300, penso sia un sensore con un ottimo rapporto prezzo/prestazioni. Leggevo però che è un sensore un po' ostico da gestire e l'elettronica di supporto fa la differenza. Interessante anche l'idea del KAI4021M: da un punto di vista di elettronica è più facile da gestire?

IMHO avere un kit sarebbe l'ideale, anche senza fornire tutti i componenti. In alternativa penso che sarebbe già un'ottima cosa avere la possibilità di comprare a prezzo conveniente il PCB, vista la complessità che per chi non ha la possibilità di prepararselo a casa comporterebbe costi abbastanza alti.

Per il discorso del supporto, secondo me già avere un forum in cui discutere dei problemi potrebbe essere sufficiente.

Marco Paolilli

Innanzi tutto davvero grazie per i numerosi commenti e per l'interesse.

Mi sembra di capire che trovate interessante puntare su un sensore di grande formato. Condivido l'interesse per l'8300 che sembra un buon compromesso :wink:

.

@Cionki : E' vero che l'8300 a colori era montato sulle Olympus. Visto che i corpi si trovano a costi ragionevoli, potrebbe valer la pena tentare il recupero, anche se sarebbe interessante vedere come sono montati. In passato avevo provato a recuperare dei sensori da altri modelli e spesso sono incollati e saldati ed è molto difficile tirarli fuori. Ti confermo che si tratta di un progetto con componentistica SMD. Purtroppo al giorno d'oggi moltissimi integrati sono disponibili solo con questi package e la scelta è obbligata. Ad ogni modo lavorare in SMD non è così difficile come sembra, basta avere gli attrezzi giusti che, fortunatamente, non sono comunque costosi. L'SMD e la produzione industriale degli stampati permettono di ridurre notevolmente le dimensioni, oltre ad ottenere un risultato più affidabile. La dimensione ridotta permette la semplificazione della meccanica, anche se, naturalmente, dovendo raffreddare il tutto, il discorso dell'ermeticità rimane importante.

@Simone : In effetti la prima versione della camera era abbastanza complessa, dal punto di vista della tenuta. Fortunatamente l'esperienza che abbiamo fatto in questi anni ci ha portato ad individuare dei materiali che permettono di garantire la tenuta senza particolari problemi. In ogni caso , al momento abbiamo realizzato i contenitori in modo "artigianale", ma l'obiettivo è far produrre anche la meccanica in modo industriale, come per gli stampati, riducendo ulteriormente i problemi di tenuta.

@EightyFive : Grazie !

@DrakeRnc : Il KAI4022M costa circa 1300-1500€ ( Iva, trasporto, dogana etc inclusi ) .... piuttosto impegnativo per il solo sensore. Non ricordo il valore dell'11000, ma ovviamente è più alto. Fortunatamente, anche se raramente, di KAI4021M se ne trovano su e-bay come recupero da surplus industriale. Purtroppo pensando ad un progetto da condividere dobbiamo far riferimento solo a sensori di reperibilità certa. Se però trovassimo una partita di un centinaio di KAI11000 surplus ..... beh, parliamone

@Falco251 : Grazie ancora per la disponibilità. Dal punto di vista dell'elettronica, la gestione dei vari sensori è abbastanza simile. In realtà ognuno va pilotato in modo diverso dagli altri, ma la circuteria e sempre più o meno la stessa. La vera differenza tra i KAF e i KAI è che i primi richiedono un otturatore, cosa che complica leggermente la meccanica (e aumenta un po' i costi ). Il PCB sarà sicuramente industriale perchè abbiamo preferito privilegiare l'affidabilità e l'integrazione alla flessibilità di poter fare lo stampato da soli. Al momento lo stampato di tutta la camera è da 100 x 80 mm su due strati. Ha una discreta complessità. Per dare un'idea ci sono più di 200 collegamenti tra i due strati che, se fatti a mano, prevederebbero una saldatura sopra e una sotto. Ti garantisco che ci vuole una vita ...

Industrialmente arriva lo stampato con un microrivetto (via) ..... allo stesso prezzo

Marco

AstroPaolo

veramente molto interessante ed interessato

peccato per il KAI4022M (la atik 4000 è il mio obiettivo da tempo), sarebbe stato bello mettere nella scelta un sensore di pixel + generosi ma l'8300 mono sembra davvero quello con miglioro rapporto prezzo.

sono un po' negato nel bricolage, dovrei farmi aiutare da qualcuno. :oops:

inZet

Il KAF8300 è secondo me il miglior compromesso tra prezzo e prestazioni, punterei su quello.
Riguardo la possibilità di avere il PCB già fatto ridurrebbe già del 50% la possibilità di sbagliare. La mia esperienza è stata che ho realizzato un'ottima camera stagna: niente condensa, ottima dissipazione utilizzando il rame. Poi ho cremato il CCD, e mi sono fermato.
Interessante il servizio di verifica/controllo, anche se non fondamentale. Si suppone che chi intraprenda l'avventura dell'autocostruzione non sia uno sprovveduto in considerazione della complessità di realizzazione e del costo, non proprio basso in senso assoluto; quanto basta per scoraggiare chi solo "ci prova" tanto al massimo ha buttato 100 euro.

Gianluca

Marco Paolilli

Ciao, ritiro su questo topic per condividere con voi il risultato dei ragionamenti fatti in queste settimane e per proporvi un piano di lavoro, anche per capire cosa ne pensate.

L'idea sarebbe quella di rendere disponibile un progetto, basato sulla stessa piattaforma tecnologica, che sia in grado di supportare le seguenti camere che verrebbero realizzate con le priorità indicate e in funzione dell'interesse che ci sarà :

1. Un camera basata sul KAF8300. Di questa camera sarà descritto il progetto di una versione a colori, di costo estremamente contenuto, potendo recuperare il sensore da vecchie DSLR, che potrà comunque ovviamente montare anche la versione monocromatica dell'8300.

2. Un camera basata sulla nuova famiglia ICX674/ICX694 della Sony , ad alta QE. Prevedo di iniziare col 674 ( 2.8Mpixel ) e valutare, in funzione dell'interesse e dei costi, se fare anche il 694.

3. Una camera molto semplificata, con un sensore più piccolo (probabilmente l'ICX429) da usare come autoguida o per un primo approccio all'autocostruzione.

Che ne pensate ?

Ciao e grazie !

Marco

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