La CoolingStarBox II - Un canon EOS 600D débayérisé et refroidis
COOLINGSTARBOXII - 2015 - FABRICATION
Voici enfin lancé mon nouveau projet de refroidissement d'un Boitier Photo APS-C CANON.
Pour ceux qui ont suivis mes anciennes péripéties du premier boitier réalisé en 2011 , vous pouvez consulter la page suivante :
http://astronomie-astrophotographie.fr/Coollingstarbox.htm
Pour ce nouveau boitier , j'ai opté pour l'intégration d'un CANON EOS 600D qui
me permettra d'obtenir le meilleur échantillonage possible avec l'utilisation de mon futur Astrographe.
Comme vous le verrez plus tard , il ne restera plus grand chose du boitier original.
Pour ce modèle , mon cahier des charges est le suivant :
- Capteur Monochrome dabayérisé
- Température du capteur régulé
- Alimentation intégrée
-Ventilation de la surface du Capteur
- Poids limité à moins de 800 Gr
Voici donc le menu principal de cette modification :
- La partie Electronique
- La Débayérisation du capteur CMOS et son refroidissement
- Modification de la platine Frontale
- Le Boitier
- La protection contre la Condensation
- Les Images Réalisées avec ce boitier
La Partie Electronique
Voici les modifications que j'ai apporté à la partie electronique du CANON EOS 600D.
Je vais legèrement modifier la disposition des circuits , je vais donc supprimer le support des 2 cartes SD et FLASH/ALIMENTATION
Je colle avec une calle le circuit SD sur la carte principale
Le switch en bas du circuit SD peut être supprimé puisqu'il ouvre le contact lorsque
le capot batterie est fermé
Pour l'alimentation de l'appareil , j'ai trouvé sur ebay un convertisseur 12V / 7,5 V 3A
J'insère celui ci entre la carte Flash et la carte principale
Maintenant il faut demonter totalement le circuit souple du capot supérieur.
Il faudra repèrer l'emplacement des broches des contacts permettant la selection du mode Manuel "M"
ainsi que la position ON.
Il suffit de réaliser des soudures aux emplacements des contacts
Ensuite un peu de pliage de l'ensemble du circuit en veillant à laisser apparent le déclencheur
pour d'éventuels futurs essais
On monte celui ci sur le coté droit de l'ensemble.
Nouvelle modification , j'ai finalement réalisé les straps necessaires sur les pistes du connecteur
pour que la carte s'allume directement en mode Bulb , ce qui reduit encore un peu l'encombrement.
On mofifie également le flex du carter arrière en bloquant le contact d'ouverture de la
porte carte SD
On replis le tout et on insère le circuit sous le lecteur Carte SD
Voici pour le moment a quoi ressemble la partie electronique
Aprés demontage complet du viseur , je vais y adapter un ventilateur ( 20 mm /12 V ) qui permettra de supprimer le givre pouvan tapparaître sur la vitre du capteur.
L'alimentation du ventilateur est branchée sur le convertisseur 7,5V limitant la vitesse du flux d'air
Modifications de dernière minute
Le circuit du lecteur de carte SD n'est pas necessaire pour le bon fonctionnement de l'electronique
du 600D .
J'ai donc supprimé celui ci et inversé la position d'un des condensateurs du circuit d'alimentation
pour gagner un peu de place dans mon montage final.
Il n'y a également pas besoin du circuit du carter LCD
Voici donc les circuits finaux modifiés
Voici maintenant le cablage de tous les éléments dans le boitier.
Cette partie comprend :
- la prise d'alimentation 12 V type aviation
- le régulateur de température qui controlera l'alimentation du module peltier
- le bouton d'alimentation principal ( qui alimente le boitier et le régulateur de température)
- le bouton de refroidissement qui active l'alimentation du module peltier
- l'alimentation du radiateur principal
Je place ensuite une plaque d'étanchéification sur toute la partie électronique qui évitera à la chaleur
rayonnée par la radiateur de chauffer l'intérieur du boitier.
Voici le boitier final
La Débayérisation du capteur CMOS et son refroidissement
Voici les modifications que j'ai apporté aux CMOS du CANON EOS 600D.
Pour cela il faudra donc que chaque ensemble capteur intègre :
- Le capteur CMOS
- La patte de refoidissement en cuivre
- Le module peltier
- La thermistance de régulation
- Le capteur CMOS débayérisé
En utilisant ma méthode de débayérisation , j'ai donc modifié le capteur pour
supprimer la matrice de Bayer de celui ci .
Quelques informations sur ma méthode de débayérisation à cette page :
http://astronomie-astrophotographie.fr/TUTO-DEBAYERING.htm
Voici l'état de surface de celui ci aprés débayérisation .
- La partie refroisissement
J'ai décidé d'utiliser ce modèle de refroidisseur qui s'adpatera à la forme du boitier final.
J'ai donc découpé et adapté la base du refroidisseur pour qu'elle puisse être fixée directement
sur l'ossature de la platine frontale
Voici comment sera donc positionné le ventilateur , il reste juste la place pour la patte de refroidissement du capteur
et le module peltier.
La partie la plus sensible dans la conception de ce reflex numérique refroidi , et surtout l'adaptation sur un EOS 600D est l'espace trés réduit entre le capteur CMOS et sa carte controleur.
En effet sur ce modèle l'espace n'est que de 0,3 mm , comparé aux 1,5 mm du capteur du 500D par exemple et beaucoup plus pour les autres modèles.
Il faudra donc réaliser un doigt caloporteur en cuivre qui puisse pénétrer entre cette carte et la capteur
puis déterminer la forme exacte de celle ci pour qu'elle puisse épouser correctement la forme arrière du capteur.
Voici en image à quoi devra ressembler cette patte
Pour pouvoir installer ce doigt caloporteur , je vais créer une surface plane à l'arrière du capteur ,en y deposant de la résine sur laquelle reposera une petite plaque de carbone.
De plus l'intérêt de résiner la partie electronique du capteur permettra de protéger les composants
d'une éventuelle oxydation dûe à une condensation excessive lors du refroidissement
J'ai donc en premier réalisé un cadre autour du capteur permettant de recevoir la résine.
Il faut ensuite obstruer les différents trous pour éviter que la résine ne puisse s'écouler
On peut ensuite y déposer la résine
Je dépose et colle ensuite la plaque de carbone sur laquelle reposera la patte en cuivre
Voici maintenant la patte en cuivre usinée comme le gabari en papier que vous
avez pu voir sur les images précédentes.
Je la place entre le capteur et le circuit avec de la pate thermique
Voici ensuite le pliage de la patte et le percage des trous permettant la fixation du capteur
Mise en place du module peltier sur le capteur modifié
Mise en place de la sonde de température qui sera fixée par deux vis
Positionnement du capteur sur la platine frontale
Modification de la partie mécanique
Voici les modifications que j'ai apporté à la partie mécanique du CANON EOS 600D.
Pour allèger l'ensemble , j'ai supprimé la totalité de la partie miroir .
J'ai également supprimer les lamelles de l'obturateur et calfeutrer l'ensemble moteur
pour limiter le bruit au déclenchement.
Ces diverses modifications permettent de réduire au maximum les effets de vibrations dues
au mouvement de la mécanique.
Ensuite , il n'est plus nécéssaire de conserver la partie miroir.
On démonte tout
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Le boitier
J'ai réussi à trouver un boitier qui permettra d'assembler tous les éléments .
Aprés peinture et découpe des differents emplacements
La protection contre la condensation
La partie la plus difficile à gérer dans le cas du refroidissement des capteurs est la formation
de condensation sur la surface de celui-ci , lorsque la température descend en dessous du point de rosée.
Je n'ai pas pour le moment étanchéifié totalement l'avant de la platine frontale.
Celle ci est pour l'instant obturée par un système EOS MFA et un filtreLPF-PII
On peux trouver ce kit chez telescope express , celui ci permet d'adapter un filtre anti-polution IDAS
au format 37 mm à l'avant de la platine frontale.
Le fichier PDF 
J'y ai pour le moment installé un Filtre LPF-P2
Pour pouvoir contrer l'apparation de condensation à la surface du capteur , j'ai inséré plusieurs sytèmes
de protection.
- Des cartouches pour étuis de cigares , placés à l'intérieur du boitier et sous la platine frontale
- Des patchs pour boitier de caméra sur les deux cotés de la platine frontale
Malgré celà , en dessous de -10°C il se formait un peu de condensation.
Celà ne suffisait donc pas à enlever toute l'eau présente dans l'air du boitier.
J'ai donc ajouté une cartouche de silicagel à l'intérieur du boitier.
Percage du boitier pour implantation de la cartouche.
J'ai percé un tube à essais sur toute sa surface extérieur pour que l'air puisse y pénétrer
J'y ai ensuite introduit un petit tube réalisé avec du papier poreux
Puis j'ai adapté ce tube sur le coté du boitier.
Il ne reste plus qu'à remplir celui-ci de silicagel changant de couleur lorsque les billes ont
totalement absorbé l'humidité et doivent être remplacées ou regénérées.
Il ne reste plus qu'à remettre le bouchon en place
Ce système fonctionne dorénavant trés bien.
Aucune condensation n'est apparu aprés refroidissement à - 25°c pendant plusieurs heures.
Les Images Réalisées avec ce boitier
Première lumière
Une image grand champ autour d'IC417
Conditions de ciel mauvaise avec un ciel bien voilé et beaucoup d'humidité.
Matériel utilisé :
Acquisition avec MaximDL
- Megrez 90 APO + réducteur WO Flat IV sur MonturGeoptik GK300
- Guidage avec Vixen VMC110 + ATIK 314L+
- 24 x 10 mn Ha 7nm + Filtre Optolong LPF PRO à 3200 ISO et 4°c
- 23 x 10 mn Ha 12nm + Filtre Optolong LPF PRO à 3200 ISO et 4°c
- 25 Flats de 10 sec
- 25 Dark-Flat de 10 sec
- 15 Darks de 10 mn
50 Offsets
Voici une comparaison entre 2 brutes à 12nm et 7 nm pour un temps de pose de 10 mn
Voici l'image à 25 %
le lien vers l'image à 50 %
Le crop sur IC417 et NGC1931
