Переделка KPC-EX20BH под длительные экспозиции (развивая идею Jon Grove)

[Joni]

Хочу рассказать свою историю переделки охранки KPC-EX20BH под длительные экспозиции. Уже давно и много читал про подобные модернизации не только охранок но и вебкамер, да все никак не мог купить что-нибудь из того рода. И вот после очередного безрезультативного рейда по магазинам города (живу в Петропавловске - Казахстан) узнал у коллеги по работе что есть фирма, занимающаяся системами безопасности, которая по его мнению может мне помочь. Действительно по их прайсам у них можно было приобрести популярные (в нашей среде) виды охранок. Вообще-то они работают с организациями и розницу не практикуют, но мне удалось их уговорить. Заказал  я два девайса: SK-1004X и KPC-EX20BH. Первую для переделки (по извесной статье), а вторую для гида. Через неделю пришла только вторая,поэтому  пришлось довольствоваться ей. Обошлась она мне что-то около 170$. Конечно, для меня это было дороговато. И вот, после восхищенных дней испытаний в качестве искателя, все больше и больше стало склонять желание, подпитываемое вдохновленным прочтением статей, что-нибудь с ней сделать. Тем более что она действительно сильно греется (боялся что в летний период окончательно перегреется). Хотябы посадить на радиатор, а в лучшем случае просто вынести сенсор на отдельную пластину. Конечно, как и у всякого любителя у меня подобного опыта не было. Естественно был высокий барьер ощущения криворучия и что в конечном итоге могу оказаться у разбитого карыта.

И вот все-таки решил ее раскрутить, да посмотреть что там вообще есть. Естественно сильная интеграция элементов на такой малой площади сразу отметала все мысли о переделке, но пока глаза боялись, шаловливые ручки продолжали делать свое черное дело. Сразу в глаза бросилась заводская надпись в углу платы "KPC-S20", а строкой ниже "REV2" - что очень смутило и появилось досадное ощущение обмана. Но после посещения инета и сравнения моделей немного полегчало. Дальнейшие 30 мин. обследование с сильной лупой под ярким светом со всеми мыслимыми и немыслимыми углами зрения (также для лучшего обзора пришлось вытащить пластинку стеклотекстолита из под сенсора) показало что там действительно стоит SONY ICX259AL, как было заявлено в инете со слов фирмачей.  В совокупности с сигнальным чипом SONY D2463R (он же CXD2463R) это позволяло в дальнейших изысканих взять за основу статью Jon Grove 2002 года о переделке 1004X ExView CCTV (http://www.geocities.com/jgroveuk/ExViewMod.html). Также было замечено, что сенсор припаян к контактным площадкам платы у которых нет сквозных отверстий и лишь только две ноги (8 и 16) были запаяны в сквозных отверстиях. Это придавало сильную уверенность что можно обойтись без паяльной станции. Я сделал так: сначала мелкими маникюрными ножницами как можно ближе к плате откусил 8-ю ногу, затем методом описанным тем же Jon Grove, прогревая  паяльником контактную площадку одной рукой, второй аккуратно и ненавязчиво отгинал вбок ножку иголкой, операясь ею на еще не выпаянные ножки. Таким образом была отпаяна одна сторона, а затем и другая. 16-ю ножку решил не обрезать и выпаял как обычный элемент - вытягиванием. После чего понял что 8-ю ногу тоже можно было не отрезать. Как говориться "семь раз отмерь, а один раз отреж" - ну с кем не бывает - поторопился! После чего чип был посажен на отдельную пластину и обратно припаян шлейфами от флопика к плате.

Неуклонно следуя статье  Jon Grove нашел и обрезал дорожку идущую от 5-ой ноги чипа CXD2463R. С великим трудом и осторожностью сначала припаял, а потом и приклеил на циан-акриловый клей проводки по краям к плате в обход чипов, т.к. планировалось поверхностью чипов прислонить всю плату к большому радиатору. Естественно пришлось удалить заводской разьем с контактами (немного варварским методом - срезая его слоями-кусочками свежеотломанным канцелярским ножом). Выпаять его показалось затруднительным. Первые испытания охранки в длительном режиме (пока что с одним полукадром) меня сильно вдохновили и придали бодрости дальнейшим шагам. Надо отметить что описываемый сенсор действительно имеет достаточную чувствительность в ИК спектре - впервые в жизни видел как светиться жало паяльника! Также хорошо себя показала описанная в статье методика отключения усилителя в оптическом сенсоре. Но когда я дошел до получения двух полукадров, выяснилось что такой способ в моей охранке не годится. Суть была в следующем: после отключения электронного затвора (подачи высокого уровня на 20-й и 21-й контакт) первый полукадр (обрывая 5-й контакт) всегда получался каким-то грязным, немного вызженным черным цветом. Со вторым, полученным со 2-й ноги сенсора, все было нормально. Кстати, метод получения второго полукадра работает только когда отключен электронный затвор. Даже пробовал включать ключи в других последовательностях -  тоже самое. Потихоньку отчаяние брало верх и медленно приходило смирение с мыслью что придется работать с одним полукадром, а второй получать искуственно - обычным копированием и смещением на 1 пиксель вниз, ухудшая качество снимка по вертикали в 2 раза по с равнению с возможным. Но свойственная по жизни привычка не смотря ни на что потихоньку покапывать дальше принесла свои плоды. После пары вечеров бдений с даташитом CXD2463R и тыканиями тестера в плату уяснил что в моем случае он включен немного в другом режиме чем в 1004X. Насколько я понял - в режиме неограниченного  управляения электроным затвором IRIS сигналом. Что конкретно это значит сказать не могу, упомяну лишь только вот что: когда отключен электронный затвор плата продолжает нормально работать как видеокамера и адекватно реагировать на уменьшение света тлько лишь при комнатном освещении днем с задернутыми шторами. Стоит только открыть окно или включить яркий свет, все изображение начинает заливать белым,  словно его передерживают, таким образом нормальная работа при ярком освещении становиться недоступной.

[Joni]

Так вот собственно как я получаю два полноценных полукадра? Разбираясь с диаграммами в даташите ICX259AL и держа в уме схему Jon Grove, а точнее его способ извлечения второго полукадра, шунтируя диодом положительный выброс на 2-й ноге сенсора, неожиданно пришло в голову получать такимже макаром и "другой полукадр" с 4-й ноги сенсора. Как я понял по диаграмме, именно после прихода положительного выброса по 2-й или 4-й ноге начинается считывание соответствующего полукадра. Кстати, ради интереса заглядывал в даташиты сенсоров SHARP LZ2314HJ и LZ2324HJ там наблюдаются схожие процессы. Испытания не заставили себя долго ждать, действительно полукадры получаются отлично и как водиться с "горячими" пикселами.

[Joni]

Предлагается на суд публики окончательный вариант схемы для KPC-EX20BH который включает в себя всего три ключа: два под полукадры и один для усилителя. Ноги 20 и 21 чипа CXD2463R сажать на отдельный ключь не стал и спаял их "соплей" на постоянку с соседней 19-й ногой которя запитана на +5в (естественно эти ноги ранее были отрезаны от шины 0в - то бишь земли). Это предоставляет больше удобства с дальнейшим манипулированием (размещением) на радиаторе, т.к. из под низа платы никаких проводов наружу не выходит, а так же нет слабых элементов пайки (провода на разрезанных дорожках).

Реальные астро-фото дип-скай показать не могу по двум причинам: во-первых переделанная охранка в данный момент находиться в макетном состоянии (ждет дальнеших изысканий в виде платы управления ключами), во-вторых, стыдно сказать, нет нормального оптического инструмента - планируется ее посадить на (лучшее что у меня есть) "Таир-3", да и вообще это отдельная тема.

Если что-то где-то неверно докумекал (интерпретировал) убедительная просьба сильно не бить, а лучше подскажите что да как понимать!

[Joni]

Комментарии к фото.

1. Первый полукадр. Начальный этап по Jon Grove (переделка только контакта 5 на CXD2463R). Ночь, задернутые шторы, все лампы потушены, на улице через дорогу горит фонарь в сторону окна. Выдержка около 30 сек. Впервые увидел как выглядит нагретый паяльник в ИК диапазоне.

2. Оба полукадра. Конечный этап по Jon Grove (полная переделка). Первый всегда плохой, второй нормальный.

3. Оба полуадра и итоговый результат (развивая идею Jon Grove). Предусилитель CCD отключен. Ночь, задернутые шторы, все лампы потушены, на улице через дорогу горит фонарь в сторону окна. Выдержка около 20 сек. Так освещает полку, отбрасывая тень на потолок, индикатор телефона 'Русь-25'.

[Владимир Николаевич]

Здорово!
А 429 взаимозаменяема с 259?Вроде как у них только размер пикселя разный?  А то у меня как раз такая матрица есть в наличии.

[Joni]

Точного ответа на ваш вопрос у меня нет. Могу лишь только заметить что сенсоры отличаются еще количеством ног - у вашего 20, у моего 16. Хотя на первый взгляд вроде как всать должна судя по типовым схемам включения (заведения сигналов), если еще придумать обвязку для лишних ног. Но беглое сравнение типовых таймингов сигналов (они немного различаются) по их даташитам такой уверенности не приносит. В любом случае последнее слово будет за экспериментом.

[svv]

НУ Joni! Ну молодец! Это же не каждому дано счастье с 40-ваттником (судя по фото) такие вещи делать! Давно уже ждал когда кто-нибудь решиться на подобное. У меня есть KPC-190. Чутье даже сказать не могу - нету дальше никакой буквы, хотя должна быть. Но по прилагаемому паспорту для трех различных модификаций не более чем 0,01 лк. Да и цена у нее была около 40$. Т.к. камера не моя, то вскрывать права не имею. А руки то как чешутся Матрица сидит намертво припаянная на платке, и по бокам ничего не написано. Снимал с ее помощью как дипскай(https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,9985.60.html), так и Луну(https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,4346.2480.html) и Сатурн(https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,3496.1520.html) недавно. С M42 промучался в регистаксе около получаса, снимал неподвижным "Мицаром" без переделки камеры естесственно. Луна по крайней мере и с непеределанной камерой неплохо выходит. Да и для планет я думаю сойдет. А вот для дипская и звезд выдержки поболее нужны. Тут конечно мастерить надо. Да еще часовик на телескопе не мешал бы. Кстати , попробуйте поснимать с "Таиром", думаю в некоторой степени лучше чем в телескоп получится, т.к. размер кадра и так не большой (ограничен матрицей), то с "Таиром" хоть поле зрения больше будет. Я пробовал снимать с "Юпитером-21" - тоже вроде ничего. Кадр размером помнится около 1-1,5 градуса был. Если бы гидировал ("Мицар" в качестве гида), хотя бы в ручную, то можно неплохую картинку получить. Но когда решил гидировать, камера глючить начала(она собственно поэтому у меня и находится ), так что ничего не получилось.
Ждем с нетерпением первых астрофото с таким девайсом!!!

[Joni]

Q: ...не каждому дано счастье с 40-ваттником...

A: Так и думал что тем фото могу ввеси в заблуждение  ;). На самом деле паял 25-ватником с заточенным в три грани жалом. Но он неожиданно сгорел, в начале моих работ  :( (проработав в общей сложности около 7-8 лет в НЕинтенсивном режиме). Пришлось достать свой старый "первый" паяльник. Хотел продолжить с ним, намотав на жало медную проволку, но это оказалось очень неудобным. Из-за недостаточного ее диаметра (массы) конец "нового жала" быстро отдавал тепло, не успев расплавить олово в рабочей зоне. Поэтому решено было подождать до утра и купить новый. А тем временем в результате извращений с длинными выдержками (на радостях не мог наиграться), он случайно попал в кадр, чуть-чуть выглядывая из-за "рабочей" кучи, что и привело к мысли посмотреть на него отдельно.

Q: ...сидит намертво припаянная...

A: Если действительно собираетесь увеличивать выдержку, то можно и не отпаивать, а предусилитель CCD тогда не стоит трогать. Думаю что уже будет хорошо, если вы приладите к микросхемам на задней стороне радиатор, т.к. сенсор в значительной степени нагревают именно они. "Оставшийся" тепловой шум предлагаю вычитать темновым кадром. Ну а остальное - "по инструкции"... если, конечно, чипы друг другу аналогичны.
Желаю успехов!

[Joni]

2_svv

А вот и первое астрофото deep-sky с таким девайсом!
Подробности тут:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,8110.msg338956.html#msg338956

[svv]

А вот и первое астрофото deep-sky с таким девайсом!

Поздравляю! Отличная работа получилась! Если бы еще гидирование было, то можно получить еще большую проницаемость. Я заметил, что охранки очень уж любят фочную фокусировку. При фокусировке по Юпитеру при небольшом дефокусе планета резко уменьшается в размерах и сильно падает поверхностная яркость. Так что пробуйте хоть чем-нибудь гидировать. Ждем новых результатов.
Не сочтите за дерзость, но захотелось немного подшаманить ваш первый дип-скай в PS. И вот что получилось.

[Joni]

Не сочтите за дерзость, но захотелось немного подшаманить ваш первый дип-скай в PS.

 :o Здорово!
А если не секрет, то приоткройте тайну вашего шаманского танца!?
И что это за философский астрономический камень - PS? :)

[svv]

Здорово!
И что это за философский астрономический камень - PS?

PS- Это Фотошоп! Одна из последних редакций у меня есть . Но в общем, я подредактировал кривые, яркость, контраст.... все просто..  Главное, что можно получить хорошие снимки для исследования переменных звезд! Диапазон конечно не совсем стандартный, но исследовать можно. Это большой плюс! А пробовали - ли снимать планеты, Луну? Что получается? Пишите! Я весной приобрел SK-1004x, так что есть над чем поработать.  Насчет планет смотрите в этой ветке (https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,4408.0.html) после начала марта 2006 года, сначала снимал KPC-190, затем SK-1004x . Камера с хорошим чутьем - это точно, главное приспособить ее к телескопу для астрофото!

[Joni]

А пробовали - ли снимать планеты, Луну? Что получается? Пишите!

Пробовал! С охранкой результат мне больше понравился, чем с Canon PowerShot A75 в видео-режиме методом окулярной камеры. Пока только Луна и Сатурн (охранка в обычном режиме). Затмение не считаю (https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,14751.msg297756.html#msg297756). По Луне коментарии здесь:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,4346.msg297761.html#msg297761
А вот и фоты (сложены в RegiStax3, а из Луны попробовал сделать мозаику):

[svv]

Пробовал! С охранкой результат мне больше понравился, чем с Canon PowerShot A75 в видео-режиме методом окулярной камеры.

По моему, с охранкой больше возможностей , чем с фотоаппаратом. Это конечно мое мнение, но я выдавливал из охранки отдельные кадры, которые с фотоаппаратом, опять же мое мнение, получить не удастся. Сильное влияние оказывает еще и объектив аппарата. Охранка к тому же настраивается по яркости, контрасту и т.д. с помощью софта платы захвата. И благодаря этим настройкам у меня получались неплохие снимки Юпитера (https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,4408.2160.html , например). Да и Луна неплохо у вас получилась, а вот Сатурн можно было-бы и покрупнее заснять, только телескоп побольше нужен.

[Joni]

Добавилось ещё немного астрофото deep-sky, сделанных данной переделанной охранной камерой. За подробностями сюда:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,8110.msg344471.html#msg344471

[Joni]

Появились первые вопросы и намеки от форумчан касательно существования платы управления ключами.

Спешу сообщить, хоть и с неким запозданием, что плату сделал и уже давно, но от поспешных публикаций отказался, т.к. решил сначало всё обкатать "на себе", а также дело ещё требовало написания некой программы управления.

И вот похоже время подошло!
Изначально в схеме управления хотел обойтись минимумом элементов - только одними слаботочными реле. Но тока от LPT порта оказалось недостаточно, поэтому посадил их на простейшие транзисторные ключи КТ315. Отчего в целом используется 2 напряжения питания: +5в (для платы управления) и +12в (для охранки).

Долго думал как это все запихать в имеющуюся коробочку черного цвета "из старых запасов" (лет 7-8 лежала, ждала своего часа). Фантазии хватило на то, что видно на фото. Позже пришла необходимость присобачить фокусер на базе разобранного штатного объектива от фотоаппарата Зенит (где-то об этом уже поднимались темы). В будущем фокусер хочу моторизировать.

На рисунке №6 изображен искатель, которым я пользуюсь, в разобранном виде. Это тоже охранка но без модификации. Единственное что приделал, так это радиатор (даже без вентиллятора). Без него микросжемы обвязки греються градусов до 50-60 в комнате. С радиатором они едва теплые. А на улице и того холоднее. Напомню что наблюдаю "заоконным" методом:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,3463.msg297752.html#msg297752

Далее по фоткам привожу изображения моего инструмента в собранном виде - фото-объектив "Таир-3" с навешанными охранками. Ещё ниже моя самодельная моторизированная монтировка (но это отдельная песня).

[Ivan7enych]

Спасибо за хорошее описание. Тоже купил EX20BH, буду со временем доделывать...

[Joni]

Спасибо за хорошее описание. Тоже купил EX20BH, буду со временем доделывать...

Очень приятно это слышать! 
Будем ждать вашей модернизации. Пишите и спрашивайте обо всём что вызывает "смутные подозрения". Думаю разберёмся!

[АндрейЦ]

Вот попалось

http://www.elsy.com.ua/article.php?l=2&cid=2&id=19

Правда ни цены ни параметров этой лыжи я не сыскал

[Joni]

2_АндрейЦ

Правда ни цены ни параметров этой лыжи я не сыскал

Аналогично.

Идея перейти на цвет с почти той же чувствительностью заманчива. Но копаясь на том же сайте наткнулся на:
http://www.elsy.com.ua/article.php?l=2&cid=2&id=5
Для меня интересен переход на более чувствительную (хоть и ч/б) охранку.
Хотя что-то там "не чисто". Следует поискать описание режима работы в "темноте".