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CCD-Farbkamera für Langzeitbelichtungen mit Peltier-Kühlung, Monitor- und PC-Schnittstelle

Ahlheit, Herward (1994):
CCD-Farbkamera für Langzeitbelichtungen mit Peltier-Kühlung, Monitor- und PC-Schnittstelle.
Technische Universität Darmstadt,
[Seminar paper (Midterm)]

Abstract

Zusammenfassung:

Diese Arbeit beschreibt den Aufbau einer CCD-Kamera zur Aufnahme von unterschiedlichen Himmelsobjekten. Deren Helligkeiten und Spektren variieren über einen großen Bereich. Besonders die Fotografie lichtschwacher Objekte ist nur unter dunklem Himmel fernab der Städte möglich und erfordert Belichtungszeiten bis zu mehreren Stunden. So können Aufnahmen mit einem herkömmlichen Film bis zu einer Stunde dauern, während mit dieser Kamera bei gleichen Verhältnissen nur wenige Minuten benötigt werden.

Aufgebaut wurde dafür eine portable Kamera bestehend aus einem peltier-gekühlten CCD-Kopf zur Montage an eine Teleskopoptik, einer Elektronik, die Taktsignale und Versorgungsspannungen erzeugt, das Ausgangssignal verstärkt und digitalisiert, sowie einer ISA-Schnittstellenkarte zum Betrieb an einem AT-Rechner. Mit dem Einsatz eines Filterrades vor dem s/w-CCD Chip ist es möglich, kontrastreichere Farbauszüge in definierten Spektralbereichen nacheinander zu belichten. Diese Farbauszüge können auf dem Rechner mit einem Programm wieder zu einem Bild zusammengesetzt werden.

Die Kamera wurde so entworfen, daß ein Nachbau für den Amateur-Astronom mit geringen Mitteln möglich ist. Das Herstellen der mechanischen Komponenten erfordert den Einsatz einer Drehbank mit Wagenvorschub für metrische Gewinde.

Technische Daten:

* CCD: TH 7852 (nutzbare Auflösung 145X208 Pixel),

* Vorbereitet auf CCD: TH 7863 (nutzb. Aufl. 288X384 Pixel)

* Maximaler Quantenwirkungsgrad: 40% bei 680 nm

* Empfindlichkeit: 20 mV/lux

* Maximale Belichtungszeit: beliebig (B)

* Minimale Belichtungszeit: 1/50s

* Optik-Anschluß: T2 (M42 X 0,75)

* Rechner-Schnittstelle: ISA-Bus

* Auflösung des A/D-Wandlers: 12 Bit linar

* CCD-Temperatur bei 20°C Außentemperatur: -20°C

* Temperaturregelung: möglich

* Anzahl der Peltierstufen: 2

* Wärmeableitung: Konvektion oder Flüssigkühlung

* Anzahl der Filter des Filterrades: 3 + 1 x dunkel

Item Type: Seminar paper (Midterm)
Erschienen: 1994
Creators: Ahlheit, Herward
Title: CCD-Farbkamera für Langzeitbelichtungen mit Peltier-Kühlung, Monitor- und PC-Schnittstelle
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

Diese Arbeit beschreibt den Aufbau einer CCD-Kamera zur Aufnahme von unterschiedlichen Himmelsobjekten. Deren Helligkeiten und Spektren variieren über einen großen Bereich. Besonders die Fotografie lichtschwacher Objekte ist nur unter dunklem Himmel fernab der Städte möglich und erfordert Belichtungszeiten bis zu mehreren Stunden. So können Aufnahmen mit einem herkömmlichen Film bis zu einer Stunde dauern, während mit dieser Kamera bei gleichen Verhältnissen nur wenige Minuten benötigt werden.

Aufgebaut wurde dafür eine portable Kamera bestehend aus einem peltier-gekühlten CCD-Kopf zur Montage an eine Teleskopoptik, einer Elektronik, die Taktsignale und Versorgungsspannungen erzeugt, das Ausgangssignal verstärkt und digitalisiert, sowie einer ISA-Schnittstellenkarte zum Betrieb an einem AT-Rechner. Mit dem Einsatz eines Filterrades vor dem s/w-CCD Chip ist es möglich, kontrastreichere Farbauszüge in definierten Spektralbereichen nacheinander zu belichten. Diese Farbauszüge können auf dem Rechner mit einem Programm wieder zu einem Bild zusammengesetzt werden.

Die Kamera wurde so entworfen, daß ein Nachbau für den Amateur-Astronom mit geringen Mitteln möglich ist. Das Herstellen der mechanischen Komponenten erfordert den Einsatz einer Drehbank mit Wagenvorschub für metrische Gewinde.

Technische Daten:

* CCD: TH 7852 (nutzbare Auflösung 145X208 Pixel),

* Vorbereitet auf CCD: TH 7863 (nutzb. Aufl. 288X384 Pixel)

* Maximaler Quantenwirkungsgrad: 40% bei 680 nm

* Empfindlichkeit: 20 mV/lux

* Maximale Belichtungszeit: beliebig (B)

* Minimale Belichtungszeit: 1/50s

* Optik-Anschluß: T2 (M42 X 0,75)

* Rechner-Schnittstelle: ISA-Bus

* Auflösung des A/D-Wandlers: 12 Bit linar

* CCD-Temperatur bei 20°C Außentemperatur: -20°C

* Temperaturregelung: möglich

* Anzahl der Peltierstufen: 2

* Wärmeableitung: Konvektion oder Flüssigkühlung

* Anzahl der Filter des Filterrades: 3 + 1 x dunkel

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, 8255 I/O Controller PC, Bildverarbeitung, CCD-Flächensensor, CCD-Kamera, Charged Coppled Device (CCD), Kühlung mit Peltier-Element
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design (dissolved 18.12.2018)
Date Deposited: 13 Oct 2011 16:50
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1120

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 21-04-1993

Ende Datum: 27-05-1994

Querverweis: 17/24 EMKD 1228

Studiengang: Elektrotechnik (ET)

Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (EMK)

Abschluss: Diplom (EMK)

Identification Number: 17/24 EMKS 1120
Referees: Schräbler, Dipl.-Ing. Sighard and Cramer, Prof. Dr.- Bernhard
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