Peltier Cooling สำหรับกล้อง ZWO Astro: 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

หลังจากสะดุดกับวิดีโอ YouTube ทั้งสองนี้แสดงวิธีเพิ่มการระบายความร้อนให้กับ ZWO Optics Astro Cam ที่ไม่มีการระบายความร้อน

คู่มือ DIY การทำ mod พัดลมระบายความร้อน Peltier สำหรับ ZWO ASI120MC S

Peltier Cooler สำหรับกล้อง ZWO - อิงจาก Vid. ของ Martin Pyott

ฉันคิดว่าฉันจะให้มันไปเอง

ม็อดที่เสร็จสมบูรณ์ของฉันแสดงอยู่ในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 1: เครื่องมือและวัสดุ

เครื่องมือ

• ดอกสว่านพร้อมดอกสว่านขนาด 4 มม. และแบบขั้นบันได
• ไฟล์ (กลม & แบน)
• เดรเมลหรือที่คล้ายกันกับสิ่งที่แนบมากับใบมีดกลม
• หัวแร้งพร้อมหัวแร้ง ฟลักซ์ ฯลฯ พร้อมท่อหดด้วยความร้อน
• มีดคราฟ.
• ชุดเจาะกลวง.
• ไขควง (โพสิไดรว์ & แบน)
• เลื่อยวงเดือน
• 1/4"-20 Tap & Die (อุปกรณ์เสริม)

วัสดุ

ในการเริ่มต้นคุณต้องมีกล้อง ZWO Optics ซึ่งเป็นรุ่นที่ไม่มีการระบายความร้อน ค่อนข้างแน่ใจว่ากล้องทั้งหมดมาพร้อมกับขาตั้งกล้องแบบมาตรฐาน M4 และ 1/4 ที่ด้านหลัง แต่คุณจะต้องตรวจสอบสิ่งนี้

ฉันใช้ 224MC ของฉันสำหรับ mod นี้

• พัดลม 12vdc สำหรับซ็อกเก็ต Intel 1150, 1155, 1156 หรือ 775 ฉันเลือก: ARCTIC Alpine 11 Pro Rev.2 เนื่องจากการป้องกันการสั่นสะเทือนและราคา
• TEC1 - 12703 12v 3a Peltier เครื่องทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริก 40mm x 40mm. เหล่านี้มีอยู่หลายแห่ง

• DC12V -50-110°C W1209WK เครื่องควบคุมอุณหภูมิแบบดิจิตอล

• กล่องควบคุมหลักและกล่องจ่ายไฟ: PROJECT BOX ENCLOSURE 79 X 61 X 40MM
• กล่องจ่ายไฟผ่านดาวเทียม: กล่องรวมสัญญาณ 60x36x25mm
• แผ่นยางEPDM 2 มม. สี่เหลี่ยมจัตุรัสอย่างน้อย 100 มม. x 100 มม.
• แท่งทองแดงแข็งขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1/4" ยาวอย่างน้อย 100 มม. (อุปกรณ์เสริม)
• แผ่นนีโอพรีน 6 มม. สี่เหลี่ยมจัตุรัสอย่างน้อย 200 มม. x 200 มม. พร้อมกาวนีโอพรีน
• สายเคเบิล 7 คอร์ 5a เรตติ้งเช่นนี้
• รองเท้าบูทหุ้มสายไฟ
• สลักเกลียวไนลอน M4 ยาวหลายแบบพร้อมแหวนรอง น็อตและน็อตผีเสื้อบางตัวเพื่อให้เข้าชุดกัน
• คอมพาวนด์การถ่ายเทความร้อนเหมาะสำหรับงานอะลูมิเนียม
• ชิ้นส่วนอะลูมิเนียมตัดด้วยเลเซอร์ตามแบบแนบ ทั้งหมดทำจากอะลูมิเนียม 2 มม. 2 x GASKET TEMPLATE จะต้องถูกตัดออก
• บล็อกอะลูมิเนียม 1 x 40 มม. x 40 มม. x 6 มม

คุณจะเห็นว่ามีไฟล์วาดภาพด้านหลังกล้อง 2 ไฟล์ ไฟล์หนึ่งมีคัตเอาท์สำหรับยึดขาตั้งกล้องขนาด 1/4 นิ้วตรงกลาง และอีกไฟล์หนึ่งไม่มี ซึ่งเส้นทางที่คุณใช้จะขึ้นอยู่กับคุณ

ขั้นตอนที่ 2: งานโลหะ

หลังจากได้รับชิ้นส่วนอะลูมิเนียมที่ตัดด้วยเลเซอร์แล้ว จะต้องทำการขจัดครีบเพื่อขจัดขอบหยาบ

หรือคุณอาจให้ส่วนต่างๆ ของวอเตอร์เจ็ทคัท เนื่องจากผมเชื่อว่าวิธีนี้จะช่วยให้ได้ผิวงานที่ดีขึ้นและไม่จำเป็นต้องลบครีบ

ขั้นตอนที่ 3: การทำปะเก็น

1. วางชิ้นส่วน GASKET TEMPLATE ชิ้นใดชิ้นหนึ่งบนแผ่นยาง EPDM ทำเครื่องหมายตำแหน่งของรูยึด M4 สี่ช่องอย่างระมัดระวัง รวมทั้งรูติดตั้งเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ใหญ่ขึ้น
2. นำชิ้นส่วนแม่แบบออกจากแผ่น EPDM และใช้การเจาะแบบกลวงที่เหมาะสมเพื่อตัดรูที่ทำเครื่องหมายเหล่านี้ออก
3. จัดเรียงชิ้นส่วน GASKET TEMPLATE ทั้งสองด้วยรูเหล่านี้ด้านใดด้านหนึ่งของแผ่น EPDM และยึดด้วยสลักเกลียวไนลอน M4 บางส่วน ประกบ EPDM อย่างแน่นหนา
4. ใช้มีดหัตถกรรมที่คมตัด EPDM ที่เข้าถึงทั้งหมดออกจากชิ้นส่วน GASKET TEMPLATE อย่างระมัดระวัง รวมถึงช่องเจาะสี่เหลี่ยมตรงกลาง
5. ถอดสลักเกลียวไนลอนออกเพื่อเปิดเผยปะเก็น EPDM

ขั้นตอนที่ 4: กล้องหลัง

จากการลองผิดลองถูก ฉันพบว่าฉันสามารถช่วยให้ระบายความร้อนได้ดียิ่งขึ้นโดยใช้รูยึดขาตั้งกล้องขนาด 1/4 นิ้วที่อยู่ตรงกลางของกล้อง

การทำเช่นนี้จะทำให้นิ้วระบายความร้อนใกล้กับเซ็นเซอร์ภาพประมาณ 5 มม. และอยู่ด้านหลังโดยตรง

ขั้นตอนนี้เป็นทางเลือก นี่คือเหตุผลที่ฉันได้รวมภาพวาด CAMERA BACK สองแบบ โดยแบบหนึ่งมีรูตรงกลางและอีกแบบไม่มี

1. ตะไบปลายแท่งทองแดงเล็กน้อยเพื่อให้ตัดด้ายได้ง่ายขึ้น
2. ใช้ไดย์ UNC ขนาด 1/4"-20 ตัดเกลียวบนแกนทองแดงตามขั้นตอนการตัดเกลียวปกติ ตัดเกลียวเกินความจำเป็นเล็กน้อย (ต้องใช้จริงประมาณ 5 มม.) เนื่องจากช่วยให้จับถือได้ง่ายขึ้น
3. ใช้ดอกต๊าป UNC ขนาด 1/4"-20 ตัดเกลียวในรูตรงกลางของชิ้นส่วน CAMERA BACK ซึ่งใช้เวลาไม่มาก อาจเพียงสองรอบเท่านั้น
4. ทดสอบให้พอดีกับแกนทองแดงเกลียวในรูต๊าป ควรขันให้แน่นและตั้งฉากกับหน้า CAMERA BACK
5. ทดสอบให้พอดีกับแกนเกลียวในรูยึดขาตั้งกล้องของกล้องจริงอย่างระมัดระวัง อีกครั้งซึ่งควรขันเข้าอย่างง่ายดายโดยไม่ทำให้เกิดความเสียหายหรือทำให้เคสกล้องตึง
6. ตอนนี้ยึดชิ้นส่วน CAMERA BACK เข้ากับกล้องโดยใช้สลักเกลียวไนลอน M4 เพียงสองตัวที่ยึดเข้ากับขาตั้งด้านนอกของกล้อง
7. ขันเกลียวแกนทองแดงผ่านชิ้นส่วน CAMERA BACK และเข้าไปในรูยึดขาตั้งกล้องตรงกลางของกล้องจริง ทำเช่นนี้อย่างระมัดระวัง อย่าขันให้แน่นเกินไป และหยุดทันทีที่รู้สึกว่าตึง
8. ทำเครื่องหมายและตัดแกนทองแดงส่วนเกินที่ยื่นออกมาอย่างระมัดระวังด้วยเลื่อยเลือยโลหะ หากคุณขูดพื้นผิวของชิ้นส่วน CAMERA BACK อย่างที่ฉันทำ อย่ากังวลมากเกินไปเพราะขนเหล็กและน้ำยาขัดโลหะจะขจัดรอยขีดข่วนออกไปได้มากและสารประกอบความร้อนจะลดหย่อนลง
9. สกรูด้วงทองแดงเกลียวที่คุณทำอยู่ตอนนี้จะค่อนข้างภาคภูมิใจกับชิ้นส่วน CAMERA BACK เล็กน้อยและขันให้แน่นอีกครั้งโดยใช้เลื่อยเลือยตัดโลหะช่องด้านบนเพื่อให้ใช้ไขควงปากแบนได้ไม่ลึกเกินไป, แค่พอ.
10. ใช้ไฟล์เพื่อขันสกรูด้วงทองแดงที่ทำขึ้นใหม่นี้ให้ชิดกับพื้นผิวภายนอกของด้านหลังกล้อง
11. อย่างที่ฉันพูดไปก่อนหน้านี้ ให้ใช้ขนเหล็กและโลหะขัดเงาเพื่อขจัดรอยขีดข่วนที่เลวร้ายที่สุดที่เกิดขึ้นกับชิ้นส่วน CAMERA BACK ในระหว่างกระบวนการนี้

ขั้นตอนที่ 5: โครงสร้างหลัก

1. วาง CAMERA BACK ที่ด้านหลังของกล้อง แล้วสอดสกรูด้วงทองแดงเข้าไปที่รูยึดขาตั้งกล้องตรงกลางของกล้อง หากใช้วิธีนี้
2. วางปะเก็น EPDM โดยจัดตำแหน่งรูให้ตรงกับชิ้นส่วน CAMERA BACK อย่างระมัดระวัง
3. วางชิ้นอะลูมิเนียม MAIN ไว้เหนือรูยึด M4 สี่รูให้ตรงกับปะเก็น EPDM และ CAMERA BACK ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพอร์ต USB ของกล้องอยู่ที่ 6 นาฬิกา และส่วนสี่เหลี่ยมของชิ้นส่วนอะลูมิเนียม MAIN อยู่ที่ 90 องศา ของฉันอยู่ทางด้านขวามือ
4. ยึดเข้าด้วยกันโดยใช้สลักเกลียวไนลอน M4 ที่ตัดให้ได้ความยาวที่ถูกต้องเพื่อความกระชับพอดี
5. วางสารประกอบความร้อนลงบนสกรูด้วงทองแดง ถ้าใช้
6. ทาสารประกอบบางๆ ที่เท่ากันบนบล็อกอะลูมิเนียมขนาด 6 มม. x 40 มม. x 40 มม. แล้วบีบลงในช่องสี่เหลี่ยมที่ตัดจากด้านประเก็นประเก็นลง
7. ตามขนาดของพัดลมระบายความร้อนที่ฉันใช้ควรมีระยะห่างเพียง 4 มม. ระหว่างพื้นผิวการติดตั้งและด้านล่างของฮีทซิงค์ เนื่องจากขณะนี้มีบล็อกอะลูมิเนียม 2 มม. ยื่นออกมาเหนือพื้นผิวของชิ้นส่วนอลูมิเนียม MAIN และ TEC1 หนา 4 มม. ฉันคิดว่านี่น่าจะเพียงพอแล้ว แต่ฉันพบว่ามันยังไม่พอดีพอ และฉันก็เอาชนะมันได้ด้วยการโกนเท้าบนแท่นยึดพัดลม ดูภาพ คุณจะต้องตรวจสอบสิ่งนี้ พัดลมที่คุณใช้
8. ติดตั้งแท่นยึดพัดลมเข้ากับชิ้นส่วน MAIN โดยยึดด้วยสลักเกลียวไนลอน แหวนรอง และใช้น็อตปีกผีเสื้อบนสลักเกลียวทั้งหมด ยกเว้นอันที่อยู่ในแนวเดียวกับพอร์ต USB ของกล้อง สิ่งนี้ทำให้การถอดออกง่ายขึ้นเมื่อใดก็ได้ และพอร์ตอินไลน์ที่มีพอร์ต USB ไม่มีที่ว่างสำหรับน็อตผีเสื้อ
9. ดูว่าด้านใดเป็นด้านที่เย็นของ TEC1 โดยเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ AA อย่างรวดเร็ว การวาง TEC1 ระหว่างริมฝีปากของคุณซึ่งไวกว่ามากจะช่วยได้ แต่ให้เร็ว การทำลาย TEC1 นั้นทำได้ง่ายโดยไม่ใช้ ฮีทซิงค์ระบายความร้อน
10. ทาสารประกอบบางๆ ที่เท่ากันทั้งสองด้านของ TEC1 แล้ววางลงบนบล็อกอะลูมิเนียมที่ยื่นออกมา โดยหันด้านเย็นเข้าหากล้อง
11. ตอนนี้ วางพัดลมและฮีทซิงค์ไว้ด้านบน และยึดส่วนประกอบเข้ากับแท่นยึด

ขั้นตอนที่ 6: การเดินสายไฟและการควบคุม

1. การใช้ Dremel กับชุดใบมีดแบบวงกลมจะตัดส่วนในฝาของกล่องควบคุมหลักและช่องรับพลังงานออก และติดตั้งชุดควบคุมอุณหภูมิเทอร์โมสแตท
2. ใช้สว่านขั้นบันไดเพื่อเจาะรูในกล่องหุ้มสำหรับซ็อกเก็ตอินพุตของแจ็ค DC, เต้ารับสายเคเบิล 7 คอร์ (เพื่อคลายความเครียด) และที่ยึดฟิวส์หากติดตั้งไว้
3. หากใช้ฟิวส์ ให้บัดกรี +ve เข้าจากหมุดตรงกลางของช่องเสียบ DC เข้ากับตัวยึดฟิวส์
4. ที่ด้านเต้าเสียบฟิวส์บัดกรี 2 สาย 1 จะเป็นการป้อน +ve โดยตรงไปยังพัดลมและอีกสายหนึ่งคือการป้อน +ve เพื่อเชื่อมต่อ 1, +ve ในหน่วยควบคุมอุณหภูมิเทอร์โมสตัทดูขั้นตอนต่อไป

5. ชุดควบคุมอุณหภูมิเทอร์โมสตัทควรมีเครื่องหมายแสดงตำแหน่งที่จะทำการเชื่อมต่อ +ve & -ve แต่ในกรณีที่ไม่มี ให้อ้างอิงภาพที่ 2 ที่ขั้วต่อบล็อกสี่จุดเชื่อมต่อจาก 1 ทางด้านซ้ายถึง 4 ทางด้านขวามีดังนี้:

   1. +เข้า แหล่งจ่ายหลักไปยังหน่วยควบคุม
   2. - เข้าและป้อนทั่วไปผ่านสายเคเบิล 7 คอร์ไปยังกล่องจ่ายไฟผ่านดาวเทียม (S. P. D)
   3. +เข้าสายลิงค์จากพิน 1 สำหรับรีเลย์
   4. +ออก, ป้อนผ่านสายเคเบิลแกน 7 ไปยัง Peltier +ve (สายสีเหลืองในภาพของฉัน)
6. ตัดสายเคเบิลส่วนสั้นๆ ออกจากปลายปลั๊กของเซ็นเซอร์อุณหภูมิ ดันปลั๊กเข้ากับบอร์ดควบคุมอุณหภูมิของเทอร์โมสตัทอย่างแน่นหนา และทำการเชื่อมต่อสายเคเบิลสองเส้นเข้ากับสายเคเบิล 7 คอร์
7. ทำเครื่องหมายและเจาะรู M4 สองรูเพื่อยึดกล่อง S. P. D เข้ากับเฟรมอะลูมิเนียม MAIN
8. การใช้สว่านขั้นบันไดจะตัดจุดเริ่มต้นสำหรับสายเคเบิล 7 คอร์ รวมถึงการคลายเกลียวและจุดออกของสายเคเบิลใน SDP
9. กล่อง SPD คือจุดเชื่อมต่อขั้นสุดท้ายทั้งหมดกับพัดลม เซ็นเซอร์อุณหภูมิ & TEC1

10. ในกล่อง SPD คุณจะเชื่อมต่อจากสายเคเบิลหลัก 7 สาย:

    1. สามัญ -ve กับแฟน -ve & TEC1 -ve
    2. A + ไปหาแฟน
    3. A +ve ถึง TEC1
    4. การเชื่อมต่อสองจุดกับเซ็นเซอร์อุณหภูมิ
11. จะมีสายเคเบิลสองเส้นที่ไม่ได้ใช้ในสายเคเบิล 7 คอร์ ฉันได้ทิ้งสิ่งเหล่านี้ไว้เพื่อใช้ฟังก์ชั่น PWM ของพัดลมของฉันในอนาคต
12. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนบนของเซ็นเซอร์อุณหภูมิติดแน่นในรูยึดของปะเก็น EPDM & CAMERA BACK อาจจำเป็นต้องมีการจัดเก็บบางส่วน & ให้สายเคเบิลออกผ่านรูขนาดเล็กที่เจาะในเฟรม MAIN อาจจำเป็นต้องจัดเก็บอีกครั้ง เซ็นเซอร์อุณหภูมิควรพอดีกับตัวกล้องอย่างแน่นหนา และแจ็กเก็ตนีโอพรีน (ดูขั้นตอนที่ 7) จะช่วยคงไว้ที่นั่น
13. Heatshrink สายเคเบิลทั้งหมดเพื่อเพิ่มการป้องกัน

ขั้นตอนที่ 7: ฉนวน

การเพิ่มชั้นฉนวนให้กับกล้องอาจฟังดูแปลกๆ ในขณะที่เรากำลังพยายามทำให้กล้องเย็นลง แต่ก่อนจะทำเช่นนี้ ฉันได้อ่านบทความเกี่ยวกับโครงการที่คล้ายคลึงกันหลายบทความซึ่งการระบายความร้อนถูกขัดขวางโดยการก่อตัวของน้ำค้างบนกล้องและโดยการลดการก่อตัวของน้ำค้างนี้ต่อไป การระบายความร้อนสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้พลังงานเพิ่มเติมในการทำ

ทำแจ็กเก็ตฉนวนที่กระชับพอดีสำหรับกล้องของคุณจากนีโอพรีน 6 มม. แล้วสไลด์บน

ขั้นตอนที่ 8: การทดสอบ

ก่อนใช้งาน คุณจะต้องรู้ว่าชุดควบคุมอุณหภูมิเทอร์โมสตัทมีการตั้งค่าและทำงานอย่างไร และน่าเสียดายที่ตัวอุปกรณ์เองไม่มีคำแนะนำใดๆ เลย แต่ต้องขอบคุณบัดดี้ มัวร์ ที่สร้างชุดคำสั่งที่จะรวมไว้ที่นี่ (ดู PDF Download ด้านล่าง)

วิดีโอที่ฉันโพสต์ที่นี่แสดงไทม์แลปส์ของตัวระบายความร้อนที่ทำงานโดยไม่ได้เปิดกล้อง ดังนั้นจึงไม่มีความร้อนจากเซ็นเซอร์ภาพเลย

มันแสดงอุณหภูมิแวดล้อมเริ่มต้นผ่านเซ็นเซอร์อุณหภูมิเทียบกับเคสภายนอกของกล้องเป็น 23.8°C

ไทม์แลปส์ครอบคลุมเกือบ 45 นาทีของเรียลไทม์ก่อนที่อุณหภูมิจะต่ำสุดที่ 0.7°C และไม่ลดลงอีก

เมื่อถึงจุดนี้ ฉันก็ต่อสาย USB ของกล้องและเชื่อมต่อกับแล็ปท็อปที่ใช้ SharpCap Pro 3 โดยที่อุณหภูมิภายในกล้องจะแสดงเป็น -0.5°C

หลังจาก 1 นาทีและยังคงเชื่อมต่อกับ SharpCap อุณหภูมิภายนอกอ่าน 1.5 ° C ขณะที่ภายในแสดงเป็น 3.8 ° C

ขั้นตอนที่ 9: ในการดำเนินการ

เพียงไม่กี่ภาพที่แสดงการตั้งค่าในแหล่งกำเนิดบนขอบเขต Celestron CPC9.25 ของฉัน

ขออภัยเสียงรบกวนในวิดีโอ นี่คือโฟกัสอัตโนมัติของเลนส์ที่มีเสียงรบกวนของ dSLR

ขั้นตอนที่ 10: ผลลัพธ์

ต่อไปนี้คือผลลัพธ์ของเฟรมมืดบางส่วนที่ถ่ายโดยใช้เวลาย่อย 10 x 10 นาทีผ่าน SharpCap Pro 3

ภาพที่ 1 ไม่มีการระบายความร้อนใดๆ และอุณหภูมิสูงสุดคือ 29.7°C

ภาพที่ 2 เป็นการซูมเข้า 4 เท่าของภาพที่ 1

ภาพที่ 3 กำลังระบายความร้อนและอุณหภูมิสูงสุดคือ 7.3°C

ภาพที่ 4 เป็นการซูมเข้า 4 เท่าของภาพที่ 3

คุณจะเห็นได้ว่าเสียงรบกวนลดลงอย่างมาก