Caméra CCD Moravian G0-0300 avec capteur CCD monochrome Sony ICX424 AL
La série de caméras CCD G0 est basée sur les détecteurs CCD Sony ICX. Les caméras sont alimentées par USB, elles sont donc connectées au PC avec un seul câble. Le port standard "Autoguider" permet à la caméra de contrôler directement le mouvement du télescope. Les dimensions des caméras G0 sont similaires à celles d'un oculaire de 1,25".
Les caméras G0 sont très compactes, légères et faciles à utiliser. Il suffit à l'utilisateur de l'insérer dans le porte-oculaire du télescope, de brancher le câble USB sur l'ordinateur et le tour est joué.
La sensibilité est une caractéristique importante de toute caméra de guidage. Elle doit fournir des images d'étoile(s) directrice(s) avec un rapport S/N suffisant dans un temps assez court pour garantir un guidage parfait. La nécessité d'accumuler de la lumière pendant plusieurs dizaines de secondes, voire plusieurs minutes, est souvent inacceptable pour un guidage de haute qualité. C'est pourquoi les caméras G0 utilisent des CCD Sony ICX à haute sensibilité.
Le CCD Sony EXview HAD a une efficacité quantique de plus de 50 % et un faible bruit de lecture.
Les caméras G0 prennent en charge la numérisation 16 bits, ce qui améliore considérablement la plage dynamique.
Une forte protection contre le blooming permet de garder les étoiles les plus brillantes rondes, sans spicules de saturation.
Les caméras G0 offrent également une lecture très rapide : la vitesse de numérisation des pixels atteint 8 MPx/s en mode lecture rapide.
Les caméras G0 offrent un corps rond, plus compact que celui de la série G1, ce qui est important, par exemple en combinaison avec un guide hors-axe.
Les caméras G0 ne nécessitent aucune alimentation externe, elles sont entièrement alimentées par l'ordinateur via le câble USB. Comme la puissance fournie par la ligne USB est assez limitée, ces caméras n'utilisent pas de refroidisseur Peltier gourmand en énergie.
Les caméras G0 sont des dispositifs alimentés par USB (un seul câble est nécessaire pour fonctionner).
Bien que les montures des télescopes astronomiques modernes permettent une connexion PC, les caméras G0 intègrent un connecteur standard à 6 broches pour l'entrée de l'autoguidage. Par conséquent, l'ordinateur peut guider la monture par l'intermédiaire de la caméra, même dans le cas où il n'y a pas de liaison entre la monture du télescope et le PC (le corps de la caméra G0 est équipé d'un connecteur Autoguider standard)
Note : Le courant du port autoguidage ne doit pas dépasser 150 mA. Si la monture ne traite pas le port autoguidage comme une "entrée logique" uniquement, mais commute les moteurs de guidage directement par ces signaux, une "boîte à relais" doit être insérée entre la caméra et la monture. La boîte à relais assure la commutation des courants requis par la monture.
Le logiciel de contrôle SIPS (Scientific Image Processing System) prend en charge le guidage via le port de la caméra ainsi que via la liaison PC avec le télescope.
Note : La série G0 de caméras CCD nécessite SIPS v2 ou plus pour fonctionner.
Le port Autoguider sur le corps de la caméra G0 suit le brochage standard des caméras de guidage ST-4, car les caméras CCD de la série G0 sont conçues pour le guidage et l'imagerie CCD, qu'elle soit astronomique ou microscopique.
Le logiciel de contrôle SIPS traite toute caméra CCD comme un dispositif d'imagerie ou de guidage. L'utilisateur choisit la caméra qui sera utilisée pour l'imagerie et celle qui sera utilisée pour le guidage.
Alors que le CCD monochrome capture toutes les longueurs d'onde entrantes (auxquelles le détecteur est sensible), le détecteur CCD couleur a des filtres rouge, vert et bleu appliqués sur des pixels individuels, disposés dans un masque dit de Bayer. Le CCD monochrome est nettement plus sensible, mais des expositions multiples à travers des filtres de couleur sont nécessaires si l'on veut capturer des images en couleur. En revanche, le détecteur de couleur limite la lumière entrante à travers les filtres de couleur, mais permet de reconstruire l'image couleur à partir d'une seule exposition, même si la résolution couleur est inférieure à celle de la matrice de pixels du CCD.
Bien que les CCD dits "full-frame" (FF) atteignent la plus haute sensibilité, ils ne peuvent être utilisés qu'avec un obturateur mécanique ; en revanche, les CCD dits "à transfert interlinéaire" (IT) sont équipés d'un obturateur électronique, qui permet des expositions très courtes. C'est pourquoi les caméras G0 utilisent des détecteurs IT. En outre, les détecteurs IT diffèrent en termes de lecture de l'image : alors que les puces à lecture progressive peuvent lire tous les pixels de l'image en une seule fois, les CCD à lecture entrelacée divisent l'image en deux demi-images ne contenant que des lignes paires ou impaires et lisent le texte indépendamment.
Les caméras de guidage G0 sont conçues pour fonctionner en coopération avec un ordinateur (PC). Les algorithmes de guidage sont exécutés par le PC, et non par la caméra elle-même. Pour faire fonctionner la caméra, un PC équipé d'un système d'exploitation Windows 32 ou 64 bits avec au moins un port USB libre est nécessaire.
Remarque : des pilotes Linux sont également disponibles. Veuillez nous contacter si vous êtes intéressé par les pilotes Linux.
Spécifications techniques
Puce CCD
Les caméras G0 utilisent des détecteurs CCD Sony ICX sensibles et à faible bruit, dont l'efficacité quantique (QE) estimée dépasse 50 %. Le courant d'obscurité et le bruit de lecture de ces CCD sont très faibles. Le modèle G0-0300 utilise la puce VCD Sony ICX424AL VGA (640 × 480 pixels) à lecture progressive.
- Résolution : 656 (H) × 494 (V) pixels
- Taille des pixels : 7,4 μm (H) × 7,4 μm (V)
- Zone d'image : 4,9 mm (H) × 3,7 mm (V)
- Temps de décharge : ~ 0,05 s
Électronique de la caméra
Le convertisseur A/N 16 bits à double échantillonnage corrélé garantit une plage dynamique élevée, qui dépasse en fait la capacité du puits à électrons de chaque pixel CCD. L'interface USB rapide garantit un temps de téléchargement des images en fractions de seconde.
La longueur maximale du câble USB est de 5m. Cette longueur peut être étendue, par exemple, à 10 m en utilisant un hub USB ou un câble d'extension USB. Une extension jusqu'à 100 m peut être réalisée avec des prolongateurs.
- Résolution : ADC 16 bits
- Méthode d'échantillonnage : Double échantillonnage corrélé.
- Modes de lecture : Rapide (8 Mpx / s) // lent, avec un très faible bruit électronique (2.5 Mpx / s)
- Lecture des sous trames : Oui
- Interface ordinateur : Hi-Speed USB 2.0, compatible avec USB 1.1 Full Speed
Remarque : le logiciel de contrôle SIPS permet de redimensionner en modifiant le binning par logiciel si l'on souhaite des images de plus faible résolution.
Refroidissement des puces
Les caméras CCD de la série G0 n'utilisent pas de refroidissement actif avec des modules TEC Peltier, le CCD ne peut donc pas être refroidi en dessous de la température ambiante, mais elles comprennent un capteur de température intégré, qui mesure la température actuelle du CCD. Cette fonction permet de contrôler la température du CCD et de s'assurer que l'image sombre utilisée a été prise à une température identique ou similaire à celle des clichés scientifiques qui ont eu une exposition à la lumière.
Alimentation électrique
Les caméras G0 sont alimentées par le câble USB. Aucune alimentation externe n'est nécessaire.
La limite de courant pour un seul dispositif USB est de 500 mA à une alimentation de 5 V. Le courant requis par les caméras G0 n'atteint en aucun cas la limite de 500 mA, telle que définie dans la spécification USB.
Remarque : certains câbles USB comportent des lignes électriques très fines avec une résistance relativement élevée. Si le dispositif USB consomme plusieurs centaines de milliampères, la chute de tension sur le câble USB peut être d'environ un volt. Bien que l'appareil photo G0 doive fonctionner, certaines fonctions peuvent être affectées. Veillez toujours à ce que le câble USB utilisé soit le plus court possible et doté de lignes électriques à faible résistance.
Spécifications mécaniques
Le corps cylindrique de la caméra mesure 40 mm de diamètre et 85 mm de long, dont 18 mm pour l'adaptateur de 31,7 mm et 67 mm pour le corps de la caméra. Le corps est usiné par CNC en aluminium de haute qualité et anodisé noir.
Les caméras G0 utilisent des CCD à transfert interligne et ne contiennent pas d'obturateur mécanique. Il est nécessaire de couvrir le télescope manuellement pour prendre une image sombre ou une image biaisée (offset).
- Obturateur mécanique interne : Non
- Temps d'exposition le plus court : 0,125 sec
- Temps d'exposition le plus long : limité uniquement par la saturation de la puce
- Longueur de l'appareil photo : 85 mm (dont 18 mm pour l'adaptateur 1,25")
- Diamètre de l'appareil photo : 40 mm
- Poids de l'appareil photo : 0,1 kg
Remarque : L'adaptateur 1,25" fait partie intégrante du boîtier de l'appareil photo G0 et ne peut pas être retiré et remplacé par un autre adaptateur.
Conseils
Bien que les caméras CCD de la série G0 soient capables de capturer des images de divers objets en astronomie, en microscopie ou dans d'autres applications d'imagerie à faible luminosité, elles sont principalement destinées à guider des montures de télescope utilisant des caméras G2, G3 ou G4 comme caméra principale à des fins scientifiques.
La caméra G0 peut fonctionner comme un "corps de guidage à distance" pour toute caméra CCD, y compris la série Gx. Le fait qu'elle ne soit pas connectée au corps de la caméra Gx par un câble propriétaire, mais directement au port USB du PC, apporte de nombreux avantages :
- La caméra de guidage peut guider n'importe quelle caméra d'astronomie ou appareil photo reflex numérique, et pas seulement le type d'appareil principal pour lequel elle est conçue.
- Il n'y a pas de connecteurs/câbles propriétaires pour connecter la caméra principale au boîtier distant. Au lieu de cela, un câble USB standard est utilisé.
- La distance entre la caméra de guidage et la caméra d'imagerie scientifique est pratiquement illimitée. La caméra de guidage peut donc être placée sur n'importe quel télescope de guidage ou sur un guide hors axe.
- Même si la caméra de guidage partage le même télescope que la caméra principale - en utilisant un guide hors axe - la lumière alimentant la caméra de guidage est déviée avant de passer à travers les filtres, de sorte qu'il y a suffisamment de lumière pour guider même lorsque la caméra d'imagerie principale prend l'exposition à travers certains filtres très "sombres", tels que UV, Bleu ou Hα.
- En outre, le hub USB est capable de créer une solution intégrée pour deux caméras Gx et G0 qui fonctionnaient auparavant séparément.
Logiciel de guidage SIPS :
La caméra de guidage G0 se connecte directement au port USB du PC ou du hub USB, sans nécessiter de "boîtier CPU" ou de dispositif similaire. Les algorithmes de guidage sont exécutés sur le PC lui-même et, comme l'unité centrale utilisée par un PC est plusieurs ordres de grandeur plus puissante que n'importe quelle unité centrale intégrée qui peut être utilisée dans n'importe quelle caméra CCD, les algorithmes de guidage peuvent être beaucoup plus sophistiqués. Ces algorithmes sont mis en œuvre dans le logiciel de contrôle de la caméra SIPS.
Il y a deux algorithmes utilisés dans SIPS pour le guidage :
- Guidage d'une seule étoile. Le PC calcule le centroïde de l'étoile la plus brillante dans l'image acquise par la caméra de guidage. La position du centroïde est calculée avec une précision de quelques fractions de pixel, de sorte que le guidage peut être très précis même lorsque le guide est fixé à un télescope à courte longueur focale.
- Guidage par réduction astrométrique. Le PC effectue essentiellement la même opération que dans le cas de la correspondance de sous-pixels à expositions multiples ou de la réduction astrométrique. Le nombre de triangles est créé à partir des étoiles les plus brillantes et mis en correspondance avec les triangles du cadre de référence. La mise en correspondance des triangles nécessite au moins trois étoiles dans l'image de guidage et convient donc aux télescopes de guidage à courte distance focale ou aux champs d'étoiles riches ; le décalage de l'image est calculé à partir de la position de plusieurs étoiles et est moins sensible aux erreurs aléatoires dues à une mauvaise vision, à l'efflorescence des spicules, etc.
Le support de guidage SIPS permet l'incorporation du port Autoguider de la caméra G0 qui est de facto standard et compatible avec divers supports de télescope. SIPS peut également guider via la liaison du télescope lui-même (par exemple via le protocole Meade LX-200 ou Celestron Nexstar), de sorte qu'un câble autoguideur peut ne pas être nécessaire, mais un dispositif de guidage spécialisé tel que le guide de la caméra G0 peut généralement contrôler la monture avec une bien meilleure précision par rapport à la résolution temporelle relativement limitée d'une application tournant sur le PC.
Caméra CCD Moravian G0-0300 avec capteur CCD monochrome Sony ICX424 AL
