Peltierkühlung einer Canon 350D

Verfasst am: 14.06.09 20:18:57

Hi Forum,

Guido hat uns seinen Artikel zum Umbau seiner Canon 350 D als Artikel zur Verfügung gestellt.

Den Artikel könnt ihr hier lesen: Peltierkühlung einer Canon 350D

Fragen, Anregungen usw. stellt bitte in diesem Posting

Verfasst am: 14.06.09 23:19:17

Moin,

auf Guido's Anregung hin habe ich letztens meine 40D umgebaut. Bilder habe ich leider keine gemacht, weil mein Weibchen die Zweitkamera entführt hatte. Im großen und ganzen geht es bei der 40D aber genauso - auch hier finden sich Umbauanleitungen (für den Filter) im Web. Dabei hört man einfach auf, wenn die Rückseite des Chips freigelegt ist...

Ich hätte da aber noch ein paar Ergänzungen zu Guido's Anleitung:

1. Wie Guido auch schon geschrieben hat - ich würde unbedingt Kupfer statt Alublech nehmen. Die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer beträgt das 1,8fache von Aluminium.

2. Man sollte das Blech anders zuschneiden, wie Guido es getan hat. Die schmalste Stelle bestimmt, wieviel Wärme abgeleitet werden kann. Ich habe das Blech deshalb in Schrägen mit möglichst großen Querschnitten geführt.

3. Das Blech sollte einen ordentlichen Abstand vom Boden der Kamera haben - sonst kühlt man nämlich das Gehäuse.

4. Das habe ich leider auch vergessen: Selbst wenn man eine ungeregelte Kühlung bauen will, sollte man den Temperatursensor nicht vergessen. Wenn man später die Temperatur doch regeln, oder zumindest messen will, muss man die Operation sonst leider wiederholen.

Ach - und noch etwas: Man sollte sich darüber im Klaren sein, dass Peltier-Elemente verflucht viel Strom brauchen. Meines zieht sich locker 5A (bei 12V) rein. Für mobile Lösungen ist das nur bedingt zu empfehlen...

Gruß
Klaus

Verfasst am: 15.06.09 05:47:32

Hallo Klaus,

schade das Du von deinem Umbau keine Bilder zeigen kannst.
Aber die Tipps bzw. Verbesserungsvorschläge zum Umbau habe ich aufgegriffen und in den Artikel eingefügt.

Zum Thema Temperaturmessung hat Guido auch schon etwas angefangen.
Da kommt dann die nächste Ergänzung.

Verfasst am: 15.06.09 14:09:27

Hallo Guido und Klaus,

wie schaut es denn bei euren gekühlten Canon´s mit dem Leuchten des Ausleseverstärkers aus?

Im Nachbar-Forum hatte ich gelesen dass das Glühen bei einer gekühlten Canon stärker zu sehen sein soll.
Abhilfe soll da ja die "Amp Off" Modifikation bringen.
Steht die bei euch auch noch an?

Verfasst am: 15.06.09 15:23:43

Hi Holger,

bei Guido's 350D ist es mit dem AmpOff nicht so einfach, da die Pin-Belegung des Chips unbekannt ist.
Bei meiner 40D kann man sich das Ganze sparen, da sie keinerlei Verstärkerglühen hat.

Gruß
Klaus

Verfasst am: 15.06.09 16:41:26

Hallo Klaus
Hast du das Kupferblech nach dem Zuschnitt mit Lack behandelt. Ich frage das weil Kupfer nach einer gewissen Zeit Grünspan ansetzt.
@Holger
An der Amp Off Modifikation hatte ich schon gedacht und würde es auch gerne machen, aber wie Klaus schon sagte ist die Pin Belegung der 350D nicht bekannt.
Den Temperatursensor habe ich schon und werde ihn auch einbauen. Werde aber erst noch Verbesserungsvorschläge abwarten, damit ich die Canon nicht zu oft öffnen muß.
Grüße Guido

Verfasst am: 15.06.09 17:01:40

Tach Cheffe,

Zitat:

Hast du das Kupferblech nach dem Zuschnitt mit Lack behandelt.

Nö - daran habe ich auch nicht gedacht. Ich halte es aber wie Du: Ich sammle die Anregungen bis zur nächsten OP. Jetzt sind es schonmal Lack und Sensor...

Gruß
Klaus

Verfasst am: 15.06.09 17:10:25

Hallo

warum soll das Kupfer Grünspan ansetzen? dafür braucht es Säure, ist wohl eine Frage der Wärmeleitpaste.
Man könnte vielleicht unter den Flächenmäßig großen Kühler Alu zwischenlegen, als Opferanode sozusagen.

Gruß Frank

Verfasst am: 15.06.09 18:28:44

also jungs.....bis sich da grünspan, oder besser gesagt kupferoxid in solchen mengen ansetzt, das es wie ein kirchendach aussieht, ist bestimmt auch die nächste kamera fällig.

@frank
die kohlensäure der luft reicht im übrigen schon.
das mit dem alu auf dem kupfer, würde ich lieber lassen. was ergibt so etwas in verbindung mit feuchtigkeit???

richtisch frank.....ein galvanisches element...sprich batterie.

Verfasst am: 15.06.09 18:34:35

Frank hat Folgendes geschrieben:

Hallo
Man könnte vielleicht unter den Flächenmäßig großen Kühler Alu zwischenlegen, als Opferanode sozusagen.

Gruß Frank

Wenn Bootsbauer plötzlich Elektronik schrauben... Very Happy

Duckundabtauch.... Twisted Evil

Verfasst am: 15.06.09 19:08:11

Die "Opferanode" merk ich mir mal...

Verfasst am: 15.06.09 19:11:05

hai Jungens,

Opferanode???
da brauchts aber noch´n Erdspiess, son 2m Teil.....
bbGrins

Thomas

Verfasst am: 15.06.09 19:53:54

Hallo

na die Kontaktflächen sind ja dank der Wärmeleitpaste weitestgehend von der Luft abgesclossen,
das sollte wohl reichen

Gruß Frank

Verfasst am: 15.06.09 20:13:27

Hallo Guido,

nu aber mal im Ernst:

Das Konzept für die Kühlung überzeugt mich überhaupt nicht.
Das Ganze ist äußerst ineffizient.
Das läßt sich schon aus dieser Aussage schließen:

Zitat:

.Auf dem Chip bildet sich kein Tau und bleibt trocken.

Das liegt einfach daran, dass man nicht so weit mit der Temperatur runter kommt,
dass der Taupunkt unterschritten wird.
(Vielleicht dann, wenn die feuchten Sommer- und Herbstnächte kommen???
Gegen Taubeschlag hilft dann auch kein Filter am Kamerabody)

Aufgrund der Geometrie des Bleches ist nicht möglich nennenswerte Wärmemengen abzuführen.
Für den Wärmewiderstand des Steges, der aus der Kamera herausführt,
hab ich mal grob mit 25 K/W abgeschätzt.
D.h., um 1W abzuführen ist eine Temperaturdifferenz von Chip zur
Kaltseite des Peltiers von 25° nötig.
Viel weiter wird man nicht runterkommen.

Ich nehme an, dass die Kühlung unten durch den Kamera
wesentlich mehr zur Kühlung beiträgt, als das Blech selber.

Es wär gut zu wissen, wie die tatsächlichen Verhältnisse denn sind.
D.h. die Temperaturen auf der Heiß- und Kaltseite des Peltiers und die aufgenommene Leistung.
Dann lassen sich auch konkrete Aussagen über das System machen.

Verbesserungsvorschläge:
-Das Blech so dick, wie möglich machen.
-Auf jeden Fall Rein-Alu nehmen, viele Legierungen leiten deutlich schlechter,
-oder Kupfer
-noch besser wären Heat-Pipes
-am allerbesten natürlich das Peltier direkt hinten auf den Chip
(kann man das Display nicht irgendwie woanders hinpacken?)
-zweistufiges Peltierelement.
(z.B. ein 30er und ein 20er mit gleichem Maximalstrom mechanisch und
elektrisch in Reihe schalten. Damit erreicht man bei geringen
Wärmeleistungen höhere Differenztemperaturen, bei kleinerer elektrischer Leistung)
-Temperaturmessung (Hier bieten sich die Sensoren LM335 (Spannung 10mV/K),
oder AD590 (Strom 1uA/K) an)

Soweit meine Gedanken dazu.
Wenn Du es schaffen solltest, das System weit effizienter zu machen,
dann wird der Tau (Eis) ein Problem werden, garantiert.
Solange das Gehäuse nicht hermetisch dicht ist, diffundiert immer Wasserdampf hinein,
und kondensiert am kalten Chip.

Gruß,
Thomas

Verfasst am: 15.06.09 20:46:59

Hi Thomas,

Dein Konzept finde ich aber auch nicht viel überzeugender. Viele - zum Teil leider nicht realisierbare - Vorschläge, die Kühlleistung zu optimieren. Zum Schluss dann selbst die Begründung geliefert, warum das alles nichts taugt, weil der Chip dann unweigerlich beschlägt, wenn nicht vereist...

Während man nach Deinem Konzept eine effiktiv gekühlte Kamera hat, die man aber leider nicht mehr nutzen kann (außer evtl. kurz nach einem Sandsturm in der Sahara), hat Guido immerhin ein greifbares Ergebnis - nämlich ein vermindertes thermisches Rauschen.

Konsequent wäre eine Kühlung nur zu realisieren, wenn man den Chip (über ein langes Flachbandkabel?) vom Kamerabody trennt und in einem eigenen Gehäuse evakuiert oder in Stickstoffatmosphäre unterbringt. Mal sehen, wer sich das zuerst traut...

Gruß
Klaus

Verfasst am: 15.06.09 21:08:04

Hallo

relativ sicher wäre Luftkühlung, also über einem Wärmetauscher Luft Kühlen und diese in das Bateriefach blasen, vorn am T2 Ring wieder absaugen, das ganze im Kreislauf, alle Fechtigkeit bleibt dann am Wärmetauscher hängen. Ach wenn es etwas leckluft gibt sollte nichts beschlagen das es sich ja quasi um eine Lufttrocknungsanlage handelt???
das ganze ohne die Kamera öffnen zu müssen,
ist aber noch von niemand getestet worden und sicher auch nicht besonders effektiv

Gruß Frank

Verfasst am: 16.06.09 07:41:43

Hallo!

Zitat:

Konsequent wäre eine Kühlung nur zu realisieren, wenn man den Chip (über ein langes Flachbandkabel?) vom Kamerabody trennt und in einem eigenen Gehäuse evakuiert oder in Stickstoffatmosphäre unterbringt. Mal sehen, wer sich das zuerst traut...

Das gibt es schon (leider nur auf Englisch):

http://glogg.jupiter-io.net/300D/
http://glogg.jupiter-io.net/300D/cam%20pics/side.jpg
http://glogg.jupiter-io.net/300D/cam%20pics/front.jpg
http://glogg.jupiter-io.net/300D/cam%20pics/back.jpg

Ich habe mich noch nicht herangewagt, da meine Hobbywerkstatt nicht ausreichend für Metallbearbeitung ausgerüstet ist. Elektrisch sehe ich da keine sehr großen Probleme.

Gruß

Christian

Verfasst am: 16.06.09 07:57:32

Hallo Leute,

jetzt habe ich ein bischen mitgelesen. Wenn man natürlich so einen Aufwand treibt, kann man sich auch eine fertige Lösung kaufen, wie z.b. die AL6CCd oder vgl. Ab- und zu wollen die Leute so ein Teil auch billig loswerden (warum eigentlich?).

Ich habe ja auch mit einer 300D angefangen und bin auch ständig am Entwickeln, aber dafür ist mir die Zeit dann doch zu schade, angesichts der Tatsache, dass es auch fertige Lösungen einigermaßen bezahlbar gibt...

Auch wieder nur meine Meinung...

Gruß und cs,

René

Verfasst am: 16.06.09 08:03:40

Hallo Rene,

alle verkaufen ihre ALccd6, weil dort das gleiche Problem auftritt, das wir hier befürchten. Der Chip taut zu...

Ich mache diese Bastelei, weil ich die 40D nunmal habe und - so wie sie ist - kaum benutze. Die S/W-CCD ist einfach um Längen besser. Also stellen sich nur die Alternativen, entweder mit Verlust in die Bucht, oder die Bastelei auf die Spitze treiben.

Um das Ziel von "0" aus zu erreichen, wäre der Kauf einer entsprechenden Kamera sicher konsequenter.

Gruß
Klaus

Verfasst am: 16.06.09 08:17:24

Hallo Klaus,

dieses Problematik scheint es bei der ATIK4000 mit ihrem beheiztem Fenster nicht zu geben, oder?

Ansonsten kann ich Dich jetzt verstehen...

Viel Erfolg!

Gruß und cs,

René

Verfasst am: 16.06.09 08:57:25

Hi Frank,

Zitat:

relativ sicher wäre Luftkühlung, also über einem Wärmetauscher Luft Kühlen und diese in das Bateriefach blasen, vorn am T2 Ring wieder absaugen, das ganze im Kreislauf, alle Fechtigkeit bleibt dann am Wärmetauscher hängen.

das wäre ne echte Alternative.
Aber übers Batteriefach, ist da überhaupt eine Verbindung zur Chipkammer?
Ich würde das komplett über den T-Ring machen.

Zitat:

und sicher auch nicht besonders effektiv

wer weiß.....

Hi Klaus, dass Dir mein Beitrag nicht passt war mir schon klar.....
Aber vielleicht solltest Du auch mal deinen Grips bemühen,
dann kommt kein son Unfug wie das hier heraus:

Zitat:

Während man nach Deinem Konzept eine effiktiv gekühlte Kamera hat, die man aber leider nicht mehr nutzen kann (außer evtl. kurz nach einem Sandsturm in der Sahara

Wenn man son Ding hat, dann reichen vielleicht schon ein paar wenige Watt elektrisch aus,
um dasselbe zu erreichen, wofür Du ein Kraftwerk brauchst????
Dann kann man das Ding auch mal ausserhalb mit der Sternwarte betreiben....

Zitat:

hat Guido immerhin ein greifbares Ergebnis - nämlich ein vermindertes thermisches Rauschen.

ja gut, aber um wieviel isses denn vermindert???
Da hat noch keiner irgendwelche Messwerte geliefert,
nur so komische Bildchen, wo zwar ne (angeblich) dramatishche Verbesserung zu sehen ist,
aber überhaupt nichts aussagt über das thermische Rauschen.
(Wird hier vielleich wieder Dunkelstrom mit Dunkelstromrauschen "verwechselt"?)

Also hier mal ein Aufruf an Dich und Guido:
Liefert doch mal konkrete Messwerte!
Und zwar folgendermassen:
Man nehme zwei Darks auf und subtrahiere die voneinander.
Das Bild enthält jetzt nur noch Auslese- und Dunkelrauschen.
Man messe die Varianz in dem Bild.
Um das Ausleserauschen zu bestimmen, nehme man zwei Biasbilder auf.
Diese werden subtahiert, und die Varianz gemessen.
Das Dunkelrauschen (DR) errechnet sich dann zu:

DR = SQRT(( VarD - VarB)/2)

VarD : Varianz im Dark
VarB : Varianz im Bias
(Alles in ADU)

Das Ganze macht man einmal mit Kühlung aus, und Kühlung an.
Und natürlich alles mit Raws.

Aus der Verringerung des Dunkelrauschens kann man dann auf die
Temperaturerniedrigung des Chips mit Kühlung schliessen.
(So grob ein Faktor 1,4 bei 7-10° Differenz)

Gruß,
Thomas

Verfasst am: 16.06.09 14:47:30

Moin,

@Rene:

Die Atik-Kameras haben im Allgemeinen Trockenpatronen, die das verhindern. Die Außenseite des optischen Fensters kann natürlich trotzdem beschlagen, was man bei einigen Kameras durch eine zusätzliche Heizung verhindert.
Die ALccd6 hat angeblich keine Trockenpatrone, sondern ein evakuiertes Gehäuse. Das scheint aber auf Dauer nicht zu funktionieren.

@Thomas:

Wir brauchen uns hier nicht zu fetzen - im Grunde hast Du ja recht. Wenn man aber weiß, dass man es mit der Kühlung (wegen der Tauproblematik) nicht beliebig weit treiben kann, ist es auch legitim, einfach mal drauflos zu basteln und zu sehen, was dabei herauskommt.
Dabei gebe ich Dir allerdings zu 100% recht - was herauskommt, sollte man objektiv auswerten. Ich wußte nur bislang nicht, wie.
Ich werde nachher mal probieren, ob ich mit Deiner Anleitung etwas anfangen kann...

Gruß
Klaus

Verfasst am: 16.06.09 15:18:03

Hallo Thomas,

gut das ich nicht alle Dinge so intensiv durchrechne, sonst wäre so manches Projekt bereits in der Theorie gestorben, mit dem ich heute sehr erfolgreich arbeite...

Man kann es auch übertreiben!

Gruß und cs,

René

Verfasst am: 16.06.09 15:39:09

Hi Leuts,

jucken in den Fingern tut es mich ja auch.

Ne gekühlte Canon wäre schon net schlecht. Rolling Eyes

Während aber die Testbilder von Klaus mich nicht so beeindruckt haben, sind die Vergleichsbilder von Klaus Maritschnigg mit seinem Umbau schon sehr beeindruckend.

Allerdings kommt auch von ihm der Einwurf, dass die Kühlung der Canon ohne "Amp Off" nix bringt.
Und der "Amp Off" Umbau ist wohl alles andere als trivial. Confused

Verfasst am: 16.06.09 16:42:02

Hi Thomas,

da frage ich mich nun noch, wie messe ich die Varianz? RMS in Fitswork?

Gruß
Klaus