Ursa ry
Perustettu 1921
 

Etusivu
Haku
Uudet sivut
 

Yleistä
Yhteystiedot
Lehti
Kirjakauppa
Toimintaa
  Jaostot
  >Havaintovälineet
  >>Valokuvaus
  >>>Digikuvaus
 Ajankohtaista
Uutisia
Muut palvelut

webmaster (a) ursa.fi 3.10.06

Muunnellut web-kamerat ja
omatoiminen rakentelu

Halvin tapa aloittaa tähtikuvaus on ostaa ns. web-kamera ja muokata siitä tähtikuvaukseen sopiva. Hinnat ovat 30 - 100 euroa, mutta tarvitaan huolellisuutta ja elektroniikkarakentelun tuntemusta.  Web-kameroita käytetään videoneuvotteluissa tai videokuvan välittämiseen netin kautta.

Vaikka web-kameran avaaminen ja mikropiirin kolvaaminen suurennuslasin alla ei kiinnostaisikaan, yksi web-kamera kuuluu silti useimpien tähtivalokuvaajien kameravalikoimaan. Jo modifioimattomalla web-kameralla on sovellutuksia tähtivalokuvauksessa. Kamera on hinnaltaan edullinen, kooltaan pieni ja kevyt eikä siinä ole mekaanista suljinta. Siksi laite soveltuu erityisesti planeettakuvaukseen. Parhaat harrastajakuvat planeetoista on saatu nimenomaan web-kameralla. Sillä pystyy nopeasti ottamaan kohteesta satoja tai jopa tuhansia kuvia, joista jälkikäsittelyyn valitaan parhaat digitaalisella pinoamisohjelmalla (Registax, K3CCDTools jne.). Näin web-kameroilla on saatu ällistyttävän hyviä kuvia planeetoista.

Tähtivalokuvaukseen soveltuvia ccd-kennoja ei yleensä myydä elektroniikka- ja komponenttiliikkeissä.  Siksi 1990-luvun lopulla syntyi kansainvälinen yhdistys nimeltä QCUIAG (The QuickCam and Unconventional Imaging Astronomy Group).  Sen jäsenet ovat erikoistuneet rakentelemaan ja muokkaamaan halvoista pokkari- ja web-kameroista tähtivalokuvauslaitteita.

He ovat päässeet ällistyttäviin tuloksiin laitteilla, jotka maksavat murto-osan ammattilaisten käyttämistä.  Kantava voima on amerikkalainen Ashley Roeckelein, jonka nettisivuilla on ohjeet tavallisimpien web-kameroiden muuttamiseksi tähtikameroiksi.  Englantilainen Steve Chambers kehitti lisämodifikaatioita kohisevien esivahvistimien poistamiseksi ja kokosi softaa sivuilleen.  Kolmas aktivisti on slovakialainen Peter Katreniak.  Hän kirjoitti erinomaisen K3CCDTools -ohjelman, jolla voidaan ohjata tähtikuvauskäyttöön muunnettua web-kameraa.

Tässäkin idea on yksinkertainen: web-kameran linssi ruuvataan irti ja sen sijasta näytetään kameran ccd-kennolle kaukoputken pääpeilin muodostama kuva. Web-kamera liitetään kaukoputkeen sovittimella. Näin helposti ja halvalla pääsee web-kameralla kuvaamaan Kuuta, planeettoja ja kirkkaimpia tähtiä.

Parhaimpia ovat Philipsin ToUcam- ja Vesta-mallit. ToUcam Pro 740K:n ccd-kenno on paras. Logitechin ja Trustin kameroilla on myös päästy hyviin tuloksiin. Valittaessa web-kameraa on varmistettava, että siinä on CCD- eikä CMOS-kenno, jonka valoherkkyys on huonompi.

Syksyllä 2003 Philips lopetti yllättäen ToUCam 740 -mallin sekä Vestojen valmistuksen. Tilalle tulleen 840-malliston sisältä löydettiin kuitenkin lähes sama piirikortti ja vain ulkokuorta oli muunneltu.

Kolvausta suurennuslasin alla

Web-kamera sellaisenaan ei sovellu syvän taivaan kohteiden kuvaamiseen, mikä vaatii pitkiä valotusaikoja. Useimpien kameroiden pisimmät valotusajat ovat 1/25 - 1/5 sekunnin luokkaa.

Pidempien valotusten mahdollistamiseksi web-kameraa on muunnettava.  Web-kameran tulitikkurasian kannen kokoinen piirikortti onkin asetettava toimenpidettä varten leikkauspöydälle, jossa on teräväkärkinen kolvi ja suurennuslasilla varustettu kolvausteline. Kytkentäkaavoja pitkiä valotusaikoja varten löytyy netistä, ja lisäksi tarvitaan tarkka käsi ja kokemusta elektroniikkarakentelusta. Herkät komponentit saattavat vaurioitua jopa staattisesta sähköstä. QCUIAG-sähköpostilistalla on ollut kertomuksia epäonnistuneista operaatioista.

Digitaalikuvauksessa käytetään usein polttovälin lyhennintä eli focal reduceria. Digikameroiden ja etenkin web-kameroiden valoherkkä kenno on nimittäin pienempi kuin 24x36 mm filmiruutu.  Web-kameran CCD-kenno on tavallisimmin kooltaan 4x6 mm.  Normaali kaukoputki näyttää polttotasolla suunnilleen kinofilmikokoisen kuvan.  Kun kenno on pinta-alaltaan pienempi, osa kaukoputken valotehosta menee hukkaan.  Päinvastoin kuin Barlow-linssi focal reducer lyhentää polttoväliä ja lisää kaukoputken valovoimaa, jolloin CCD-kennolle tulee isompi osa kaukoputken pääpeilin valosta ja valotusajat lyhenevät.

Jäähdytystä pakkasessa?

Kun pitkien valotusaikojen muunnos on tehty ja käytössä on polttovälin lyhennin eli focal reducer, web-kameralla voi päästä hyviin tuloksiin. Avonaiset ja pallomaiset tähtijoukot sekä kirkkaimmat galaksit tarttuvat ccd-kennolle huomattavasti lyhyemmässä ajassa kuin filmille. Herkimmätkään filmit eivät pärjää web-kameralle, joka on muunnettu pitkiä valotuksia varten.  Oheinen kuva esittää Kaksosten tähdistön avonaista tähtijoukkoa M35 4x45 sekunnin valotusajalla.

Ongelmaksi muodostuu CCD-kennon jäähdytys. Kennolla on sama ominaisuus kuin filmillä eli rakeisuutta vastaa kohina, joka lisääntyy lämpötilan mukana. Ammattilaisten tähtikamerat ovat erittäin kalliita, koska niiden jäähdytyslaitteisto pitää kennon alle -5° C lämpötilassa. Jäähdytys vähentää huomattavasti kohinaa etenkin syvän taivaan kuvauksessa.

Tarvitaanko Suomessa CCD-kennon jäähdytystä? Ei lokakuusta maaliskuulle, mutta tarvitaan huhti-syyskuussa. Talvella luonto hoitaa jäähdytyksen, toisin kuin Ashley Roeckeleinin kotona Arizonassa, missä aavikolla voi päivällä olla yli +40° C.

Ccd-kennon jäähdytys ei ole ylivoimaista: tarvitaan ns. peltier-elementti, jäähdytyssiili ja prosessorituuletin, hinta yhteensä noin 45 e. Ne liimataan CCD-kennon piirikortin kääntöpuolelle, mutta taas tarvitaan tarkka käsi ja kokemusta elektroniikkarakentelusta.

Linkkejä ja rakenteluohjeita