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Refroidissement caméra planétaire ZWO ASI 294MC


Selon les conditions, cette modification permet d'abaisser la température de la caméra de 20°C en dessous de la température ambiante. Dans la réalité, il en est autrement. Surtout en hiver, en dessous de 0°C, des problèmes de condensation sur les optiques peuvent apparaître et devenir très gênants, évidemment. Cependant, c’est un moyen économique d’utiliser sa caméra planétaire pour le ciel profond avec un résultat très satisfaisant.

Le montage utilise un système Peltier, un radiateur et un contrôleur de température. Le Peltier est un composant électronique comportant deux faces planes. La chaleur est transférée d’une face vers l’autre. Cet effet a été découvert en 1834 par le physicien Jean-Charles Peltier.

Le radiateur diffuse la chaleur transférée pour éviter la surchauffe. Le contrôleur de température déclenche le fonctionnement du Peltier quand nécessaire. Cette modification ne nécessite pas le démontage ou la modification directe de la caméra. Il sera tout à fait possible de revenir en arrière, pour revendre votre caméra par exemple.

Il est fortement conseillé d'utiliser des tubes allonge en plastique sur la caméra. Aujourd'hui, les imprimantes 3D permettent d'en réaliser facilement. Le rôle du tube en plastique sera d'isoler thermiquement la caméra du reste du télescope. En effet, il est inutile de refroidir le correcteur de coma, le filtre UV, le porte-oculaire, car cela affecte l'efficacité du Peltier et génère de la condensation sur les pièces optiques en contact direct avec l'air ambiant plus chaud.

Utilisation

La température indiquée par le contrôleur grâce à la sonde type K n'est pas la température du capteur de la caméra et dépend de la température ambiante.
Il convient d'utiliser un logiciel de capture comme SharCap ou FireCapture pour connaître la température réelle du capteur de la caméra.

Exemple :






Liste du matériel

Les leins vers les sites marchands de cette liste ne sont pas là pour faire de la pub, mais pour donner des informations sur les matériels utilisés.


1 Kit Peltier sur la base du TEC1-12706 - Amazon
1 Contrôleur de température - eBay
1 Alimentation 12V / 10A à découpage
1 sonde de type K - eBay
1 led rouge
1 résistance 1khom
2 m de câble HP 0,75mm²
2 m de câble HP 1mm²
1 porte fusible
1 fusible de 10A
1 ventilateur silencieux et stable
1 relais
1 Plaque circuit imprimé pour le relais - eBay
1 boitier pour le contrôleur de température
1 interrupteur bipolaire
1 gaine torsadée de protection
2 cosses connecteur
2 fiche bananes male
2 fiche banane femelle

Consommable

Chatterton rouge ! ;-)
Joint mousse autocollant
Patte thermique
Visserie diverse
Gaine thermo de différent diamètre

Préparation et assemblage de la caméra, de la sonde de température et du radiateur

Protéger la caméra en collant du Chatterton rouge tout autour, en veillant à dégager les différents connecteurs. Durant cette opération, il faut placer la sonde dans une rainure du corps de la caméra. Bourrer un peu de pâte thermique afin que le contact thermique soit optimal entre le métal et la sonde.

 

 

 

Utilisez une pile ou un accu pour identifier les faces du Peltier en respectant la polarité (rouge = +). La surface froide doit être placée côté caméra.

 

Il y a deux encoches rectangulaires sur le pourtour intérieur de l'isolant. C’est de ce côté que les fils d’alimentation du Peltier doivent être positionnés.

 

Faire correspondre les trous de l’isolant avec ceux du radiateur. Introduire les rondelles entretoises du côté des lamelles du radiateur. Dégager, à l’aide d’un tournevis plat, les trous dans la mousse pour permettre aux entretoises d’être en contact direct avec le corps de la caméra lors de l’assemblage.

Les entretoises assurent une isolation électrique entre le corps de la caméra et le radiateur tout en garantissant un serrage uniforme.

Enduire la face chaude du Peltier d’une fine couche de pâte thermique, en l’étalant uniformément sur toute la surface. Fixer le Peltier sur le radiateur (pas de photo disponible). Ensuite, appliquer une fine couche de pâte thermique sur la face froide du Peltier.

 

Les vis fournies avec le Peltier sont un peu longues. Il est recommandé de se procurer des vis légèrement plus courtes ou, à défaut, de couper celles fournies pour éviter toute protrusion excessive.

 

 

Voici l'assemblage de la caméra et du Peltier une fois terminé.

La mousse autocollante est très adhésive et peut laisser une pellicule lors du retrait. Pour faciliter une éventuelle future désinstallation, appliquez d'abord un ruban adhésif électrique (chatterton) sur la caméra avant de coller la mousse. Ce ruban servira de couche de protection et pourra être facilement retiré si nécessaire, sans abîmer la caméra.

Ensuite, appliquez la mousse autocollante sur la caméra, en veillant à bien l'installer pour une isolation thermique optimale.

 

Le montage du ventilateur ne présente pas de difficulté particulière, mais il est essentiel de vérifier le sens de rotation du ventilateur avant de l'installer. Le flux d’air doit être dirigé vers le radiateur pour assurer une bonne dissipation de la chaleur.

Une fois le ventilateur correctement orienté, rassemblez les fils électriques avec de la gaine thermo-rétractable pour les protéger. Ensuite, fixez les fils pour éviter toute détérioration ou usure au fil du temps, en particulier autour des zones susceptibles d’être soumises à des mouvements ou à des vibrations.

Cela garantit un montage propre, sécurisé et durable, tout en optimisant l'efficacité du système de refroidissement.

 

L’alimentation de 12V

Montage de l'alimentation dans son boîtier.

Lorsque vous montez l'alimentation dans son boîtier, assurez-vous d'intégrer tous les éléments de manière sécurisée. Le boîtier doit être adapté pour protéger l'alimentation et éviter tout accident électrique.

  1. Installation de l’interrupteur 220V bipolaire : Cet interrupteur permettra de couper l'alimentation de l'ensemble de l'appareil. Assurez-vous que l'interrupteur est correctement câblé, en coupant à la fois la phase et le neutre, afin de garantir une coupure complète du circuit lorsqu'il est éteint.

  2. Placer la résistance en série avec la LED : Si une LED est utilisée pour indiquer le statut de l’alimentation, elle doit être reliée à la résistance en série pour limiter le courant qui y circule et éviter d’endommager la LED. La résistance doit être choisie en fonction de la tension de la LED et de l'alimentation disponible.

  3. Installer les fiches châssis femelle : Ces fiches seront utilisées pour connecter l'alimentation à l'appareil. Veillez à les fixer solidement et à les raccorder correctement aux câbles d’alimentation.

  4. Sécurisation de l’alimentation 12V : L’alimentation 12V peut être laissée à l’air libre pour un montage rapide, mais cela comporte des risques. En effet, les alimentations à découpage fonctionnent sous haute tension et peuvent contenir jusqu’à 314V, ce qui présente un danger en cas de court-circuit ou de contact accidentel avec des liquides. Par conséquent, il est fortement recommandé de placer l’alimentation dans un boîtier étanche, surtout si elle est exposée à des risques d'humidité ou de renversement de liquides (comme du café, par exemple).

Note de sécurité : Ne prenez pas à la légère les risques électriques associés aux alimentations à découpage, car elles peuvent atteindre des tensions très élevées. Il est essentiel de bien protéger tous les composants électriques, d'éviter tout contact avec des liquides et d’assurer une ventilation adéquate dans le boîtier pour éviter la surchauffe.

 

Le schéma de câblage

 

Câble de l’ensemble
Utiliser la gaine thermo-rétractable pour isoler toutes les interconnexions.
Utiliser la paire de fils HP 1mm² pour alimenter le boitier de contrôle de température. A partir du boitier de contrôle de température utiliser le fils de 1mm² pour alimenter le Peltier. Le ventilateur et la sonde peuvent être alimentés avec des fils de plus petite section. 0.5mm² par exemple.


Retirer le connecteur de la sonde K.

Il n’est pas possible de souder les fils de la sonde. Utiliser des cosses pour les connecter sur une paire de fils HP de 0,5mm².

On peut utiliser ce genre de cosse en conservant uniquement la partie bleue pour connecter les deux fils.

Insérer un connecteur 2x3 pour interconnecter le boitier de contrôle de température et la caméra. Cela permet de pouvoir retirer la caméra du télescope sans désinstaller le boitier de contrôle. C’est utile pour les observatoires fixes.
Pour le connecteur on peut utiliser, en coupant les fils à mis longueur, une rallonge PCI Express 6-pin.

 

Pour finir utiliser la gaine de protection torsadée.

Le montage final.

 

Attention au ventilateur utilisé. Il peut provoqué un balancement si il n'est pas parfaitement équlibré. Décoller l'étiquette présente au centre de l'élisse. Réaliser aussi un test pour s'assurer qu'il n'y a pas de vibration.

Voici un exemple de ce que le test peut révéler. Pose 3ms sur un étoile brillante. Zoom 300%

Ventilateur à l'arrêt

Ventillateur en fonctionnement

 

Bon bricolage!

David.Chiron

 

 


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Les commentaires


Vincent, le 09-08-2024

Bonjour et merci David pour le complément d'informations 😊
David, le 08-08-2024

Bonjour,

Non, je n'ai pas fait de graphique. Sans la régulation, le Peltier fonctionne en continu et, bien sûr, il n'y a plus d'asservissement de la température.
Le ventilateur est indispensable, sinon le radiateur devient très chaud et le refroidissement devient de moins en moins efficace à mesure que le radiateur chauffe.
Depuis, j'ai fabriqué un nouveau système de régulation basé sur un NodeMCU V3 (ESP8266). Le système est connecté en Wi-Fi et pilotable depuis une interface web.

En septembre 2024, je mettrai en ligne ce nouveau système sur notre site.




David
Vincent, le 08-08-2024

Bonjour David, merci pour cette réalisation. Il semble que l'utilisation du ventilateur soit plus contraignante qu'efficace (en terme de stabilisation) ? Avez-vous des mesures d'abaissement de températures, par exemple comparatif avec et sans la régulation avec SharCap ou FireCapture ? Merci.
 
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