Also mit DSLR meinst du einen digitalen Aufnahme Sensor.?
Warum brauch man da 27 Watt Kühlleistung?
Du wirst 2 Netzteile benötigen.
Der Strom sollte auch dann überwacht werden.
Parallel- oder Reihenschaltung geht leider nicht.
Hast du die beiden Elemente übereinander?
Geht das wirklich so?
PS:
Wenn das über Akku läuft sind 2 Schaltregler sinnvoll.
Es sei denn die Verluste sind egal, dann könne man
das noch mit Widerstände Versuchen.
Hi,
ja eine Spiegelreflexkamera und der CMOS soll gekühlt werden.
Wieso? Astrofotografie und daraus resultierende Langzeitbelichtung, die
Kühlung soll das rauschen extrem reduzieren.
Ich habe die Elemente noch nicht, ich sehe mit nur verschiedene
Versionen an und mit 2 Elementen würde man eben effektiver Kühlen laut
der Seite, ist alles noch in der Planungsphase :)
Würde es den funktionieren wenn ich 2 Identische Elemente nehme?
Danke und Grüße
Jo, stimmt.
Habe ich jetzt gar nicht dran gedacht, sorry.
Astronomen wollen es ja immer kalt und dunkel haben :-)
Hans schrieb:> Würde es den funktionieren wenn ich 2 Identische Elemente nehme?
Wenn die Peltierelemente die gleichen Daten haben, kannst du sie
Parallel oder in Reihe schalten.
Dann brauchst du nur eine Stromversorgung.
Wenn möglich sollten die Elemente auch die Gleichen Maße
haben.
Dieses Kupferblech oben auf dem Bild gefällt mir gar nicht.
Zu dünn, und nicht gerade Parallel.
Und irgendwie sehe ich da noch einen Luftspalt.
Gruß
Thomas
@Hans: Mal eine Frage außer der Reihe. Wie hast du vor, bei einer DSLR
an die Rückseite des Sensors zu kommen und dabei die optischen
Eigenschaften der Kamera zu erhalten? Baust du ein neues Kameragehäuse
oder wie muß man sich das vorstellen?
Ich mache auch gern Experimente mit Langzeitbelichtung. In den Zeiten
des Kleinbildfilms war es auch kein Problem, mal eine Stunde zu
belichten. Aber mit einer DSLR gibts da schon eine Grenze von paar
Minuten, ehe das Rauschen des Sensors zu Tage tritt.
Wenn die beiden Element nicht die gleichen Abmessungen haben, bekommst
du auch ein Feuchtigkeitsproblem.
Das untere Element auf dem Kühlkörper wird wohl an der Oberseite völlig
vereisen. Weil die Fläche nicht ganz bedeckt ist.
Genau, kalt und dunkel :D
Ja ich werde es auch anders lösen mit den 2 Elementen.
Ich bräuchte dann quasi ein Netzteil mit 8V und 2*3,7 also ~7,4 Ampere
oder errechnet sich das anders?
Was für eine stärke von dem Blech würdest du empfehlen, beim CMOS muss
es halt <1mm stark sein, aber das kann man zur Not auch fräsen lassen.
Hier kann man sehen wie es ungefähr aussehen wird:
http://nightskyinfocus.com/diyprojects/canon-450d-dslr-modification/
Grüße
Hans schrieb:> Ich bräuchte dann quasi ein Netzteil mit 8V und 2*3,7 also ~7,4 Ampere> oder errechnet sich das anders?
Theoretisch ja, aber wenn du die Elemente mit maximalen Strom betreibst,
wird der CMOS wohl etwas zu kalt.
Der wird vereisen.
Du brauchst noch eine Temperaturregelung.
Am besten über PWM
Mal abwarten, was die anderen hier so schreiben.
Thomas
Thomas B. schrieb:> Du brauchst noch eine Temperaturregelung.> Am besten über PWM>> Mal abwarten, was die anderen hier so schreiben.
Ich meine schon öfters hier gelesen zuhaben, daß Peltier-Elemente keine
PWM mögen.
Andererseits gibt es da den LTC1923, der macht eine PWM für
Peltier-Elemente. Dort werden allerdings in Reihe zum Peltier-Element
noch Induktivitäten zur Glättung des Stromes verwendet. Vielleicht nützt
er dir was, Hans.
Thomas B. schrieb:> Hans schrieb:>> Ich bräuchte dann quasi ein Netzteil mit 8V und 2*3,7 also ~7,4 Ampere>> oder errechnet sich das anders?>> Theoretisch ja, aber wenn du die Elemente mit maximalen Strom betreibst,> wird der CMOS wohl etwas zu kalt.> Der wird vereisen.> Du brauchst noch eine Temperaturregelung.> Am besten über PWM>> Mal abwarten, was die anderen hier so schreiben.>> Thomas
Okay, dann weniger Ampere am Netzteil, allerdings brauche ich dann etwas
für den "Feldeinsatz" also wenn ich das über einen Akku/Batterie
betreibe.
?!? schrieb:> Thomas B. schrieb:>> Du brauchst noch eine Temperaturregelung.>> Am besten über PWM>>>> Mal abwarten, was die anderen hier so schreiben.>> Ich meine schon öfters hier gelesen zuhaben, daß Peltier-Elemente keine> PWM mögen.> Andererseits gibt es da den LTC1923, der macht eine PWM für> Peltier-Elemente. Dort werden allerdings in Reihe zum Peltier-Element> noch Induktivitäten zur Glättung des Stromes verwendet. Vielleicht nützt> er dir was, Hans.
Danke, aber leider habe ich von µP absolut keine Ahnung :D
Man könnte doch einen Poti und nahe am CMOS einen Temperatursensor
anbringen um so die Leistung entsprechend zu regulieren?
Grüße
Thomas B. schrieb:> Theoretisch ja, aber wenn du die Elemente mit maximalen Strom betreibst,> wird der CMOS wohl etwas zu kalt.
Nein, die Sorge ist eher unnötig ;-)
Wenn man Peltiers im Stack betreiben will, muss man beide Elemente
aufeinander abstimmen. Das untere Element muss viel mehr Wärme
transportieren als das obere. Beide identisch zu wählen und zu betreiben
ist nicht sinnvoll.
Als Beispiel: du willst dieses Element mit voller Leistung (8V, 3,7A)
betreiben:
http://www.voelkner.de/products/262519/HighTech-Peltier-Element-QuickCool-QC-71-1.4-3.7M-A-x-B-x-C-x-H-30-x-30-x-x-4.7-mm-Nennspannung.html
Angenommen das erste Elemt transportiert dabei eine Wärmemenge von 4W.
Dann müsste das zweite Element 4W + 8V*3,7A = 33W transportieren (die
transportierte Wärme plus die Abwärme des ersten Peltiers). Das schafft
es nicht. Das Datenblatt von Voelkner ist leider nicht besonders
aussagekräftig, aber immerhin gibt es bei den technischen Daten die
Ausage, dass die maximale Wärmeleistung (d.h. bei Temperaturdifferenz
0K) 19W beträgt. Die "Zwischenschicht" zwischen beiden Peltiers würde
als wämer werden als der Kühlkörper, das zweite Peltier würde die
Endtemperatur der Kamera erhöhen statt sie zu verringern.
Wenn du einen Stack einsetzen willst kannst du ihn als groben Richtwert
so bauen, dass die zweite Stufe rund 5 mal so viel Wärme transportiert
wie die erste. Vergiss also den Plan, beide Peltiers gleich zu wählen
und gleich anzusteuern.
Hans schrieb:>> Danke, aber leider habe ich von µP absolut keine Ahnung :D>> Man könnte doch einen Poti und nahe am CMOS einen Temperatursensor> anbringen um so die Leistung entsprechend zu regulieren?>> Grüße
Das ist kein µP :-)
Aber mit einem Poti das Peltier zu regeln wird schwierig. Den Strom
kannst du nicht über ein Poti leiten. Da brauchst du noch einen
Leistungsverstärker.
In welcher Form man den baut, steht auf einem anderen Blatt. Wenn du das
analog machen möchtest, schau dich mal nach dem Suchbegriff
"Leistungs-OPV" um. Der muß dann einen Strom von einigen Ampere treiben
können, je nach Peltier-Element. Und die dabei entstehende Wärmeleistung
muß man auch wieder abführen. Zusätzlich zur Abwärme des
Peltier-Elementes.
Deshalb der Vorschlag, das mit PWM zu machen. Da hat man eine wesentlich
höhere Effizienz bei der Einstellung des Stromes.
Hans schrieb:> Würde es den funktionieren wenn ich 2 Identische Elemente nehme?
Die beiden Elemente sind offensichtlich thermisch in Serie geschaltet.
Dann muss das äußere Element mehr Leistung transportieren können, weil
es zusätzlich zum Wärmefluss vom Sensor noch die Verlustwärme vom
sensorseitigen Element nach außen transportieren muss.
Thomas B. schrieb:> Theoretisch ja, aber wenn du die Elemente mit maximalen Strom betreibst,> wird der CMOS wohl etwas zu kalt.> Der wird vereisen.
Darum wird bei echten Astrokameras der CCD-Chip in eine Kammer gepackt,
die innen kaum Luftfeuchte enthält (Stickstofffüllung, Trockenmittel).
Mit einer vernünftigen Kühlung beträgt die Differenztemperatur dann oft
-40°C.
> Wenn du einen Stack einsetzen willst kannst du ihn als groben Richtwert> so bauen, dass die zweite Stufe rund 5 mal so viel Wärme transportiert> wie die erste. Vergiss also den Plan, beide Peltiers gleich zu wählen> und gleich anzusteuern.
Vielen Dank für die Erklärung, es müssen keine 2 Elemente sein, ich habe
das auch nur von der Seite, dann nehme ich lieber eines mit etwas mehr
Leistung, das dann aber auch funktioniert :)
Sorry, habe da was übersehen.
Du kannst sie doch in Reihe schalten.
Haben beide 3,7A, das wären dann 12,4V (3,8V+8,6V)
Sorry, von meiner Seite.(schäm)
Gruß
Thomas
Grundsätzlich ist ein Peltier Element in der Lage, die kalte Seite
zwischen 30-60C unter die Temperatur der heißen Seite zu kühlen. Das
Stapeln von Elementen macht deshalb nur dann Sinn, wenn man auf der
kalten Seite entsprechend weit runter muss. Braucht man also -100C bis
-120C, kann man das nur mit drei oder vier gestapelten Elementen
erreichen. hierbei gibt es aber ein Problem.
Jedes Peltier-Element "verbraucht" für seine Arbeit Energie, die es in
Wärme umwandelt und zusätzlich auf der heißen Seite abgibt. Daher muss
das nächste Element im Stapel eine entsprechend große Kühlleistung
besitzen um die gesamte Energie weiterzuleiten. Da die Effizienz von
Peltier-Elementen eher schlecht ist, macht es nur selten Sinn, mehr als
zwei Elemente zu stapeln.
Mit gestapelten Elementen KANN man zwar eine niedrigere Temperatur
erreichen, aber nur erhält dafür eine schlechte Kühlleistung. Braucht
man eine hohe Kühlleistung, benutzt man mehrere oder größere Peltier mit
großen Flächen parallel.
Viel wichtiger in deinem Fall könnte es sein, für einen guten Transport
der Abwärme zu sorgen. Dieses macht man i.d.R mit großen Kühlkörpern und
mit Lüftern. Hier kann es aus Platzgründen sinnvoll sein, einmal mit
einer Wasserkühlung aus dem PC-Bereich zu experimentieren. Hier gibt es
gute geschlossene Systeme, die eine hohe Wärmeenergie abtransportieren
und über entsprechende Radiatoren an die Umluft abgeben können.
Wenn es gut läuft, kannst du damit die Temperatur auf der heißen Seite
auf ca. 10C + Umgebungstemperatur herunter kühlen. Damit sollte sich
auch im Sommer bei 25-30C immer noch -0 bis -15C erreichen lassen.
Muss es mehr sein, dann kann man ein zweites Element mit mindesten der
2-3 fachen Leistung stapeln. Oder wenn die Temperatur nur über einen
begrenzen Zeitraum (z.B 1-2h) gebraucht wird, einen ZWEITEN Radiator der
Wasserkühlung in ein Bad aus Eiswasser legen (0C). Der erste Radiator
kühlt dann auf Umgebungstemperatur +X und im Eiswasser wird dann auf ca.
+5C runter gekühlt. Damit sollten sich in der Kammer mindestens -30C
erreichen lassen. Alternativ kann man auch den Radiator mit kaltem
Leitungs- oder Zysternenwasser kühlen (ca. 14C).
Das größere Problem sehe ich aber bei der Regelung. Hier ist der
Leistungsteil nach das geringere Problem, denn das kann man
schlimmstenfalls mit einer externen Gegentaktendstufe nachrüsten. Viel
wichtiger wird es sein, die Regelstrecke zu vermessen und eine passenden
PID-Regler zu konstruieren oder zu programmieren. Denn das gesamte
Geraffel um das Peltier hat eine ganz schön hohe thermische Kapazität.
Noch etwas zu deinem Bild mit dem geschachtelten Aufbau, der ist so
leider nicht optimal. Hier scheint zwar ein Peltier mit einer großen
Leistung die Energie aufzunehmen und an den Kühlkörper weiter zu leiten,
es fehlt hier aber Spreader, der die Wärme auf die ganze Fläche des
Elements verteilt. Das kleine Peltier-Element hat nur über eine kleine
Fläche Kontakt zum großen Peltier. Also noch 3mm Kupferspreader
dazwischen und das kleine Element möglichst mittig setzen.
Der restliche Aufbau mit der Wärme- oder Kälteleitung kann sicherlich
auch noch stark optimiert werden. Welche Temperatur willst du erreichen?
Danke dir :)
Wakü ist ausgeschlossen, das ganze soll Transportabel sein. Geplant
hatte ich einen Kühlfinger aus Kupfer der am CMOS sitzt. Der Finger wir
thermisch isoliert und die Elektronik mit Lack und Isolierung geschützt.
Vor dem CMOS am Filter kommt ein Heizdraht mit ca 0,8 Watt Leistung
damit sich auf dem Filter kein Tau bildet.
Der Kühlfinger wird dann durch ein Peltier-Element gekühlt und das
Element durch einen Kühlkörper mit Vibrationsarmen Lüfter.
Es sollten schon 15-20 Grad unter Umgebungstemperatur werden, also im
Sommer (nachts) 0°C bis -5°C wären Ideal, viel weiter runter kühlen
bringt nichts, bei ca -20°C ist sozusagen die Grenze wo eine Kühlung
noch sinnvoll ist, und die würde man im Winter ohne Probleme erreichen.
Hier ein Bild wie es am Ende ungefähr aussehen wird:
http://www.astrophoto-sv.com/web_images/CooledDSLR/Cooled550D_9.jpg
Das ganze soll schon ein wenig Effizient sein, den auf den Feld hat man
meist nur 1-2 Batterien zur Verfügung und die Montierung usw braucht ja
auch noch Strom, also lieber effizientere Kühlung als viel
Stromverbrauch für ein wenig mehr Kühlleistung.
Grüße
Marek Walther schrieb:> Ich dachte bei der WaKü eher an eingeschlossenes System wie dieses:> Als Ersatz für den Kühlkörper.>> Eventuell kann man dann den Aufbau entsprechend optimieren, das die> Wärme-/Kälteleitung in die Kammer weniger Verluste hat.>> Den Wakü könnte man dann ggf. auch mit einem zusätzlichen Stativ> aufstellen, und damit die Vibrationsübertragung von Lüfter und Pumpe> verhindern.
Ah okay, das sieht doch sehr Interessant aus, ich werde es zwar am
Anfang zu testzwecken mit einem normalen Lüfter kühlen aber das mit der
WaKü werde ich auch einmal ausprobieren, da sollte doch schon mehr drin
sein, danke für den Tipp :)
Weg mit dem Troll. schrieb:> Die 10-20 Grad unter Umgebung bringen rauschmaessig so wenig, dass ich's> weglassen wuerd.
Schon 20 Grad bringen einiges, hier mal ein Bild von 30° unterschied,
habe keines mit 20° zur Hand:
http://thenightskyinfocus.files.wordpress.com/2013/02/cooled-vs-uncooled.jpg
Sehr spannend, berichte mal wenn es fertig ist, wie es geklappt hat.
Ich habe gerade gesehen, dass die von mir verlinkte WaKü die Pumpe im
CPU-Kühler hat. Hier ggf. nach einem Model mit separater Pumpe ausschau
halten, sonst verwackeln die Aufnahmen bei Langzeitbelichtung.
Ich denke, wenn du es schaffst das ganze möglichst klein zu machen und
die Wärme gut abzuleiten, kannst Du auf das Stapeln der Peltier
verzichten. Und alles kalte gut isolieren.
Bin gespannt wie es wird.
Hans schrieb:> mit 2 Elementen würde man eben effektiver Kühlen
Nein, nicht effektiver. Der Wirkungsgrad von Pelztieren
ist sowieso schlecht. Zwei Elemente übereinander macht
man nur für grössere Temperaturunterschiede als ca. 20°.
> Würde es den funktionieren wenn ich 2 Identische Elemente nehme?
Nein, das Element auf der warmen Seite muss immer grösser sein.
Solche Fertigkühler nennt man übrigens Pagodenkühler.
Gruss
Harald
Marek Walther schrieb:> Sehr spannend, berichte mal wenn es fertig ist, wie es geklappt hat.>> Ich habe gerade gesehen, dass die von mir verlinkte WaKü die Pumpe im> CPU-Kühler hat. Hier ggf. nach einem Model mit separater Pumpe ausschau> halten, sonst verwackeln die Aufnahmen bei Langzeitbelichtung.>> Ich denke, wenn du es schaffst das ganze möglichst klein zu machen und> die Wärme gut abzuleiten, kannst Du auf das Stapeln der Peltier> verzichten. Und alles kalte gut isolieren.>> Bin gespannt wie es wird.
Ja ich bin auch gespannt wie es am Ende aussehen wird. Werde auch alles
mit Bildern dokumentieren :)
Mit welchen Material würdest du Isolieren, ich bin noch auf der Suche.
Ich werde ein Element verwenden, im Sommer kann man ehh kaum
fotografieren, die meisten Bilder entstehen im Herbst/Winter also muss
ich nicht gleich -30° unter Umgebung herausholen :)
Danke für die ganzen, sehr hilfreichen, Informationen! :-)
Ich plädiere auch für ein fertiges zweistufiges Element. Die sind so
aufeinander abgestimmt, dass sie an einer Stromquelle betrieben werden
können. Quick-Cool hat da einiges im Angebot, deren Kurzanleitung war ja
oben schon verlinkt, die haben noch mehr Wissenswertes auf ihrer Seite.
Kritisch sind aus meiner Erfahrung:
* Thermische Isolation der heißen von der kalten Seite (der
Wirkungsgrad lässt grüßen)
* Betauung (Hint: Taupunkt kann man berechnen, dabei auch ruhig mal die
Jahresverläufe von Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der Gegend
anschauen.)
* Abhängigkeit der Parameter von der Umgebungstemperatur (was bei 22 °C
Umgebung stabil läuft, kann bei 28 °C schon langsam weglaufen)
* korrektes Anfahr-Regime (der Regler darf nicht gleich mit der maximal
zulässigen Leistung des Peltier-Elements arbeiten, sonst sinkt der
Wirkungsgrad zu stark, und man kommt kaum wieder aus der warmen,
verlustreichen Ecke weg)
Wenn Du wenig Erfahrung mit Elektronik hast: Kauf Dir einen fertigen
Peltier-Controller. Vielleicht nicht die ganz billigen mit Relais
(An-Aus im Sekundentakt), PWM mit Spule zum Glätten des Stroms sollte es
schon sein. Quick-Cool hat da was ... nein, ich arbeite nicht für die
Firma.
Thomas B. schrieb:> Aber Temperaturreglung muss sein.> (kenne das aus DPSS-Anwendung)> Ich hatte nur ein Element.> Das brauchst du auch bei der Wasserkühlung.> (Und dann im Winter bei -10 Grad)....?>> Machst Du Deep Sky Aufnahmen ?>> Thomas
Also die WaKü wird anfangs nicht dabei sein. Ich wollte eigentlich
ungerne über 100€ ausgeben :/
Würde es was fertiges zur Temperaturregelung geben oder ist das auch so
teuer?
Ja Deep Sky, vorallem wenn man in H Alpha fotografieren möchte müssen es
mindestens 10-20 Minuten Belichtung (Iso 1600) sein und über 10° sieht
das nur grausig aus bei meiner Kamera.
Ich schrieb:> Wenn Du wenig Erfahrung mit Elektronik hast: Kauf Dir einen fertigen> Peltier-Controller. Vielleicht nicht die ganz billigen mit Relais> (An-Aus im Sekundentakt), PWM mit Spule zum Glätten des Stroms sollte es> schon sein. Quick-Cool hat da was ... nein, ich arbeite nicht für die> Firma.
Phu, ist mir zu teuer wenn ich ehrlich bin, kann man sich einen
Controller selber basteln?
Könntest du bitte einen Link zu einem passenden PWM posten :)
Bei den ganzen Umbauten die so im Netz dokumentiert sind war nie die
rede von PWM oder Temperaturcontroller usw :/
Danke und Grüße
Hans schrieb:> Könntest du bitte einen Link zu einem passenden PWM posten :)
Wie wärs mit den DSE-FAQ? Aber wie bereits weiter oben steht:
PWM ist für Peltiers eher ungünstig. Man sollte echte Schalt-
netzteile mit Siebung nehmen. Man sollte dann noch überlegen,
ob man besser Strom- oder Spannungsregelung macht.
Gruss
Harald
> Bei den ganzen Umbauten die so im Netz dokumentiert sind war nie die> rede von PWM oder Temperaturcontroller usw :/
Da schreiben wohl auch seltener Elektroniker?
Gruss
Harald
Thomas B. schrieb:> Hans schrieb:>> Phu, ist mir zu teuer wenn ich ehrlich bin, kann man sich einen>> Controller selber basteln?>> Wenn Du nicht selber bauen willst, kannst du auch bei Ebay> schauen.>> Dann brauchst du nur ein 12V Netzteil und etwas Wärmeleitpaste> oder Kleber.> Welche Temperatur brauchst du am CMOS ?
Selber bauen mache ich ansicht gerne, aber dazu fehlt mir das Wissen das
vernünftig zu machen :)
Taugt das von dir verlinkte, ist doch recht günstig :O
Würde dann das vom gleichen Anbieter mit Poti nutzen.
Bei einer Nacht mit sagen wir 10-15°C Außentemperatur sollte der CMOS
schon -5°C bis -10°C erreichen, im Winter dann bis -20°C .
Grüße :)
Hans schrieb:> Ja Deep Sky, vorallem wenn man in H Alpha fotografieren möchte müssen es> mindestens 10-20 Minuten Belichtung (Iso 1600) sein und über 10° sieht> das nur grausig aus bei meiner Kamera.
Für die Belichtungszeit musst du aber schon ausgewählt dunklen Himmel
haben. Sonst produziert dir die Himmelshelligkeit mehr Rauschen als der
Sensor.
