QHY174GPS

قال آلان ستيرن، الباحث الرئيسي في مهمة نيو هورايزنز من معهد ساوث ويست للأبحاث: "كان هذا الجهد، الذي امتد على ستة أشهر، وثلاث مركبات فضائية، و24 تلسكوبات أرضية محمولة، ومرصد صوفيا الجوي التابع لناسا، أصعب حدث لاحتجاب نجمي في تاريخ علم الفلك، لكننا نجحنا!"

http://www.boulder.swri.edu/MU69_occ/july17.html

https://www.nasa.gov/feature/new-horizons-deploys-global-team-for-rare-look-at-next-flyby-target

https://www.nasa.gov/feature/nasa-s-new-horizons-team-strikes-gold-in-argentina

مقدمة

تستخدم كاميرا GPS QHY174 مستشعر CMOS SONY IMX174 بحجم 1/1.2 بوصة مع مصراع شامل، وبكسل 5.86 ميكرومتر، و138 إطار في الثانية بدقة 1920*1200، وكفاءة كمية عالية تبلغ 78%، وضوضاء قراءة منخفضة تتراوح بين 3-5 إلكترون. وهي مفيدة لتصوير حالات الاحتجاب والكسوف والنيازك وغيرها من التصوير العلمي الذي يتطلب تسجيلًا دقيقًا للغاية لوقت ومكان الرصد في كل إطار.

يحتوي جهاز QHY174GPS على وحدة GPS مدمجة فريدة يمكنها المزامنة مع إشارات الساعة الذرية المستلمة من أقمار GPS الصناعية. يمكن لجهاز QHY174GPS تسجيل بداية ونهاية وقت التعرض بدقة 1 ميكروثانية في أي مكان على الأرض. تم اختيار جهاز QHY174GPS من قبل فريق ناسا نيو هورايزنز لالتقاط احتجاب MU69 بنجاح في صيف 2017. يتميز جهاز QHY174M-GPS بتبريد كهربائي حراري مزدوج المرحلة يصل إلى -45 درجة مئوية تحت درجة الحرارة المحيطة مع تحكم كامل في الرطوبة بما في ذلك نافذة بصرية مُسخَّنة وسدادة مجففة قابلة للإزالة لغرفة المستشعر. كما يتميز جهاز QHY174 بوظيفة مضادة لتوهج مكبر الصوت. يمكنها تقليل توهج مكبر الصوت لمستشعر IMX174 بشكل كبير في التعريضات الطويلة.

يسجل جهاز QHY174M-GPS وقت بدء وانتهاء التعريض ذو الغالق الشامل بدقة ميكروثانية. يمكن لجهازي QHY174، على سبيل المثال، كل منهما موجود في أي مكان في العالم، أن يكون لهما نفس الأساس الزمني، بدقة تصل إلى ميكروثانية. لضمان وقت بدء وانتهاء التعريض، يحتوي جهاز QHY174 على دائرة معايرة نبض LED مدمجة دقيقة حتى 1 ميكروثانية.

غالق شامل

على عكس تقنية الغالق الدوار المستخدمة في معظم كاميرات CMOS، يضمن الغالق الشامل أن وقت التعريض لمنطقة الصورة بأكملها موحد، يبدأ وينتهي في نفس الوقت تمامًا. هذا النوع من الغالق مثالي للتطبيقات عالية الدقة. بالنسبة للأجسام سريعة الحركة والاضطراب الجوي، يمكن للغالق الشامل توليد تصوير غير مشوه وتحقيق جودة صورة عالية.

وضعا عمل مزدوجان

الوضع الرئيسي: في الوضع الرئيسي، تعمل الكاميرا بحرية وتقوم ساعة GPS المتزامنة الداخلية بتردد 10 ميجاهرتز بقياس وتسجيل وقت فتح وإغلاق الغالق.

وضع العبد: في وضع العبد، يمكنك إدخال وقت بداية مستهدف والفاصل الزمني بين إطارين. على سبيل المثال: تريد ثلاث كاميرات في مواقع مختلفة (ربما على بعد آلاف الكيلومترات) أن تبدأ التعريض عند 2016.3.9.UTC 14:00:00.000000 ثم تستمر بالتعريضات بفاصل زمني قدره 0.100000 ثانية. بعد إدخال هذه القيم، ستنتظر الكاميرات الثلاث حتى هذا الوقت ثم تبدأ تسجيل الفيديو في وقت واحد، على سبيل المثال:

2016.3.9 UTC 14:00:00.000033

2016.3.9 UTC 14:00:00.100033

2016.3.9 UTC 14:00:00.200033

2016.3.9 UTC 14:00:00.300033

(إن 0.00033 هو تأخير عالمي لغالق CMOS).

يتم تضمين الطابع الزمني ومعلومات GPS الأخرى في الصورة. يقوم البرنامج بفك تشفيرها في الوقت الفعلي ويعرض المعلومات على اليسار.  نظرًا لأن البيانات مضمنة، فلن تُفقد أبدًا طالما احتفظت بالصورة الأصلية.

المواصفات

المنحنيات

ملفات مرجعية

انقر لقراءة مستند تقنية QHY174M-GPS عبر الإنترنت

انقر لقراءة ملف PDF لتصميم QHY174GPS

دليل المستخدم

قبل البدء: تثبيت الحزمة "الشاملة"

قبل البدء: متطلبات جهد الإدخال

تتطلب الكاميرا جهد إدخال بين 11 فولت و 13.8 فولت. إذا كان جهد الإدخال منخفضًا جدًا، ستتوقف الكاميرا عن العمل أو قد تعيد التشغيل عندما تكون نسبة طاقة TEC عالية، مما يسبب استنزافًا للطاقة. لذلك، يرجى التأكد من أن جهد الإدخال الواصل إلى الكاميرا كافٍ. 12 فولت هو الأفضل، ولكن يرجى ملاحظة أن كابل 12 فولت طويل جدًا أو كابل بموصل رفيع قد يُظهر مقاومة كافية للتسبب في انخفاض الجهد بين مصدر الطاقة والكاميرا. الصيغة هي: V(الانخفاض) = I * R (الكابل). يُنصح بعدم استخدام كابل طاقة طويل جدًا بجهد 12 فولت. من الأفضل وضع محول التيار المتردد 12 فولت بالقرب من الكاميرا.

قم أولاً بتوصيل مصدر الطاقة 12V، ثم قم بتوصيل الكاميرا بجهاز الكمبيوتر الخاص بك عبر كابل USB3.0. تأكد من توصيل الكاميرا بالطاقة قبل توصيلها بالكمبيوتر، وإلا فلن يتم التعرف على الكاميرا. عند توصيل الكاميرا لأول مرة، يكتشف النظام الجهاز الجديد ويبحث عن برامج التشغيل الخاصة به. يمكنك تخطي خطوة البحث عبر الإنترنت بالنقر على "تخطي الحصول على برنامج التشغيل من Windows Update" وسيجد الكمبيوتر برنامج التشغيل محليًا ويقوم بتثبيته تلقائيًا. إذا أخذنا برنامج تشغيل 5IIISeries كمثال (كما هو موضح أدناه)، بعد تثبيت برنامج التشغيل بنجاح، سترى QHY5IIISeries_IO في مدير الأجهزة.

يرجى ملاحظة أن جهد الإدخال لا يمكن أن يكون أقل من 11.5v، وإلا فلن يتمكن الجهاز من العمل بشكل طبيعي.

تثبيت حزمة النظام "الكل في واحد"

حزمة الكل في واحد تدعم معظم موديلات QHYCCD فقط باستثناء PoleMaster والعديد من كاميرات CCD المتوقفة.

صفحة التحميل: https://www.qhyccd.com/download/

فيديو تعليمي: https://www.youtube.com/embed/mZDxIK0GZRc?start=1

• نظرًا لأن معظم محتويات حزمة الكل في واحد هي إضافات تدعم برامج الطرف الثالث، يجب تثبيت برنامج الالتقاط التابع لجهة خارجية الذي ترغب في استخدامه قبل الحزمة الشاملة.وإلا سيبلغ البرنامج عن خطأ.
• تحتوي الحزمة الشاملة على:
  • برنامج تشغيل النظام،وهو ضروري لتشغيل الكاميرا ويجب تثبيته.
  • مشغل بث WDM، والذي يمكنه توفير إشارة مباشرة إلى Obs وبرامج البث المباشر الأخرى، يمكنك تثبيته إذا كانت لديك احتياجات مثل فتح بث مباشر.
  • EZCAP_QT، الذي تم تطويره بواسطة QHYCCD ويمكن استخدامه في اختبارات أجهزة QHY وإدارة التحديثات. لذا حتى إذا كنت لن تستخدم EZCAP_QT للالتقاط، نقترح عليك تثبيته.
  • مشغل Ascom،وهو ضروري للكاميرا المستخدمة في Ascom (أحدث إصدار من Ascom هو 6.6).
  • النوعان من برامج تشغيل Ascom CFW يتوافقان مع طريقتين للتحكم في عجلة المرشحات: التحكم عبر USB والتحكم التسلسلي للكاميرا. يُنصح بتثبيت كلا البرنامجين إذا كان لديك عجلة مرشحات.
  • CP210X_VCP هو برنامج تشغيل تسلسلي. تأتي بعض أجهزة الكمبيوتر مزودة ببرنامج التشغيل، لكن الكمبيوتر الذي لا يحتوي عليه قد يفشل في التحكم في عجلة المرشح.
  • SDKs للبرامج الخارجية: ما عليك سوى اختيار وتثبيت SDK المناسب وفقًا للبرنامج الذي تريد استخدامه. لا تنس التحقق مما إذا كان البرنامج الذي تستخدمه هو 32-bit أو 64-bit واختيار SDKs الصحيحة.
  • SHARPCAP مضمّنة أيضًا في المجموعة، يمكنك اختيار تثبيت إصدار 32-bit أو 64-bit. هذا مصرّح به من SHARPCAP.
  • QT LIB هي إضافة لضمان أن برامج 64-bit يمكن تشغيلها بشكل طبيعي على بعض أجهزة الكمبيوتر ذات التوافق الضعيف.
• الفرق بين الإصدار المستقر والإصدار التجريبي: إصدار بيتا هو أحدث إصدار، ويعطي الأولوية لدعم أحدث المنتجات (قد لا يكون الإصدار المستقر متوافقًا معها بعد)، ويحتوي على بعض الميزات المحسّنة الحديثة ولكنها تجريبية. الإصدار المستقر أقدم من إصدار بيتا ولكنه أكثر استقرارًا، لذا يُنصح به للمبتدئين الذين لا يستخدمون أحدث المنتجات.
• لا تقم بتوصيل الكاميرا بالكمبيوتر أثناء عملية تثبيت الحزمة الشاملة;  قم بتوصيلها بالكمبيوتر بعد اكتمال التثبيت بالكامل.

توصيل البرنامج

قبل استخدام البرنامج، تأكد من توصيل كاميرا التبريد بمصدر طاقة 12V وتوصيلها بالكمبيوتر باستخدام كابل USB 3.0. إذا كانت الكاميرا غير مبردة، فلا حاجة لطاقة 12V.

ملاحظة: نوصي باستخدام برنامج 64-بت إن أمكن، مثل SharpCAP x64، N.I.N.A x64. إلخ، خاصة عند استخدام كاميرات 16-بت.

EZCAP_QT

EZCAP_QT هو برنامج تم تطويره بواسطة QHYCCD. يحتوي هذا البرنامج على وظائف التقاط أساسية لكاميرات QHYCCD العميقة.

قم بتشغيل EZCAP_QT. انقر على "Connect" في القائمة -> الكاميرا. إذا تم توصيل الكاميرا بنجاح، سيعرض شريط العنوان في EZCAP_QT إصدار البرنامج الثابت للكاميرا ومعرف الكاميرا كما هو موضح أدناه.

انقر على "Temperature Control" في "Camera Settings" لضبط درجة حرارة مستشعر CMOS. يمكنك تشغيل "Auto" لتعيين درجة الحرارة المستهدفة. على سبيل المثال، هنا قمنا بتعيين درجة الحرارة المستهدفة إلى -10C. ستنخفض درجة حرارة مستشعر CMOS بسرعة إلى هذه الدرجة (تقريبًا 2-3 دقيقة). إذا كنت ترغب في إيقاف التبريد، يمكنك اختيار Stop. إذا كنت ترغب فقط في ضبط طاقة TEC وليس درجة الحرارة، يمكنك تحديد "Manual" ثم ضبط النسبة المئوية لطاقة TEC.

يمكنك استخدام "علامة التبويب معاينة" للمعاينة وأداة التركيز للتركيز. ثم استخدم "علامة التبويب التقاط" لالتقاط الصورة.

SharpCap

قم بتشغيل SharpCap. إذا تم تثبيت البرنامج وبرامج التشغيل المذكورة أعلاه بنجاح، ستظهر الصورة تلقائيًا بعد حوالي 3 ثانية من تحميل البرنامج. سترى أيضًا معدل الإطارات في الزاوية السفلية اليسرى من نافذة البرنامج كما هو موضح أدناه.

إذا كنت قد بدأت تشغيل SharpCap قبل توصيل الكاميرا، لفتح الكاميرا، انقر على "الكاميرا" في شريط القائمة ثم حدد الجهاز.

ضبط الإزاحة. عند حجب الكاميرا بالكامل (أي مثل التقاط إطار داكن)، قد تجد أن الصورة ليست صفرًا فعليًا. أحيانًا يؤدي ذلك إلى تقليل جودة تباين الصورة. يمكنك الحصول على مجال داكن أفضل من خلال ضبط الإزاحة. يمكنك التأكد من ذلك بفتح الرسم البياني كما هو موضح في الشكل أدناه.

إذا كنت تريد الدخول إلى وضع الصورة 16-بت، فحدد وضع "RAW16".

من خلال تحديد وضع "LX" يمكنك توسيع نطاق إعداد التعريض والتقاط تعريضات طويلة.

بعد توصيل أجهزة التبريد بمصدر طاقة 12V، سيتم تنشيط دائرة التحكم في درجة الحرارة. يمكنك التحكم في درجة حرارة CMOS عن طريق ضبط الإعدادات في الشكل أدناه. بشكل أساسي، يمكنك التحكم في درجة حرارة CMOS إما عن طريق ضبط "طاقة المبرد" أو النقر على "تلقائي" وضبط "درجة الحرارة المستهدفة". يمكنك أيضًا رؤية درجة حرارة CMOS في الزاوية السفلية اليسرى من نافذة البرنامج.

برنامج مدعوم من ASCOM (مثل MDL)

باستخدام برامج تشغيل ASCOM، يمكنك استخدام الجهاز مع العديد من حزم البرامج التي تدعم معيار ASCOM. سنستخدم Maxim DL أدناه كمثال، ولكن يتم استخدام إجراء مماثل لـ The SkyX وحزم البرامج الأخرى التي تدعم ASCOM.

أولاً، تأكد من أنك لم تقم فقط بتحميل برامج تشغيل ASCOM، بل قمت أيضًا بتنزيل وتثبيت منصة ASCOM من ASCOM. بعد تثبيت كل من برامج التشغيل والمنصة، ابدأ تشغيل MAXIMDL. اتبع الإرشادات الموضحة أدناه لإكمال الإعداد. ثم انقر فوق Connect وأدخل البرنامج.

برنامج تشغيل كاميرا WDM للبث

كاميرا QHYCCD BroadCast WDM هي مشغل بث يدعم كاميرات QHYCCD المزودة بوظيفة البث الفيديو، مما يلبي احتياجات العملاء لإرسال صور الفيديو إلى برامج أخرى مستهدفة. على سبيل المثال، استخدم sharpcap لتوصيل كاميرا تدعم WDM، ويمكن إرسال صورة الفيديو المعروضة في sharpcap إلى برامج أخرى تدعم WDM لعرضها، وهي مناسبة لتطبيقات البث المباشر عبر الإنترنت.

التثبيت:

قم بتثبيت AllInOne وحدد خيار BroadCast WDM Camera.

بعد انتهاء عملية التثبيت، انقر بزر الماوس الأيمن على الكمبيوتر وابحث عن مدير الأجهزة، وتحقق من أن اسم جهاز الصورة هو QHYCCD BroadCast WDM Camera، مما يعني أن التثبيت ناجح.

قم بتفعيل الوظيفة:

عادةً ما يُستخدم SharpCap لتوصيل الكاميرا كطرف بث. بعد توصيل الكاميرا، تحتاج إلى تشغيل مفتاح البث المباشر للبدء في البث.

تشمل البرامج الداعمة الشائعة (أي مستقبلات البث): UFOCAPTURE وHANDYAVI ووظائف فيديو QQ وغيرها.

مخطط تأثير اختبار AMcap:

مخطط تأثير اختبار HANDYAVI:

عروض اختبار UFOCAPTURE:

احتياطات:

يدعم حالياً نظام Windows فقط.

حالياً، لا يدعم SDK وحدات البت 16 في الوقت الحالي.

يجب تحديد وضع RGB24 للصور الملونة، وإلا ستظهر الصورة بشكل شبكي.

الملحق: دليل وضع التشغيل الخارجي

مناسب للكاميرات التالية المزودة بغالق شامل.

تنزيل أدوات التحكم المتقدمة:

استخدم برنامج Sharpcap كبرنامج التقاط. استخدم أدوات QHYCCD المتقدمة كبرنامج إعداد وضع التشغيل الخارجي.

1.شغّل SharpCAP، وستظهر لك الصورة المباشرة

2. قم بتشغيل أدوات التحكم المتقدمة. تحقق من "SDKAPI_MODE" وانقر على "Coonect"

الوضع 1: تشغيل خارجي عبر الأجهزة. يعتمد وقت التعرض على عرض النبضة الخارجية

في القائمة المنسدلة Trig Input Souce، حدد Trig Input Pin Direct. المعنى هو أن مصدر الإدخال هو منفذ الإدخال الخارجي للكاميرا (معزول بصريًا، قابس RCA ذهبي)؛ حدد واحدًا في Trig Controller Source (التحديد لا يؤثر على هذا الوضع، لذا اختر أيًا منها)

اضغط على زر TRIG MODE ON. ستجد أن صورة الفيديو في برنامج sharpCAP تتوقف. دخلت الكاميرا في حالة انتظار خارجي للتفعيل. قم بتفعيل المنفذ المدخل عبر العزل الكهروضوئي وأدخل مستوى عالٍ. ستجد أن الصورة تلتقط إطارًا، وكلما زادت مدة المستوى العالي، زاد وقت تعريض الصورة. في هذا الوضع، وقت التعريض يساوي مدة المستوى العالي.

الوضع 2: تفعيل خارجي للأجهزة، وقت التعريض مضبوط بواسطة البرنامج

اضغط على الرسم البياني لضبطه. اختر XTRIG CONTROLLER في مصدر إدخال التفعيل، ومرحلة إدخال التفعيل إلى حافة الارتفاع، ومصدر تمكين وحدة التحكم في التفعيل اختر تفعيل وحدة التحكم بواسطة الأجهزة. ثم أدخل وقت التعريض، مثل 50 مللي ثانية. ثم انقر على زر TRIG MODE ON لإكمال ضبط الوضع وضبط وقت التعريض.

من خلال تشغيل واجهة الإدخال خارج العزل الكهروضوئي، يتم إدخال مستوى عالٍ قصير ويتم التقاط إطار على الصورة في SHARPCAP. لاحظ أنه إذا كان الإدخال مرتفعًا باستمرار، تستمر الكاميرا في التصوير تحت إعداد وقت تعريض أطول. لتجنب التصوير المستمر، يكون وقت المستوى العالي لمشغل الإدخال قصيرًا، على سبيل المثال 1 مللي ثانية

الوضع 3: مشغل خارج البرنامج، وقت التعريض يتم تحديده بواسطة فاصل أمر البرنامج

في هذا الوضع، يرسل البرنامج تعليمات بدء التعريض عبر البرنامج، ثم ينتظر البرنامج تأخيرًا. ثم يرسل تعليمات إنهاء التعريض. يمكن التحكم بواسطة مشغل برمجي. وقت التعريض يساوي الوقت بين تعليمات البدء والإنهاء. فقط اتبع الإعدادات أدناه. بمجرد الإعداد، انقر على TRIG MODE ON لتغذية التعليمات. ثم انقر على زر Software Register Trig Test لمراقبة التصوير. لتعديل وقت التعريض، تحتاج فقط إلى تعديل القيمة الموجودة في مربع وقت التعريض، بدلاً من النقر على TRIG MODE ON، فقط انقر على زر RegisterSoftware Trig Test.

الوضع 4: مشغل خارج البرنامج، وقت التعريض محدد بواسطة البرنامج

في الوضع 3، توجد مشكلة في وقت تعريض أقل استقرارًا ودقة. السبب هو أن الفاصل الزمني بين التعليمتين المرسلتين من الكمبيوتر العلوي ليس دقيقًا بما يكفي وسيتأثر بتأخير وحدة المعالجة المركزية والانشغال وعوامل أخرى. لذلك، يتم أيضًا توفير الوضع 4. اضبط النمط كما هو موضح أدناه.

في هذا الوضع، يتم ضبط وقت التعريض بواسطة البرنامج ويتم تنفيذه بواسطة الأجهزة داخل الكاميرا، وليس بواسطة الفاصل الزمني بين الأمرين اللذين يبدأ بهما الجهاز العلوي وينهي التعريض، لذا فإن وقت التعريض دقيق والتكرارية جيدة جدًا. يحتاج الجهاز العلوي فقط إلى إصدار أمر بدء التعريض وأمر إنهاء التعريض. يجب أن يكون الفاصل الزمني بين الأمرين قصيرًا قدر الإمكان، على سبيل المثال حوالي 1 مللي ثانية. ستتعرض الكاميرا وفقًا لوقت التعريض المحدد بواسطة البرنامج، وليس وفقًا للفاصل الزمني للأوامر.

الوضع 5: تشغيل خارجي خارج الأجهزة، تصوير تسلسلي

في هذا الوضع، يمكن تحقيق التصوير المستمر عن طريق التشغيل الخارجي. تنتظر الكاميرا حتى يتم إعطاء إشارة تشغيل، وبمجرد إعطاء الإشارة، تبدأ الكاميرا في التصوير المستمر. يتم ضبط وقت التعريض بواسطة البرنامج.

اتبع الشكل أدناه لإعداده. بمجرد الإعداد، اضغط على زر TRIG MODE ON لإبقاء الكاميرا في حالة انتظار، ثم أدخل نبضة عالية المستوى من مدخل التشغيل المعزول بصريًا لتشغيل التصوير المستمر بواسطة الكاميرا. (من المهم ملاحظة أن QHY174 لا يعمل عندما يكون وقت التعريض قصيرًا، ويكون وقت التعريض أطول.) إذا كنت ترغب في الدخول إلى حالة الانتظار التالية، انقر على TRIG MODE ON لاستعادة الكاميرا إلى حالة الانتظار وانتظار وصول نبضة التشغيل الخارجية التالية.

الوضع 6: تشغيل خارج البرنامج، تصوير متسلسل

على غرار الوضع 5، يتم إدخال مصدر التشغيل من الأجهزة الخارجية إلى التحكم البرمجي. بعد الضغط على الرسم البياني للإعداد، انقر على تشغيل وضع TRIG، تنتظر الكاميرا، في هذا الوقت انقر على زر اختبار تسجيل البرنامج، بعد إشارة البدء، يمكنك رؤية بدء التصوير المستمر.

تعليمات إضافية:

يحتوي برنامج SHARCAP على ميزة تقليل الضوضاء الأفقية العشوائية في شريط القائمة الأيمن. بالنسبة لكاميرات CMOS ذات الغالق الشامل، مثل 174، تكون الخطوط الأفقية العشوائية أكثر وضوحًا عند الكسب العالي، ويمكن تعديل هذا العمود بشكل مناسب. بمقارنة الصورة أدناه، لا يوجد تأثير تشغيل وإيقاف، ويمكن رؤية الفرق.