QHY174GPS

„Diese sechsmonatige Anstrengung mit drei Raumfahrzeugen, 24 tragbaren bodengestützten Teleskopen und dem NASA-Observatorium SOFIA war die anspruchsvollste Sternbedeckung in der Geschichte der Astronomie, aber wir haben es geschafft!“, sagte Alan Stern, leitender Forscher von New Horizons bei SwRI.

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

Einleitung

Die QHY174GPS-Kamera verwendet den 1/1.2-Zoll SONY IMX174 CMOS-Sensor mit Global-Shutter, 5.86µm Pixeln, 138FPS@1920*1200, hoher QE von 78% und geringem Ausleserauschen von 3-5e-. Sie eignet sich für die Abbildung von Okkultationen, Finsternissen, Meteoren und anderen wissenschaftlichen Aufnahmen, die eine hochpräzise Aufzeichnung von Zeit und Ort der Beobachtung auf jedem Bild erfordern.

Die QHY174GPS verfügt über ein einzigartiges eingebautes GPS-Modul, das mit den Atomzeitsignalen der GPS-Satelliten synchronisiert werden kann. Die QHY174GPS kann den Beginn und das Ende der Belichtungszeit mit einer Genauigkeit von 1us an jedem Ort der Erde aufzeichnen. Die QHY174GPS wurde vom NASA-New-Horizons-Team ausgewählt, um die MU69-Okklusion im Sommer 2017 erfolgreich zu erfassen. Die QHY174M-GPS verfügt über eine zweistufige TE-Kühlung auf -45C unter Umgebungstemperatur mit vollständigem Feuchtigkeitsschutz, einschließlich beheiztem optischem Fenster und herausnehmbarem Trockenmittelstopfen für die Sensorkammer. Die QHY174 verfügt außerdem über eine Anti-Amp-Glow-Funktion. Sie kann das Verstärkerglühen des IMX174-Sensors bei Langzeitbelichtungen deutlich reduzieren.

Der QHY174M-GPS zeichnet die Start- und Endzeit der Global-Shutter-Belichtung mit Mikrosekunden-Präzision auf. Zwei QHY174 Kameras, beispielsweise jeweils an beliebigen Orten der Welt, können dieselbe Zeitbasis nutzen, genau auf Mikrosekunden. Um die Start- und Endzeit der Belichtung zu gewährleisten, verfügt der QHY174 über eine integrierte LED-Pulskalibrierungsschaltung, die auf 1 Mikrosekunde genau ist.

Global Shutter

Im Gegensatz zur Rolling-Shutter-Technologie, die in den meisten CMOS-Kameras verwendet wird, garantiert ein Global Shutter, dass die Belichtungszeit für die gesamte Bildfläche einheitlich ist und exakt gleichzeitig beginnt und endet. Diese Art von Verschluss ist ideal für hochpräzise Anwendungen. Bei sich schnell bewegenden Objekten und atmosphärischen Turbulenzen erzeugt der Global Shutter verzerrungsfreie Bilder und sorgt für eine hohe Bildqualität.

Doppelte Arbeitsmodi

Master-Modus: Im Master-Modus läuft die Kamera frei und die interne 10 MHz GPS-synchronisierte Uhr misst und zeichnet die Öffnungs- und Schließzeit des Verschlusses auf.

Slave-Modus: Im Slave-Modus können Sie eine Zielstartzeit und das Intervall zwischen zwei Aufnahmen eingeben. Beispiel: Sie möchten, dass drei Kameras an verschiedenen Standorten (vielleicht tausende Kilometer voneinander entfernt) eine Belichtung um 2016.3.9.UTC 14:00:00.000000 starten und dann mit einem Intervall von 0.100000 Sekunden fortfahren. Nachdem Sie diese Werte eingegeben haben, warten alle drei Kameras bis zu diesem Zeitpunkt und beginnen dann gleichzeitig mit der Videoaufnahme, z.B.:

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

(Die 0.00033 ist eine globale Verzögerung des CMOS-Verschlusses).

Der Zeitstempel und andere GPS-Informationen werden in das Bild eingebettet. Die Software dekodiert sie in Echtzeit und zeigt die Informationen links an.  Da die Daten eingebettet sind, gehen sie nie verloren, solange Sie das Originalbild behalten.

Technische Daten

Kurven

Referenzdateien

Klicken Sie, um das QHY174M-GPS Online-Technologiedokument zu lesen

Klicken Sie, um die QHY174GPS-Design-PDF-Datei zu lesen

Benutzerhandbuch

Vor dem Start: „All-In-One“-Paket installieren

Vor dem Start: Anforderungen an die Eingangsspannung

Die Kamera benötigt eine Eingangsspannung zwischen 11 V und 13.8 V. Wenn die Eingangsspannung zu niedrig ist, funktioniert die Kamera nicht mehr oder sie startet möglicherweise neu, wenn der TEC-Leistungsprozentsatz hoch ist, was zu einer Belastung der Stromversorgung führt. Stellen Sie daher bitte sicher, dass die an der Kamera ankommende Eingangsspannung ausreichend ist. 12 V ist am besten, aber bitte beachten Sie, dass ein sehr langes 12 V-Kabel oder ein Kabel mit dünnem Leiterquerschnitt genügend Widerstand aufweisen kann, um einen Spannungsabfall zwischen Netzteil und Kamera zu verursachen. Die Formel lautet: V(Abfall) = I * R (Kabel). Es wird empfohlen, kein sehr langes 12 V-Stromkabel zu verwenden. Es ist besser, das 12 V-Netzteil näher an der Kamera zu platzieren.

Schließen Sie zuerst das 12V-Netzteil an, dann verbinden Sie die Kamera über das USB3.0-Kabel mit Ihrem Computer. Stellen Sie sicher, dass die Kamera eingesteckt ist, bevor Sie sie mit dem Computer verbinden, da die Kamera sonst nicht erkannt wird. Wenn Sie die Kamera zum ersten Mal anschließen, erkennt das System das neue Gerät und sucht nach Treibern. Sie können den Online-Suchschritt überspringen, indem Sie auf „Treiber nicht über Windows Update beziehen“ klicken, und der Computer findet den Treiber automatisch lokal und installiert ihn. Wenn wir den 5IIISeries-Treiber als Beispiel nehmen (siehe unten), sehen Sie nach erfolgreicher Installation der Treibersoftware QHY5IIISeries_IO im Geräte-Manager.

Bitte beachten Sie, dass die Eingangsspannung nicht niedriger als 11.5V sein darf, da das Gerät sonst nicht ordnungsgemäß funktionieren kann.

„All-In-One“-Systempaket installieren

Das All-in-One-Paket unterstützt nur die meisten QHYCCD-Modelle, mit Ausnahme von PoleMaster und einigen eingestellten CCD-Kameras.

Download-Seite: https://www.qhyccd.com/download/

Video-Tutorial: https://www.youtube.com/embed/mZDxIK0GZRc?start=1

• Da die meisten Inhalte des All-in-One-Pakets Plug-ins sind, die Drittanbieter-Software unterstützen, Die von Ihnen gewünschte Drittanbieter-Erfassungssoftware muss vor dem All-in-One-Paket installiert werden.Andernfalls meldet das Programm einen Fehler.
• Das All-in-One-Paket enthält:
  • Systemtreiber,der für den Kamerabetrieb erforderlich ist und installiert werden muss.
  • WDM Broadcast Driver, der ein Live-Signal an OBS und andere Live-Software liefern kann. Sie können ihn installieren, wenn Sie Bedarf wie die Durchführung einer Live-Show haben.
  • EZCAP_QT, das von QHYCCD entwickelt wurde und für QHY-Gerätetests sowie die Verwaltung von Updates verwendet werden kann. Auch wenn Sie EZCAP_QT nicht zum Aufnehmen verwenden, empfehlen wir die Installation.
  • Ascom-Treiber,Dies ist für die in Ascom verwendete Kamera erforderlich (die neueste Version von Ascom ist 6.6).
  • Die zwei Arten von Ascom-CFW-Treibern entsprechen zwei Methoden zur Steuerung des Filterrads: USB-Steuerung und Kamera-Seriensteuerung. Es wird empfohlen, beide Treiber zu installieren, wenn Sie ein Filterrad besitzen.
  • CP210X_VCP ist ein serieller Treiber. Manche Computer werden mit dem Treiber ausgeliefert, aber ein Computer ohne den Treiber kann die Filterradsteuerung nicht ausführen.
  • SDKs für Drittanbieter-Software: Wählen und installieren Sie einfach das entsprechende SDK für die gewünschte Software. Vergessen Sie nicht zu prüfen, ob Ihre Software 32-Bit oder 64-Bit ist, und wählen Sie das richtige SDK aus.
  • SHARPCAP ist ebenfalls im Paket enthalten. Sie können wählen, ob Sie die 32-Bit- oder die 64-Bit-Version installieren möchten. Dies ist von SHARPCAP autorisiert.
  • QT LIB ist ein Plug-in, das sicherstellt, dass 64-Bit-Software auf Computern mit schlechter Kompatibilität normal ausgeführt werden kann.
• Unterschied zwischen der stabilen Version und der Beta-Version: Die Beta-Version ist die neueste Version, die vorrangig die neuesten Produkte unterstützt (die stabile Version ist möglicherweise noch nicht damit kompatibel) und einige der neuesten optimierten, aber experimentellen Funktionen enthält. Die stabile Version ist älter als die Beta-Version, aber stabiler, daher wird sie für Anfänger empfohlen, die nicht die neuesten Produkte verwenden.
• Schließen Sie die Kamera während der Installation des All-in-One-Pakets nicht an den Computer an.;  Schließen Sie sie erst nach Abschluss der gesamten Installation an den Computer an.

Software verbinden

Stellen Sie vor der Verwendung der Software sicher, dass Sie die Kühlkamera an die 12V-Stromversorgung angeschlossen und mit einem USB-3.0-Datenkabel mit dem Computer verbunden haben. Bei einer ungekühlten Kamera ist keine 12V-Stromversorgung erforderlich.

Hinweis: Wir empfehlen nach Möglichkeit eine 64-Bit-Software wie SharpCAP x64, N.I.N.A x64 usw., insbesondere bei Verwendung von 16-Bit-Kameras.

EZCAP_QT

EZCAP_QT ist eine von QHYCCD entwickelte Software. Diese Software verfügt über grundlegende Aufnahmefunktionen für QHYCCD Deep-Sky-Kameras.

Starten Sie EZCAP_QT. Klicken Sie im Menü auf „Connect“ -> Kamera. Wenn die Kamera erfolgreich verbunden ist, zeigt die Titelleiste von EZCAP_QT die Firmware-Version und die Kamera-ID an, wie unten dargestellt.

Klicken Sie in „Camera Settings“ auf „Temperature Control“, um die Temperatur des CMOS-Sensors einzustellen. Sie können „Auto“ aktivieren, um die Zieltemperatur festzulegen. Beispielsweise haben wir hier die Zieltemperatur auf -10C eingestellt. Die Temperatur des CMOS-Sensors sinkt schnell auf diesen Wert (ca. 2-3 Minuten). Wenn Sie die Kühlung ausschalten möchten, wählen Sie „Stop“. Wenn Sie nur die TEC-Leistung einstellen möchten, aber nicht die Temperatur, wählen Sie „Manual“ und stellen Sie dann den Prozentsatz der TEC-Leistung ein.

Sie können die „Vorschau-Registerkarte“ verwenden, um eine Vorschau anzuzeigen, und das Fokus-Werkzeug, um zu fokussieren. Verwenden Sie dann die „Aufnahme-Registerkarte“, um das Bild aufzunehmen.

SharpCap

Starten Sie SharpCap. Wenn die oben genannte Software und Treiber erfolgreich installiert wurden, erscheint das Videobild automatisch etwa 3 Sekunden nach dem Laden der Software. Sie sehen auch die Bildrate in der unteren linken Ecke des Softwarefensters, wie unten gezeigt.

Wenn Sie SharpCap bereits gestartet haben, bevor Sie die Kamera angeschlossen haben, klicken Sie zum Öffnen der Kamera in der Menüleiste auf „Kamera“ und wählen Sie dann das Gerät aus.

Offset-Einstellung. Wenn Sie die Kamera vollständig abdecken (z. B. wie bei einem Dunkelbild), stellen Sie möglicherweise fest, dass das Bild nicht wirklich null ist. Dies kann manchmal die Bildkontrastqualität beeinträchtigen. Durch Anpassen des Offsets erhalten Sie ein besseres Dunkelbild. Sie können dies bestätigen, indem Sie das Histogramm wie in der Abbildung unten gezeigt öffnen.

Wenn Sie in den 16-Bit-Bildmodus wechseln möchten, wählen Sie den Modus „RAW16“.

Durch Auswahl des Modus „LX“ können Sie den Belichtungseinstellungsbereich erweitern und Langzeitbelichtungen aufnehmen.

Nachdem die Kühlgeräte an die 12V-Stromversorgung angeschlossen wurden, wird der Temperaturregelkreis aktiviert. Sie können die CMOS-Temperatur steuern, indem Sie die Einstellungen in der folgenden Abbildung anpassen. Grundsätzlich können Sie die CMOS-Temperatur entweder durch Einstellen der „Kühlerleistung“ oder durch Klicken auf „Auto“ und Festlegen der „Zieltemperatur“ regeln. Die CMOS-Temperatur wird in der unteren linken Ecke des Softwarefensters angezeigt.

ASCOM-kompatible Software (z. B. MDL)

Mit ASCOM-Treibern können Sie das Gerät mit vielen Softwarepaketen verwenden, die den ASCOM-Standard unterstützen. Wir verwenden Maxim DL unten als Beispiel, aber ein ähnliches Verfahren wird für The SkyX und andere Softwarepakete verwendet, die ASCOM unterstützen.

Stellen Sie zunächst sicher, dass Sie nicht nur die ASCOM-Treiber geladen, sondern auch die ASCOM-Plattform von ASCOM heruntergeladen und installiert haben. Nachdem sowohl die Treiber als auch die Plattform installiert sind, starten Sie MAXIMDL. Befolgen Sie die unten gezeigten Anweisungen, um die Einrichtung abzuschließen. Klicken Sie dann auf Connect und betreten Sie die Software.

BroadCast WDM-Kameratreiber

Die QHYCCD BroadCast WDM Camera ist ein Broadcast-Treiber, der QHYCCD-Kameras mit Videobroadcast-Funktion unterstützt und es Kunden ermöglicht, Video-Streams an andere Zielsoftware zu senden. Beispielsweise kann mit sharpcap eine WDM-fähige Kamera verbunden werden, und das in sharpcap angezeigte Videobild kann an andere WDM-kompatible Software zur Anzeige gesendet werden – ideal für Live-Übertragungen.

Installation:

Führen Sie die AllInOne-Installation durch und aktivieren Sie die Option BroadCast WDM Camera.

Nach Abschluss der Installation klicken Sie mit der rechten Maustaste auf „Computer“ und öffnen Sie den Geräte-Manager. Wenn unter „Bildgeräte“ der Eintrag „QHYCCD BroadCast WDM Camera“ erscheint, war die Installation erfolgreich.

Funktion aktivieren:

Normalerweise wird SharpCap verwendet, um die Kamera als Sendeterminal zu verbinden. Nach dem Anschließen der Kamera müssen Sie den Schalter „Live-Übertragung aktivieren“ einschalten, um zu senden.

Häufig verwendete unterstützende Software (d. h. Empfänger) umfasst: UFOCAPTURE, HANDYAVI, QQ-Videofunktionen usw.

AMcap-Testeffektdiagramm:

HANDYAVI-Testeffektdiagramm:

UFOCAPTURE-Testdarstellungen:

Vorsichtsmaßnahmen:

Unterstützt derzeit nur Windows-Systeme.

Das SDK unterstützt derzeit noch keine 16-Bit-Systeme.

Für Farbbilder muss der RGB24-Modus ausgewählt werden, da das Bild sonst gerastert erscheint.

Anhang: Handbuch zum externen Trigger-Modus

Geeignet für die folgenden Kameras mit Global Shutter.

Download der erweiterten Steuerungswerkzeuge:

Verwenden Sie Sharpcap als Aufnahmesoftware. Verwenden Sie die QHYCCD Advanced Tools als Software zur Einstellung des externen Trigger-Modus.

1.Starten Sie SharpCAP, und Sie sehen das Live-Video

2. Erweiterte Steuerungswerkzeuge ausführen. Prüfen Sie den "SDKAPI_MODE" und klicken Sie auf "Coonect"

Modus 1: Hardware-Externer Trigger. Die Belichtungszeit hängt von der externen Pulsbreite ab

Wählen Sie im Dropdown-Menü Trig Input Souce die Option Trig Input Pin Direct. Das bedeutet, dass die Trigger-Eingangsquelle der externe Trigger-Eingangsport der Kamera ist (optisch isoliert, RCA-Goldstecker); Wählen Sie eine Option unter Trig Controller Source (die Auswahl hat für diesen Modus keine Bedeutung, wählen Sie also eine beliebige)

Drücken Sie die TRIG MODE ON-Taste. Sie werden feststellen, dass das Videobild in der sharpCAP-Software stoppt. Die Kamera hat einen Zustand des Wartens auf einen externen Auslöser erreicht. Lösen Sie den Eingangsport über die photoelektrische Isolierung aus und geben Sie einen hohen Pegel ein. Sie werden feststellen, dass das Bild ein Einzelbild aufnimmt, und je länger die Dauer des hohen Pegels, desto länger wird das Bild belichtet. In diesem Modus entspricht die Belichtungszeit der Dauer des hohen Pegels.

Modus 2: Externer Hardware-Trigger, Belichtungszeit softwaregesteuert

Drücken Sie das Diagramm, um es einzustellen. Wählen Sie XTRIG CONTROLLER unter Trig Input Source, Trig Input Phase auf Rise Edge, Trig Controller Controller Enable Source wählen Sie Trig Controller by Hardware. Geben Sie dann die Belichtungszeit ein, z. B. 50 ms. Klicken Sie dann auf die TRIG MODE ON-Taste, um die Einstellung des Modus und der Belichtungszeit abzuschließen.

Durch Auslösen der Eingangsschnittstelle außerhalb der photoelektrischen Isolierung wird ein kurzer High-Level eingegeben und ein Bild im SHARPCAP aufgenommen. Beachten Sie, dass die Kamera bei dauerhaft hohem Eingang unter der Einstellung einer längeren Belichtungszeit weiter aufnimmt. Um Daueraufnahmen zu vermeiden, sollte die High-Level-Zeit des Eingangsauslösers kurz sein, z. B. 1 ms

Modus 3: Software-externer Auslöser, Belichtungszeit wird durch das Software-Befehlsintervall bestimmt

In diesem Modus sendet die Software einen Startbelichtungsbefehl über die Software und wartet dann auf eine Verzögerung. Anschließend wird ein Endbelichtungsbefehl gesendet. Ein Trigger für die Softwaresteuerung ist möglich. Die Belichtungszeit entspricht der Zeit zwischen den Start- und Endbelichtungsbefehlen. Befolgen Sie einfach die folgenden Einstellungen. Klicken Sie nach der Einrichtung auf TRIG MODE ON, um den Befehl zu geben. Klicken Sie dann auf die Schaltfläche Software Register Trig Test, um die Aufnahme zu beobachten. Um die Belichtungszeit zu ändern, müssen Sie nur den Wert im Belichtungszeitfeld ändern, anstatt auf TRIG MODE ON zu klicken, klicken Sie einfach auf die Schaltfläche RegisterSoftware Trig Test.

Modus 4: Externer Software-Trigger, Belichtungszeit von der Software eingestellt

Im Modus 3 gibt es ein Problem mit einer weniger stabilen und genauen Belichtungszeit. Der Grund ist, dass das Zeitintervall zwischen den beiden vom Host-Computer gesendeten Befehlen nicht so präzise ist und durch CPU-Verzögerung, Auslastung und andere Faktoren beeinflusst wird. Daher wird auch der Modus 4 bereitgestellt. Stellen Sie das Muster wie unten gezeigt ein.

In diesem Modus wird die Belichtungszeit von der Software eingestellt und von der Hardware in der Kamera ausgeführt, nicht durch das Intervall zwischen den beiden Befehlen, mit denen der Host die Belichtung startet und beendet. Daher ist die Belichtungszeit genau und die Wiederholbarkeit sehr gut. Der Host muss nur einen Befehl zum Starten und einen zum Beenden der Belichtung ausgeben. Das Intervall zwischen den beiden Befehlen sollte so kurz wie möglich sein, z. B. etwa 1 ms. Die Kamera wird gemäß der von der Software eingestellten Belichtungszeit belichtet, nicht gemäß dem Befehlsintervall.

Modus 5: Externer Hardware-Trigger, Serienaufnahme

In diesem Modus kann durch externe Auslösung eine Serienaufnahme erfolgen. Die Kamera wartet auf ein Triggersignal. Sobald ein Triggersignal gegeben wird, beginnt die Kamera mit der kontinuierlichen Aufnahme. Die Belichtungszeit wird von der Software eingestellt.

Folgen Sie der untenstehenden Abbildung zur Einrichtung. Drücken Sie nach der Einrichtung die Taste TRIG MODE ON, um die Kamera in den Wartezustand zu versetzen, und geben Sie dann einen hochpegeligen Impuls vom optisch isolierten Trigger-Eingang ein, um die Serienaufnahme durch die Kamera auszulösen. (Beachten Sie, dass QHY174 bei kurzer Belichtungszeit nicht funktioniert und die Belichtungszeit länger ist.) Um in den nächsten Wartezustand zu gelangen, klicken Sie auf TRIG MODE ON, um die Kamera wieder in den Wartezustand zu versetzen und auf den nächsten externen Triggerimpuls zu warten.

Modus 6: Externer Trigger, Serienaufnahme

Ähnlich wie bei Modus 5 wird die Triggerquelle von externer Hardware auf Softwaresteuerung umgestellt. Nach dem Drücken des Diagramms zum Einrichten klicken Sie auf TRIG MODE ON, die Kamera wartet. Klicken Sie nun auf die Schaltfläche Software Register Trig Test. Nach dem Startsignal sehen Sie den Beginn der Serienaufnahme.

Zusätzliche Hinweise:

Die SHARCAP-Software verfügt in der rechten Menüleiste über eine Funktion zur Reduzierung von zufälligen horizontalen Streifen. Bei CMOS mit Global Shutter, wie z. B. 174, sind horizontale zufällige Streifen bei hoher Verstärkung deutlicher. Diese Spalte kann entsprechend angepasst werden. Vergleichen Sie das Bild unten: Es gibt keinen Ein- und Aus-Effekt, und der Unterschied ist sichtbar.