QHY174GPS

«Questo sforzo, durato sei mesi, con tre veicoli spaziali, 24 telescopi portatili da terra e l’osservatorio aereo SOFIA della NASA, è stata l’occultazione stellare più impegnativa nella storia dell’astronomia, ma ce l’abbiamo fatta!», ha dichiarato Alan Stern, ricercatore principale di New Horizons presso 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

Introduzione

La fotocamera QHY174GPS utilizza il sensore CMOS SONY IMX174 da 1/1.2 pollici con otturatore globale, pixel da 5.86 µm, 138FPS@1920*1200, QE elevata del 78% e basso rumore di lettura di 3-5e-. È utile per riprendere occultazioni, eclissi, meteore e altre immagini scientifiche che richiedono una registrazione estremamente precisa dell'ora e della posizione dell'osservazione su ogni fotogramma.

La QHY174GPS dispone di un modulo GPS integrato unico che può sincronizzarsi con i segnali di orologio atomico ricevuti dai satelliti GPS. La QHY174GPS può registrare l'inizio e la fine del tempo di esposizione con una precisione di 1us in qualsiasi punto della Terra. La QHY174GPS è stata selezionata dal team NASA New Horizons per catturare con successo l'occultazione di MU69 nell'estate del 2017. La QHY174M-GPS dispone di raffreddamento TE a doppio stadio fino a -45C sotto la temperatura ambiente, con controllo completo anti-umidità che include finestra ottica riscaldata e tappo essiccante rimovibile per la camera del sensore. La QHY174 dispone anche di una funzione anti-amp glow. Può ridurre significativamente il bagliore dell'amplificatore del sensore IMX174 nelle lunghe esposizioni.

Il QHY174M-GPS registra l'ora di inizio e fine dell'esposizione a otturatore globale con precisione al microsecondo. Due fotocamere QHY174, ad esempio, ciascuna situata in qualsiasi parte del mondo, possono avere la stessa base temporale, precisa al microsecondo. Per garantire l'ora di inizio e fine dell'esposizione, il QHY174 dispone di un circuito di calibrazione a impulsi LED integrato preciso a 1 microsecondo.

Otturatore Globale

A differenza della tecnologia a otturatore rotante utilizzata nella maggior parte delle fotocamere CMOS, un otturatore globale garantisce che il tempo di esposizione per l'intera area dell'immagine sia uniforme, iniziando e terminando esattamente nello stesso momento. Questo tipo di otturatore è ideale per applicazioni di alta precisione. Per oggetti in movimento rapido e agitazione atmosferica, l'otturatore globale può generare immagini senza distorsioni e realizzare un'alta qualità dell'immagine.

Doppia Modalità di Lavoro

Modalità Master: In modalità Master, la fotocamera funziona liberamente e l'orologio interno sincronizzato GPS a 10 MHz misura e registra l'ora di apertura e chiusura dell'otturatore.

Modalità slave: In modalità slave puoi inserire un orario di inizio target e l'intervallo tra due fotogrammi. Ad esempio: vuoi che tre fotocamere in posizioni diverse (magari a migliaia di chilometri di distanza) inizino un'esposizione alle 2016.3.9.UTC 14:00:00.000000 e poi continuino con esposizioni ogni 0.100000 secondi. Dopo aver inserito questi valori, tutte e tre le fotocamere attenderanno fino a quell'ora e poi avvieranno simultaneamente la registrazione video, ad esempio:

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

(Il 0.00033 è un ritardo globale dell'otturatore CMOS).

Il timestamp e le altre informazioni GPS vengono incorporati nell'immagine. Il software li decodifica in tempo reale e mostra le informazioni a sinistra.  Poiché i dati sono incorporati, non andranno mai persi finché conservi l'immagine originale.

Specifiche

Curve

File di riferimento

Fai clic per leggere il documento tecnico online di QHY174M-GPS

Fai clic per leggere il file PDF di progettazione di QHY174GPS

Guida per l'utente

Prima di iniziare: installare il pacchetto "Tutto in uno"

Prima di iniziare: requisiti di tensione di ingresso

La fotocamera richiede una tensione di ingresso compresa tra 11 V e 13.8 V. Se la tensione di ingresso è troppo bassa, la fotocamera smetterà di funzionare o potrebbe riavviarsi quando la percentuale di potenza TEC è elevata, causando uno scarico sull'alimentazione. Pertanto, assicurarsi che la tensione di ingresso che arriva alla fotocamera sia adeguata. 12 V è il valore ottimale, ma si noti che un cavo da 12 V molto lungo o un cavo con conduttore di sezione piccola può presentare una resistenza sufficiente a causare una caduta di tensione tra l'alimentatore e la fotocamera. La formula è: V(caduta) = I * R (cavo). Si consiglia di non utilizzare un cavo di alimentazione da 12 V molto lungo. È meglio posizionare l'adattatore CA da 12 V più vicino alla fotocamera.

Collega prima l'alimentazione 12V, poi collega la fotocamera al computer tramite il cavo USB3.0. Assicurati che la fotocamera sia collegata all'alimentazione prima di connetterla al computer, altrimenti la fotocamera non verrà riconosciuta. Quando colleghi la fotocamera per la prima volta, il sistema rileva il nuovo dispositivo e cerca i driver. Puoi saltare il passaggio di ricerca online facendo clic su "Salta l'ottenimento del driver da Windows Update" e il computer troverà automaticamente il driver localmente e lo installerà. Se prendiamo come esempio il driver 5IIISeries (mostrato di seguito), dopo l'installazione riuscita del driver, vedrai QHY5IIISeries_IO nel gestore dispositivi.

Si prega di notare che la tensione di ingresso non può essere inferiore a 11.5V, altrimenti il dispositivo non sarà in grado di funzionare correttamente.

Installa il pacchetto di sistema "All-In-One"

Il pacchetto All-in-One supporta solo la maggior parte dei modelli QHYCCD, ad eccezione di PoleMaster e di diverse fotocamere CCD fuori produzione.

Pagina di download: https://www.qhyccd.com/download/

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

• Poiché la maggior parte dei contenuti del pacchetto All-in-One sono plugin che supportano software di terze parti, Il software di acquisizione di terze parti che si desidera utilizzare deve essere installato prima del pacchetto tutto-in-uno.Altrimenti il programma segnalerà un errore.
• Il pacchetto tutto-in-uno contiene:
  • Driver di sistema,che è necessario per il funzionamento della fotocamera e deve essere installato.
  • Driver di trasmissione WDM, che può fornire un segnale live a OBS e ad altri software live. Puoi installarlo se hai esigenze come aprire uno spettacolo dal vivo.
  • EZCAP_QT, sviluppato da QHYCCD e utilizzabile per test dei dispositivi QHY e gestione degli aggiornamenti. Quindi, anche se non userai EZCAP_QT per la cattura, ti suggeriamo di installarlo.
  • Driver Ascom,necessario per la fotocamera utilizzata in Ascom (l'ultima versione di Ascom è 6.6).
  • I due tipi di driver Ascom CFW corrispondono a due metodi di controllo della ruota portafiltri: controllo USB e controllo seriale della fotocamera. Si consiglia di installare entrambi i driver se si dispone di una ruota portafiltri.
  • CP210X_VCP è un driver seriale. Alcuni computer vengono forniti con il driver, ma il computer senza di esso potrebbe non riuscire a controllare la ruota portafiltri.
  • SDK per software di terze parti: Basta scegliere e installare l'SDK corrispondente al software che si desidera utilizzare. Non dimenticare di verificare se il software in uso è a 32 bit o 64 bit e selezionare gli SDK corretti.
  • SHARPCAP è incluso anche nel pacchetto; puoi scegliere di installare la versione a 32 bit o quella a 64 bit. Questo è autorizzato da SHARPCAP.
  • QT LIB è un plug-in che garantisce che il software a 64 bit possa essere eseguito normalmente su alcuni computer con scarsa compatibilità.
• Differenza tra versione stabile e versione beta: La versione beta è la versione più recente, che dà priorità al supporto per i prodotti più nuovi (la versione stabile potrebbe non essere ancora compatibile con essi) e include alcune delle ultime funzionalità ottimizzate, ma sperimentali. La versione stabile è più vecchia della versione beta ma più stabile, quindi è consigliata ai principianti che non utilizzano i prodotti più recenti.
• Non collegare la fotocamera al computer durante il processo di installazione del pacchetto tutto-in-uno;  collegala al computer solo dopo aver completato l'installazione.

Collega software

Prima di utilizzare il software, assicurati di aver collegato la fotocamera di raffreddamento all'alimentazione 12V e di averla collegata al computer con un cavo dati USB 3.0. Se si tratta di una fotocamera non raffreddata, non è necessaria l'alimentazione 12V.

Nota: Consigliamo un software a 64 bit se possibile, come SharpCAP x64, N.I.N.A x64, ecc., specialmente quando si utilizzano fotocamere a 16 bit.

EZCAP_QT

EZCAP_QT è un software sviluppato da QHYCCD. Questo software dispone di funzioni di acquisizione di base per le fotocamere deep sky QHYCCD.

Avvia EZCAP_QT. Fai clic su "Connect" nel menu -> Fotocamera. Se la fotocamera viene collegata correttamente, la barra del titolo di EZCAP_QT mostrerà la versione del firmware e l'ID della fotocamera come mostrato di seguito.

Fai clic su "Temperature Control" in "Camera Settings" per impostare la temperatura del sensore CMOS. Puoi attivare "Auto" per impostare la temperatura target. Ad esempio, qui abbiamo impostato la temperatura target a -10C. La temperatura del sensore CMOS scenderà rapidamente a questa temperatura (circa 2-3 minuti). Se desideri disattivare il raffreddamento, puoi scegliere Stop. Se desideri solo impostare la potenza del TEC ma non la temperatura, puoi selezionare "Manual" e quindi impostare la percentuale della potenza del TEC.

Puoi usare la "scheda Anteprima" per visualizzare in anteprima e lo strumento di messa a fuoco per mettere a fuoco. Quindi usa la "scheda Acquisisci" per catturare l'immagine.

SharpCap

Avvia SharpCap. Se il software e i driver sopra menzionati sono installati correttamente, l'immagine video apparirà automaticamente circa 3 secondi dopo il caricamento del software. Vedrai anche il frame rate nell'angolo inferiore sinistro della finestra del software, come mostrato di seguito.

Se hai già avviato SharpCap prima di collegare la fotocamera, per aprire la fotocamera, fai clic su "fotocamera" nella barra dei menu e quindi seleziona il dispositivo.

Regolazione dell'offset. Quando si blocca completamente la fotocamera (cioè come quando si scatta un fotogramma scuro), si potrebbe notare che l'immagine non è realmente a zero. A volte questo riduce la qualità del contrasto dell'immagine. È possibile ottenere un campo scuro migliore regolando l'offset. È possibile verificarlo aprendo l'istogramma come indicato nella figura seguente.

Se si desidera accedere alla modalità immagine a 16 bit, selezionare la modalità "RAW16".

Selezionando la modalità "LX" è possibile ampliare l'intervallo di impostazione dell'esposizione e scattare esposizioni lunghe.

Dopo aver collegato i dispositivi di raffreddamento all'alimentazione 12V, il circuito di controllo della temperatura si attiverà. È possibile controllare la temperatura del CMOS regolando le impostazioni nella figura sottostante. In pratica, è possibile controllare la temperatura del CMOS regolando la "Potenza del raffreddatore" o facendo clic su "Auto" e impostando la "Temperatura target". È inoltre possibile visualizzare la temperatura del CMOS nell'angolo inferiore sinistro della finestra del software.

Software supportato da ASCOM (es. MDL)

Con i driver ASCOM, è possibile utilizzare il dispositivo con molti pacchetti software che supportano lo standard ASCOM. Utilizzeremo Maxim DL di seguito come esempio, ma una procedura simile viene utilizzata per The SkyX e altri pacchetti software che supportano ASCOM.

Prima assicurati di aver non solo caricato i driver ASCOM, ma anche scaricato e installato la piattaforma ASCOM da ASCOM. Dopo aver installato sia i driver che la piattaforma, avvia MAXIMDL. Segui le istruzioni mostrate di seguito per completare la configurazione. Quindi fai clic su Connect e accedi al software.

Driver fotocamera WDM BroadCast

La QHYCCD BroadCast WDM Camera è un driver di trasmissione che supporta le fotocamere QHYCCD con funzione di broadcast video, consentendo di inviare flussi video ad altri software di destinazione. Ad esempio, utilizzando sharpcap per collegare una fotocamera abilitata WDM, l'immagine video visualizzata in sharpcap può essere inviata ad altri software compatibili WDM per la visualizzazione, ideale per applicazioni di trasmissione online.

Installazione:

Eseguire l'installazione AllInOne e selezionare l'opzione BroadCast WDM Camera.

Al termine dell'installazione, fare clic con il tasto destro sul computer, aprire Gestione dispositivi e verificare che il nome del dispositivo immagine sia QHYCCD BroadCast WDM Camera, a indicare che l'installazione è riuscita.

Attivare la funzione:

Di solito SharpCap viene utilizzato per collegare la fotocamera come terminale di trasmissione. Dopo aver collegato la fotocamera, è necessario attivare l'interruttore di trasmissione in diretta per trasmettere.

Il software di supporto comune (cioè ricevitore di trasmissione) include: UFOCAPTURE, HANDYAVI, funzioni video QQ, ecc.

Grafico dell'effetto di test AMcap:

Grafico dell'effetto di test HANDYAVI:

Rendering di prova UFOCAPTURE:

Precauzioni:

Attualmente supporta solo sistemi Windows.

Attualmente, l'SDK non supporta bit 16 per il momento.

Per le immagini a colori è necessario selezionare la modalità RGB24, altrimenti l'immagine apparirà a griglia.

Appendice: Manuale della modalità di trigger esterno

Adatto alle seguenti fotocamere con otturatore globale.

Download degli strumenti di controllo avanzati:

Utilizzare il software Sharpcap come software di acquisizione. Utilizzare gli strumenti avanzati QHYCCD come software per l'impostazione della modalità di trigger esterno.

1.Avvia SharpCAP e vedrai apparire il video in diretta

2. Eseguire gli strumenti di controllo avanzati. Controllare la "SDKAPI_MODE" e fare clic su "Coonect"

Modalità 1: Trigger esterno hardware. Il tempo di esposizione dipende dalla larghezza dell'impulso esterno

Nel menu a discesa Trig Input Souce, selezionare Trig Input Pin Direct. Ciò significa che la sorgente di ingresso del trigger è la porta di ingresso esterna della fotocamera (isolata otticamente, spina RCA dorata); Selezionare una voce in Trig Controller Source (la selezione non ha importanza per questa modalità, quindi sceglierne una qualsiasi)

Premere il pulsante TRIG MODE ON. Si noterà che l'immagine video nel software sharpCAP si ferma. La fotocamera è entrata in uno stato di attesa di trigger esterno. Triggerare la porta di ingresso tramite l'isolamento fotoelettrico e portarla a un livello alto. Si noterà che l'immagine cattura un fotogramma, e più lunga è la durata del livello alto, più lunga sarà l'esposizione dell'immagine. In questa modalità, il tempo di esposizione è uguale alla durata del livello alto.

Modalità 2: Trigger esterno hardware, tempo di esposizione impostato dal software

Premere il diagramma per configurarlo. Scegliere XTRIG CONTROLLER in Trig Input Source, Trig Input Phase su Rise Edge, Trig Controller Controller Enable Source selezionare Trig Controller by Hardware. E inserire il tempo di esposizione, ad esempio 50ms. Quindi fare clic sul pulsante TRIG MODE ON per completare l'impostazione della modalità e del tempo di esposizione.

Triggerando l'interfaccia di ingresso esterna tramite l'isolamento fotoelettrico, viene inserito un breve livello alto e viene catturato un fotogramma nell'immagine in SHARPCAP. Notare che se l'ingresso è costantemente alto, la fotocamera continua a scattare con l'impostazione di un tempo di esposizione più lungo. Per evitare scatti continui, il tempo di livello alto del trigger di ingresso deve essere breve, ad esempio 1ms

Modalità 3: Trigger esterno software, tempo di esposizione determinato dall'intervallo dei comandi software

In questa modalità, il software invia un'istruzione di inizio esposizione tramite il software, quindi attende un ritardo. Poi invia un'istruzione di fine esposizione. È possibile un trigger controllato dal software. Il suo tempo di esposizione è uguale al tempo tra i comandi di inizio e fine esposizione. Seguire le impostazioni di seguito. Una volta configurato, fare clic su TRIG MODE ON per inviare l'istruzione. Quindi fare clic sul pulsante Software Register Trig Test per osservare lo scatto. Per modificare il tempo di esposizione, basta modificare il valore nella casella del tempo di esposizione, senza fare clic su TRIG MODE ON, basta fare clic sul pulsante RegisterSoftware Trig Test.

Modalità 4: Trigger esterno software, tempo di esposizione impostato dal software

Nella modalità 3, c'è un problema con un tempo di esposizione meno stabile e accurato. Il motivo è che l'intervallo di tempo tra le due istruzioni inviate dal computer host non è così preciso e sarà influenzato da ritardi della CPU, carico di lavoro e altri fattori. Pertanto, viene fornita anche la modalità 4. Impostare il modello come mostrato di seguito.

In questa modalità, il tempo di esposizione è impostato dal software ed eseguito dall'hardware interno della fotocamera, piuttosto che dall'intervallo tra i due comandi che la macchina host avvia e termina l'esposizione, quindi il tempo di esposizione è accurato e la ripetibilità è molto buona. La macchina host deve solo emettere un'istruzione di inizio esposizione e una di fine esposizione. L'intervallo tra le due istruzioni deve essere il più breve possibile, ad esempio circa 1ms. La fotocamera sarà esposta secondo il tempo di esposizione impostato dal software, non dall'intervallo dei comandi.

Modalità 5: Trigger esterno hardware, scatto sequenziale

In questa modalità, lo scatto continuo può essere ottenuto tramite trigger esterno. La fotocamera attende fino a quando non viene dato un segnale di trigger, e una volta dato il segnale, inizia a scattare in modo continuo. Il tempo di esposizione è impostato dal software.

Seguire la figura di seguito per configurarlo. Una volta configurato, premere il pulsante TRIG MODE ON per mantenere la fotocamera in attesa, quindi inserire un impulso di livello alto dal trigger di ingresso otticamente isolato per avviare lo scatto continuo tramite il trigger continuo della fotocamera. (È importante notare che QHY174 non funziona quando il tempo di esposizione è breve, e il tempo di esposizione è più lungo.) Se si desidera entrare nel prossimo stato di attesa, fare clic su TRIG MODE ON per ripristinare la fotocamera allo stato di attesa e attendere il prossimo impulso di trigger esterno.

Modalità 6: Trigger esterno software, scatto sequenziale

Simile alla modalità 5, la sorgente di trigger è inserita da hardware esterno al controllo software. Dopo aver premuto il diagramma per configurarlo, fare clic su TRIG MODE ON, la fotocamera attende, a questo punto fare clic sul pulsante Software Register Trig Test, dopo il segnale di avvio, si può vedere l'inizio dello scatto continuo.

Istruzioni aggiuntive:

Il software SHARCAP ha una funzione di riduzione del rumore a strisce orizzontali casuali nella barra dei menu a destra. CMOS dell'otturatore globale, come 174, le strisce orizzontali casuali sono più evidenti ad alto guadagno, e questa colonna può essere regolata opportunamente. Confrontando l'immagine di seguito, non c'è effetto on/off, e la differenza può essere vista.