Kako sam modifikovao analognu kameru za video nadzor u kameru za planetarnu astrofotografiju.

Dr Tomas Nemeš

Naravno, pored uslova na nebu i umeća astronoma, kvalitet zavisi i od uloženih sredstava u opremu koja opet mora biti i prilagođena nameni. Za astrofotografiju dubokog neba potrebna je duga ekspozicija što implicira zahtev za pozicijom snimanja sa malim svetlosnim zagađenjem, kvalitetan sistem praćenja, teleskop sa što boljom optikom kao i digitalnu kameru velike osetljivosti sa mogućnošću aktivnog hlađenja u cilju minimizacije termalnog šuma. Sa druge strane planetarna astrofotografija, zbog relativno velikog sjaja planeta, nameće zahtev za kratkom ekspozicijom. Olakšavajuća okolnost je što za kratke ekspozicije nije potrebno raspolagati jako preciznim sistemom praćenja, ili čak sistem za praćenje nije ni potreban jer se pomoću odgovarajućeg softvera koji se može besplatno preuzeti sa interneta slike mogu poravnati i procesirati. Međutim u cilju dobijanja što većeg lika planete u primarnom fokusu, potrebno je koristiti teleskop veće žižne daljine ili povećati žižnu daljinu pomoću Barlow sočiva. Kvalitetna planetarna kamera je jeftinija od kamere za objekte dubokog neba ali se na dobroj poziciji sa malim svetlosnim zagađenjem može koristiti i za snimanje objekata iz Mesijevog kataloga. S obzirom na navedene činjenice, planetarna astrofotografija izgleda kao logičan početak za one koji žele da uđu u svet astrofotografije. 

Međutim, nabavka teleskopa i prateće opreme pa još i nabavka planetarne kamere često prevazilazi budžet astroamatera, jer se ovde ipak radi o hobiju. Pitanje koje se ovde nameće je: koji je minimum ulaganja za ulazak u svet astrofotografije? Vrlo brzo na internetu nalazim da jednostavna WEB kamera sa manuelnim objektivom uz izradu odgovarajućeg adaptera za fokuser može poslužiti kao planetarna kamera. Nakon nabavke jedne takve kamere (TRUST –Spot Light Pro) vrlo brzo je sledilo delimično razočarenje u njenu upotrebljivost za astronomske svrhe. Naime jeftine WEB kamere su optimizovane za internet komunikaciju, tako da je često korisniku ostavljeno vrlo malo mogućnosti za manuelna podešavanja. Na primer, problem na koji sam naišao je nemogućnost podešavanja ekspozicije kao i automatsko prilagođavanje emitovanih frejmova po sekundi prema jačini osvetljenosti, što nikako ne odgovara za planetarnu astrofotografiju. Slike planete Jupiter koje sam dobio pomoću Web kamere navele su me da dalje razmislim o nekom boljem ali još uvek jednostavnom rešenju. 

Sasvim slučajno dolazim do saznanja i pribavljam neispravnu analognu kameru za video nadzor koja se inače više ne koristi u te svrhe. U pitanju je analogna kamera u boji SAMSUNG SDC-415 (Slika 1) koja ima CCD čip dijagonale 8.5 mm sa efektivnom rezolucijom 752x582 piksela (Slika 2). Kako je ova kamera namenjena i za rad pri niskom osvetljenju njena dobra karakteristika je velika osetljivost CCD čipa. Iako je broj frejmova koje ova kamera daje je konstantnih 25 po sekundi bez obzira na svetlosne uslove, kamera ima niz mogućnosti za manuelna podešavanja raznih parametara. Na primer, dužina ekspozicije svakog frejma se može manuelno podešavati u rasponu 1/120.000 do 1/50 sekundi i x2 do x128. Može se podešavati jačina plavog i crvenog kanala, prisustvo pozadinskog osvetljenja itd. Dakle karakteristike obećavaju njenu upotrebljivost za planetarnu astrofotografiju kao i astrofotografiju svetlijih objekata dubokog neba. 

Slika 1. Analogna kamera za video nadzor SAMSUNG SDC-415.

Slika 2. Prednji izgled kamere bez objektiva gde se vidi CCD čip.

Međutim za upotrebu u astrofotografske svrhe ova kamera zahteva nekoliko modifikacija koje ću ovde opisati. Kao što rekoh, kamera je bila neispravna ali, na sreću, uzrok neispravnosti kamere je bio elektrolitski kondenzator na sopstvenom napajanju koji sam lako zamenio. Nakon toga, kameru sam priključio preko analognog ulaza na običan TV i uverio se u ispravnost svih funkcija kamere. Za upotrebu na terenu radni napon ove kamere od 220 V je otežavajuća činjenica. Kada sam proučio servisni priručnik koji sam preuzeo sa interneta, uvideo sam da se sopstveno napajanje kamere, koje je prekidačkog tipa, može izvaditi iz kućišta, a na odgovarajuće kontakte dovesti jednosmerni napon od 12V. Na izlaz gde je bio kabel za gradsku mrežu učvrstio sam konektor za DC napajanje (Slika 3). Sa malog akumulatora od 12 V i 1.2 Ah dobio sam konstantan napon koji može da obezebedi neprekidni rad ove kamere od nekoliko sati, što je sasvim dovoljno za astrofotografiju.

Slika 3. Pogled na zadnji deo kamere. Crvena strelica označava DC konektor koji sam ugradio. Sa leve strane vide se dugmići za manuelna podešavanja. 

Sledeći problem koji se nametnuo su tasteri na kameri predviđeni za podešavanja. S obzirom da bi pritiskanje tastera na kameri dok je postavjena na teleskop ometalo poziciju snimanja, opet proučavanjem servisnog uputstva odlučio sam se za izvesnu modifikaciju. Sa odgovarajućih pinova na električnom kolu kamere izveo sam kontakte sa tastera na petožilni XLR-M avionski konektor koji sam pričvrstio na kućište kamere (Slika 4). Spoljne komande sam izradio pomoću 5 prekidača koje sam ugradio u plastičnu kutiju. Iz plastične kutije sa prekidačima izveo sam kabel sa odgovarajućim konektorom koji se pričvršćuje za kameru (Slika 5). Napomenuću da postoji verzija ove kamere sa oznakom SDC-435 koja ima mogućnost priključivanja komercijalno dostupnih komandi za podešavanja preko BNC-T adaptera. Za ovaj model kamere dakle nije potrebno praviti spoljne priključke. Takođe postoji i fabrička verzija koja radi na 12V.

Slika 4. XLR avionski konektor-muški sam ugradio na kućište kamere.

Slika 5. Tasteri za upravljanje kamerom sa kablom i XLR ženskim konektorom. 

Stabilno pričvršćivanje kamere na fokuser je problem koji je bio lako rešiv.  Uz pomoć internet pretraživača pronašao sam da za ove kamere postoji standardni takozvani C-adapter ili CS-montaža CCTV tipa za fokuser od 1.25 inča koji se može nabaviti putem internet trgovine (Slika 6). Ovaj adapter se lako montira na kameru umesto CCTV objektiva (Slika 7). Sa ovim adapterom obezbeđena je stabilna pozicija u fokusu. Adapter ima i standardni navoj za filtere 1.25”, što može biti korisno za gradske uslove snimanja. Kameru sam priključio na laptop pomoću USB AD video konvertora (Gembird USB videograbber-Slika 8) i koaksijalnog BNC kabla. Ovaj USB adapter vrši AD konverziju video signala u realnom vremenu, a program SharpCap (inače namenjen za astrofotografiju) prepoznaje ovaj adapter kao USB kameru. Konačan izgled montirane kamere na teleskop koja je priključena na laptop prikazana je na Slici 9.  

Slika 6. C-adapter za kameru na fokuser od 1.25”. 

Slika 7. Izgled modifikovane kamere sa montiranim C-adapterom.

Slika 8. USB AD video konvertor.

Nakon što sam kameru pustio u rad uverio sam se u nekoliko prednosti nad običnom web kamerom. Bez obzira na uslove osvetljenosti, AD konvertor je emitovao konstantnih 25 frejmova u sekundi. Pomoću izvedenih spoljnih prekidača jednostavno sam menjao opcije ugrađene u manuelna podešavanja kamere. Količina svetlosti po frejmu se jednostavno podešava dužinom ekspozicije svakog frejma i totalno je nazavisna od programa ili opterećenosti računara koji se koristi za snimanje. 

Slika 9. a) kamera montirana na fokuser teleskopa b) pregled opcija koje se mogu podešavati na kameri c)kablovi i priključci za laptop i komande d) izgled celog sistema.

Treba reći da sam za dovođenje u funkciju ove kamere i samu kameru izdvojio ukupno oko 10.000 dinara, što je još uvek znatno jeftinije od komercijalno dostupne planetarne kamere. Ostaje da testiram kameru za planetarnu astrofotografiju kao i svetlije objekte dubokog neba, o čemu ću podneti izveštaj u nadam se skorijoj budućnosti.