Projet de fabrication d'un nouveau boîtier de caméra CCD refroidi

 

Dernière mise à jour : 20/10/2004, ajout d'une évolution de concept.

 

Présentation du projet.

Beaucoup de personnes ont tenté de faire un boîtier de caméra pour pallier les problèmes récurrents de givre sur certaines caméras. Le but de cette étude est dans un premier temps de faire un cahier des charges le plus complet possible, la deuxième phase sera le développement d'un ou de plusieurs prototype aux frais de l'association, enfin après un test approfondi des prototypes  on passera à l'industrialisation d'une petite série de 50 boîtiers par exemple.

Envoyez vos remarques à : Pierre Charpentier

Directions d'améliorations principales :

- La résistance au givre est à priori la première motivation de ceux qui ont réalisé un boîtier étanche.

- L'ajout d'un obturateur semble de bon goût ...

- L'amélioration des performances de refroidissement est un troisième souhait souvent exprimé.

- Voici une première proposition de concept de caméra étanche avec obturateur.

-Voici une évolution de ce concept, le rendant plus facile à usiner et plus petit en diamètre extérieur.

- Voici un projet pour les possesseurs du boîtier actuel de l'Audine pour y monter l'obturateur Pentax

Pourquoi des spécifications ?

Le but de ces spécifications est d'essayer de décrire le plus exhaustivement possible le besoin pour un tel boîtier. 

Parmi les personnes qui ont réalisé un boîtier pour leur Audine, certains ont peut-être eu des regrets par rapport à ce qu'ils ont réalisé une fois l'épreuve  de l'utilisation sur le terrain passée....

Si on met cette expérience en commun et que ces spécifications sont le reflet d'un tour de table des Audiens le plus large possible, on peut légitimement croire que ce boîtier caméra sera sinon parfait du moins quasi....

Projet de spécifications

Voici un projet de spécification qui évoluera en fonction des discussions sur la liste Aude

Spécifications d'herméticité :

HER -Mise sous vide/remplissage avec un gaz sec : La caméra doit être suffisamment étanche pour qu'un remplissage/purge à l'air sec (ou azote) effectué tous les ans soit suffisant. Cette condition si elle est remplie permet d'envisager la mise sous vide sereinement.

Spécifications physiques :

PH1 - Poids maximal : Audine actuelle 500g sans obturateur, peut-on accepter 1000 g avec obturateur et étanchéité ?

PH2 - Quelle dimension sur l'axe optique maximale : Les possesseurs de monture à fourche ont probablement une spec facile à exprimer .....

PH3 - Quelle dimension sur les autres axes maximale : ?

PH4 - Compatibilité physique avec les cartes électroniques actuelles : Le nouveau boîtier étanche devra utiliser les cartes actuelles et existantes (câblées) de l'AUDINE mais pourra nécessiter une intervention sur la connectique (dessouder la connectique actuelle) pour en installer une étanche mais compatible.

PH5 - Interface mécanique : M42 x 1 ou M42 X 0,75 ou monture C ou autre  ?

PH6 - Forme du boîtier : - cylindrique (plus facile à usiner mais plus encombrant pour des cartes "carrées") - cubique (moins encombrant, plus difficile à usiner hors découpe de profilé existant et surtout beaucoup plus dur à étanchéïfier correctement)

Spécification économique :

ECO1 - Prix maximal : 230 à 300 euros ?

ECO2 - Série envisagée : 50

Spécification d'architecture :

ARCHI1 - Met-on l'obturateur à l'intérieur de la caméra ou à l'extérieur : ? 

Obturateur  à l'extérieur de la caméra

Obturateur à l'intérieur de la caméra

AVANTAGES

INCONVENIENTS

AVANTAGES

INCONVENIENTS

- ça protège le hublot de la poussière   

- diminution du risque de salissure interne , les pièces mobiles générant de la poussière risquent de salir le CCD.   

- c'est plus fiable car moins exposé aux températures extrêmes 

- le "moteur" est mieux refroidi si l'on mets la caméra sous vide 

 - il est facile à enlever pour gagner du tirage et pouvoir utiliser un réducteur de focale très exigeant ou un flip-mirror.

 

- il faut un obturateur plus grand car il est situé plus loin 

- ça fait un câblage plus compliqué (soit un câble de plus à partir de l'alim. ou de l'arrière de la caméra soit un passage de paroi à coté du hublot) 

- ça ne protège plus le hublot du givre à l'extérieur du au refroidissement de celui-ci

 

- obturateur plus petit car plus proche du CCD 

- protection mécanique de l'obturateur dans le boîtier (et aussi contre l'humidité)

 - câblage simple pouvant intégrer l'électronique d'interface dans la caméra 

 

- le hublot n'est pas protégé de la poussière

  - l'obturateur est plus difficilement accessible en cas de panne 

- augmentation du risque de salissure interne dû aux pièces mobiles de l'obturateur 

- pas forcément compatible avec la mise sous vide de la caméra (nécessité de créer un pont thermique avec le boîtier si l'obturateur chauffe car plus de refroidissement par convection).

 

ARCHI2 - Prévoit-on un flip-mirror tout de suite dans la conception : ?

ARCHI3 - Prévoit-on une voie de guidage tout de suite dans la conception : ?

Spécifications électriques :

ELEC1 - Est-il possible à ce stade et pour favoriser la miniaturisation d'envisager de re-router l'audine sur un seul PCB en utilisant les CMS plus largement : Non car c'est c'est contradictoire avec PH4

ELEC2 - Garde-t-on la connectique actuelle : OUI mais il faut la rendre étanche (cf PH4)

ELEC3 - Continuité électrique / blindage /CEM, besoins nouveaux avec EthernAude : Il faut impérativement prévoir une mise correcte a la masse de toutes les parties du boitiers avec la masse ventilo/peltier, (pas le -15v/+15v).

Spécifications optiques :

OPT1 - Quel tirage optique maximal est tolérable (incidence sur l'usage des réducteurs de focale et sur le diamètre des filtres) : Le tirage doit être minimisé car il n'est pas possible (compte tenu des tolérances de positionnement du chip CCD ;+/- 0,3 mm sur l'axe optique; et de la chaîne de cotes entre le capteur et la face avant ) de le normaliser à une valeur précise. La valeur de 25 mm max semble un objectif raisonnable, permettant probablement le montage d'un obturateur interne.

OPT2 - Pour quel capteur conçoit-on le boîtier (400/1600/3200) : ?

OPT3 - Pour quelle rapport d'ouverture calcule-t-on les ouvertures mécaniques (dia hublot, obturateur) : F3,3 ?

OPT4 - Faut-il réutiliser le hublot actuel : Propositions : Filtre SCHOTT WG305 (pas de coupure importante dans le bleu), utiliser un filtre anti-UV de bonne qualité (HOYA, NIKON traité AR multi-couches )

Spécifications thermiques :

TH1 - Quelles performances/principe de refroidissement (avec/sans ventilo) : Y-a-t-il une demande pour un refroidissement par eau ? Quelqu'un a t'il essayé des ventilateurs de Pentium IV à noyau cuivre et consort ?? 

TH2 - Faut-il garder les composants thermiques actuels (peltier, drain, radiateur ) : Cf ci-dessus?

TH3 - Faut-il améliorer les performances de refroidissement en ajoutant un peltier ? Dans ce cas, il faut en rajouter un plus grand derrière le peltier actuel ou un plus petit devant ?

Spécification de Nom :

Boitaude,  Cryaude,  Hermét'Aude ......