Peltier und Elektronik Fragen

    Hallo Forengemeinde,


    ich möchte die nächsten Tage mit einer Peltier-Kühlung herum experimentieren und habe diesbezüglich einige Fragen.
    Ich hoffe Jemand von euch kann mir weiterhelfen.


    Ziel ist es einen kleinen Webcam-Chip mit großem Kühlfinger und kurzem Weg zum Peltier-Element ca. 30 °C unter Umgebungstemperatur zu kühlen. Natürlich mit großzügig dimensioniertem Kühlkörper auf der warmen Seite.


    Wieviel Watt sollte das Peltier-Element ca. haben um diesen Ansprüchen gerecht zu werden?
    Ich dachte so an 41 oder 27 Watt Wärmeleistung.


    Peltierelemente brauchen laut dem großen C "maximal" 4.6A...
    Heißt "maximal" dass nicht immer 4.6 Ampere anliegen müssen?
    Wenn doch hab ich an dem Punkt schon einmal arge Probleme ein geeignetes Netzteil zu finden, was auch bis zu 5A liefern kann. Betrieben werden soll das ganze nämlich mobil mit der Autobatterie und das auch noch mit regelbarer Spannung um die Kühlleistung des Peltier zu regeln.


    Man liest bei Eigenbauten und manchen kommerziellen Kameras mit Peltierelementen oft von zugetautem Schutzglas vor dem Chip.
    Taut der Chip an der Innenseite oder Außenseite des Schutzglases zu? Kann man einem Webcamchip auch eine Art Trockenpatrone verpassen?


    Reicht es das Innere der Kamera mit eins, zwei Silikabeuteln vor Feuchtigkeit zu schützen?



    Das sind einige, sicherlich auch ziemlich blöde, Anfängerfragen aus der Bastler-Ecke. Also schon einmal vielen Dank an Diejenigen die versuchen werden mir das Peltier-ABC beizubringen.



    Viele Grüße,
    Patrick

    Hey Patrick,


    brauchst dir keine Peltier Elemente kaufen. Wenn du wieder in Dresden bist, kannst du gern mal vorbei kommen. Ich hab noch vier 36W Elemente da, wenn ich mich nicht irre [;)]. Ich habe da mit einem Element und einem kleinen CPU Kühler ca 20°C Temperaturdifferenz hinbekommen. Nachdem der Tiefstpunkt erreicht wurde, ist die Temperatur wieder leicht gestiegen (1-2°C), da der Kühler dann nicht mehr Wärme abtransportieren konnte und merklich warm war. Ich denke wenn man die Konstruktion optimiert, ist da noch locker mehr drin! Vor allem, wenn man sich ein passendes Gehäuse für die Webcam baut.
    Als Netzteil habe ich glaube ein altes 200W Computernetzteil verwendet.


    Grüße, Marcus

    Hi Patrick,


    weshalb sollten Peltier-Elemente immer einen max. Strom von 4,6A haben? Bei kleineren Elementen ist der max. Strom niedriger.


    Und der Strom ist auch abhängig von der angelegten Spannung, reduzierst du diese wird der Strom niedriger und damit wird die Leistung verringert.


    Guckst du auch dieses Datenblatt hier- da gibt es auch ein Element das nette 60A zieht.


    Gruß
    Stefan

    Hallo ihr Beiden,


    vielen Dank für eure Erklärungen. [:)]


    Danke Markus, das Angebot werde ich gerne wahrnehmen. Ich schreib dir mal 'ne Mail.
    Das wird auf jeden Fall ein interessantes Experiment, vorerst erst einmal ohne dem CCD-Chip auf dem Kühlfinger. Ich werde versuchen alles etwas zu isolieren. Ich hoffe ich komme an die 30°C deltaT am Kühlfinger heran.
    Die Webcam soll irgendwann einmal für kleine Objekte und für zu warme Sommernächte genutzt werden. =) Vorher heißt es aber wohl ewiges Experimentieren um der Taugefahr etwas zu entgehen.



    Viele Grüße,
    Patrick

    Hallo Patrick


    so unbedingt 30° müssen es ja nicht sein, wichtig wäre eine geregelte Kühlung, wegen der Darkwiederverwendbarkeit.
    Schlimm ist nur das man das Verstärkerglühen mit der Kühlung nicht wegbekommt, es fragt sich ob der Aufwand lohnt.
    Aber wenns nicht viel extra kostet kann man bei dem Wetter auch nichts andere tun.


    Gruß Frank

    Hallo Frank,


    Du hast absolut Recht, bei dem Wetter bin ich gern bereit zu solchen Experimenten. [:)]
    Da ich die Webcam seitdem ich die EOS hab sehr selten verwende eilt das Projekt auch nicht.
    Die Kamera soll erst einmal nicht automatisch auf einer Temperatur gehalten werden sondern mit manuellem Drehen am Poti auf eine Temperatur +/- paar Grad einpendeln lassen.
    Für eine Automatik fällt mir nur ein teurer Mikrocontroller oder eine "komplizierte" Analogschaltung ein.
    Wie machen's die gekühlten CCDs? Ich tippe mal auf einen Mikrocontroller, der CCD und Peltier steuert.


    Das mit dem nicht weg zu bekommenden Verstärkerglühen höre ich jetzt zum ersten Mal. Danach habe ich noch gar nicht recherchiert. Danke für den Hinweis!
    Aber immerhin hatte ich mal ein paar Darks meiner Webcam mit knapp 20°C Differenz und darauf sieht man, dass sich das Rauschverhältnis trotzdem deutlich verbessern müsste, da bei hohem Gain nicht nur das Verstärkerglühen kommt sondern auch eine gleichmäßige Aufhellung vom Hintergrund (durch thermisches Rauschen vielleicht?). Diese Aufhellung wird beim kälteren Temperaturen deutlich schwächer. So sollte man immerhin Kontrast gewinnen.


    Ich frage mich ob das Verstärkerglühen vom Chip oder von der Kameraelektronik abhängig ist?



    Viele Grüße,
    Patrick

    Hi Patrick,


    ich denke, so was kann man sicherlich durch einen µC realisieren. So teuer sind die ja auch nicht. So ein Atmega8 kostet doch auch nur um die 2€ und für so eine Aufgabe müsste auch ein viel kleinerer µC reichen.


    Das Verstärkerglühen liegt mMn. an der Kameraelektronik. Bei den älteren EOS (< EOS 400D) tritt das ja auch deutlich auf, da der Verstärker da wohl während der Aufnahmen eingeschaltet bleibt. Die neueren Modelle schalten ihn während längeren Belichtungszeiten wohl aus, wodurch das Verstärkerglühen bei den neuen Modellen kein Thema mehr ist.
    Eventuell gibt es da ja auch eine Schaltung für die ToUcam. Ich meine mal so etwas gelesen zu haben. Für die 300D gibt es zumindest so eine Schaltung: http://www.astroklaus.de/html/ampoff.html



    Grüße,
    Marcus

    Hallo


    das Verstärkerglühen? ist eine witzige Sache, jede Diode kannst du auch als Photodiode benutzen wenn sie ein Glasgehäuse hat, nicht gut aber bisschen doch, sagen wir mal in dem Fall sind es eher Leuchtdioden, das trifft ja dann auch auf Transistoren zu, in dem Fall wohl dehnen vom Ausleseverstärker. Müsste man abschlten, aber kommt man über die Beinchen vom Chip nicht geziehlt ran.
    Ich frage mich wie die das in den DMK Kameras machen, wohl über die Firmware??


    Gruß Frank

    Hallo Frank,


    Transistoren und Dioden in Glasgehäusen sind recht selten- damit entfällt der Effekt als Fotodiode.


    Unter Verstärkerglühen dürfte eher die thermische Strahlung zu verstehen sein- die von der Verstärkerelektronik bei Langzeitbelichtungen von hinten auf den Sensor einwirkt- und da die CCD Chips in gewissen Bereichen auch auf Infrarot reagieren, zeigt sich das dann als aufgehellter roter Bereich.


    Gruß
    Stefan

    Hallo


    recht selten, ja aber die Transioren auf dem Chip selber sind natürlich nicht gekapselt, aber so oder so auch den Wärmegradienten im Chip wird man nicht wegkühlen können.
    von äußerer Schaltung kommt es nicht, es bleibt auch wenn man den Chip isoliert verbaut.
    ein Problem ist dann auch noch wenn man die Spannungsregelung für die Kühlung mit Schaltregler macht, da ist schon einiger Aufwand zu betreiben um nicht noch Störungen zusätzlich zu haben.


    Gruß Frank

    Hallo euch Dreien,


    danke Marcus, ich wusste gar nicht, dass es die so klein und günstig gibt. Schon nett was man bei seinem InformationsTECHNIK Studium lernt. Theorie gepackt in Theorie, aber von den real existierenden Bausteinen keinen Dunst.. okay paar Praxisvorlesungen kommen schon noch. ;) Jetzt wird schon das Hobby zum dazulernen dienen.


    (==>)Stefan
    Das Rauschen bei der SPC900NC neigt komischerweise eher zu Blau. Lediglich das Verstärkerglühen in der Ecke ist anders, nur auch kein Rot, sondern Hellblau bis Weiß.
    So als ob es über das ganze Farbspektrum (also über alle gefilterten Pixel auf dem CCD) geht.
    Haben die Pixelfilter für RGB auf dem CCD überhaupt eine Wirkung wenn die Wärme vom Inneren des Chips (von Hinten, fern des normalen Lichtweges) kommt? Der Vergleich zu den EOS hinkt zwar, aber irgendwie ist ein umgehen dieser Filter denkbar sodass es bei Wärmestrahlung wie bei SW über alle Pixel R,G,B wirkt.



    (==>)Frank
    Was meinst du mit zusätzlichen Störungen?



    Viele Grüße,
    Patrick

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