Selbstbau DSLRcooler und Rauschverhalten EOS1100D

    Hallöchen,
    da mich das DSLR-Rauschen bei Langzeitaufnahmen nervt, habe ich mir aus einer aktiven 12V-Kühlbox die Peltier-Kühleinheit herausgescrhaubt und sie in eine kleine Styroporbox mit 40mm Wandstärke hineinegebastelt, die gerade gross genug ist, neben der Peltiereinheit noch meine EOS1100D und ein Funkthermometer zu beherbergen. Der erste Trockenversuch (indoors) erzielte eine Reduktion der Temperatur in der Box gegenüber der Umgebung um bis zu 23.3°C, wobei der Stromverbrauch stabil bei 3A an einer 12V-Quelle lag, wovon 0,5A für die Luftumwälzung und 2,5A fürs Peltier "draufgingen".
    Nach 15/30/60/120min lag die Temperatur in der Vorrichtung bei 6,6/13,2/19,4°K unter Umgebungstemperatur (21,5°C).
    Während des zweistündigen Probelaufes wurden in direkter Folge Darkframes mit jeweils 300s bei iso 6400 aufgenommen und der durchschnittliche Luminanzwert aller Pixel der resultierenden jpeg´s als Maß für das Hintergrundrauschen verwendet. Derselbe Versuch wurde mit derselben DSLR am Tag darauf ohne Kühler wiederholt und die Luminanzwerte einem direkten Vergleich unterzogen:
    Zeit/Luminanz (ungekühlt)/Luminanz (gekühlt):
    0min/9,0/11,3
    15min/12,3/11,4
    30min/14,8/6,8
    60min/17,4/5,9
    120min/21,6/4,4
    Das Luminanzrauschen der DSLR betrug nach 2stündiger Dauereinsatz mit Kühlung nur noch ca 1/3tel des Startwertes (11,3=>4,4) im Gegensatz zu einer guten Verdopplung des Luminanzrauschens (9,0=>21,6) bei ungekühlter Dauereinsatz.
    Demoaufnahmen mit den genannten Parametern nach 2h:
    gekühlt:

    ungekühlt:

    Grüssle
    Marc

    scheinbar interessiert sich ausser mir niemand für eine mobile dslr-kühlung ... schade! der vollständigkeit halber möchte ich euch hier noch vom folgeversuch zum beschriebenen mit der selbstbau-kühlung berichten:
    da bei der ersten von einer serie konsekutiver 5min-belichtungen deutlich dunklere/rauschärmere darks produziert, als die folgenden, scheint sich der cmos-chip während der arbeit stark zu erwärmen (ich hatte mal so´n tool, dass die chiptemperatur bei canon-kompaktkameras ausgegeben hat und das zeigte sehr schnell 40-50°C an!! - okay, das waren ccd´s mit pixelgrössen deutlich unterhalb einer 12MP/1,6crop-dslr und ich habe keine ahnung, ob die temperaturwerte zuverlässig waren - ich fand einfach die grössenordnung spannend!).
    im folgend beschriebenen versuch wollte ich die folgende arbeitshypothese testen:
    "der hitzestau im cmos-chip liegt an dessen unzureichender wärmeableitung und kann somit - zumindest teilweise - durch aktive luftumwälzung innerhalb des dslr-gehäuse verhindert werden."
    um das zu testen, habe ich einen ultraflachen ventilator ("mighty blower" von conrad; Fördervolumen ca 3,55ltr/min; 0,13W) zwischen der rückseite des dslr-displays und der sonstigen elektronik platziert, die verkabelung aus dem gehäuse herausgeführt und den body wieder zugeschraubt. mit der so modifizierte eos1100d habe ich wiederum zwei aufnahmeserien zu je 20 konsekutiven 5min-darks erstellt (mit und ohne die im o.g. beitrag) beschriebene externe kühlvorrichtung) und das luminanzrauschen jeweils mit und ohne den umwlzlüfter im dslr-body miteinander verglichen:
    - bei betrieb der camera in der externen kühlvorrichtung ergab sich durch die luftumwälzung im dslr-body eine (leider geringfügige) weitere abnahme des rauschens(ca 5-10%)
    - betrieb der camera ohne externe kühlung brachte die aktive luftumwälzung im dslr-body keine reduktion des rauschens.
    - beeinträchtung der dslr-funktionen durch den lüfter konnte ich keine bemerken.
    FAZIT: die o.g. arbeitshypothese wurde nicht bestätigt, die wärmeabführung vom cmos-chip konnte durch die luftumwälzung im dslr-body nicht verbessert werden. möglicherweise erwärmt sich der innenraum des dslr-bodies recht gleichmässig und der body selbst (kunststoff) ist limitierend für den wärmeaustausch mit der umgebung.
    grüssle
    marc

    Hallo Marc,


    ich finde, dass der Mittelwert der Luminazwerte aller Pixel kein gutes Maß fürs Rauschen ist, da sich zumindest für ideales Rauschen der Mittelwert 0 ergibt (Deswegen mittelt man ja überhaupt mehrere Aufnahmen.). Im Allgemeinen benutzt man hier die Standartabweichung und ich würde auf jedenfall dazu unkomprimierte Tiffs verwenden und keine Jpgs. Ich vermute mal die Ergebnisse würden trotzdem eine Abnahme zeigen, aber die Frage ist ja eher wie stark.


    Anonsten finde ich dein Projekt sehr interessant. Ich werde vielleicht später mal meine Olympus Pen E-P2 verwenden, die rauscht sehr stark und wenns warm wird noch viel schlimmer. Da die Kamera sehr klein ist, lässt sie sich gut in einem Kasten unterbringen.


    Grüße

    hallo galaxsea,
    ich denke schon, dass die jpeg-komprmierung die ergebnisse beeinflusst ... aber in welche richtung kann ich nicht sagen. da ich aber habe leider nur gimp 2.6 zur bildanalyse (und msb-astroart, aber damit bin ich kommpletter neuling) habe und das mit den canon-rohdaten nicht umgehen kann, schien es mir der schnellste weg zu sein, die jpeg´s per histgramm auszuwerten. bei 8bit datentiefe spickt mir dieses für alle 12 millionen pixel einen als u.a. "wert" bezeichnete zahl zwischen 0-255 aus - nebst den entsprechenden werten für R, G und B. Ich gehe davon aus, dass es sich bei RGBum die interpolierten Werte der Farbkanäle handelt, während der "Wert" die Summe der RGB-Werte darstellt - möglicherweise um irgendwelche Faktoren korrigierte, um der lichtempfindlichkeit des cmos für die verschiedenen farbkanäle rechnung zu tragen.
    nun bin ich vielleicht etwas naiv davon ausgegange, dass es sich bei diesem "wert" um den luminanzwert handelt .. dae dieser aber aberimmer "grösser null" (wie gesagt, range 0-255) ist, kannn er sich m.E. nicht rausmitteln, sondern nur so nahe wie möglich an null herangebracht werden (z.B. durch kühlung) - zumindest wenn wir hier von darkframes sprechen. wo liegt ggf. mein denkfehler?
    grüssle
    marc

    wie gross und wie schwer ist deine styro-box mit cam und peltier dann insges. ? 20K differenz zur umgebung finde ich schon recht vernuenftig, grad im sommer machen dslr aufnahmen keinen rechten spass .)

    hallo frank,
    das die styroporkiste auch kommerziell erhältlich ist, ist schon klar. möglicerweise ist meine kiste etwas leichter, stromsparender - dazu fehlt mir der direkte vergleich. ich kenne das geoptoik-pendant nicht persönlich. aber es ist mit 200€ sicherlich deutlich kostspieliger als ein selbstbau (ca 40-50€) - und macht nicht halb so viel spass wie selbiger.
    da ich meine dslr auch zum normalen knipsen benutze, scheue ich vor einem permanenten umbau zurück. es geht mir vielmehr darum auszoloten, ob ich (m)eine alltagstaugliche dslr soweit kriegen kann, dass sie mir - gerade auch im sommer - belichtungszeiten (als single shot) ermöglicht, die in aller regel unter den von tübingen aus erreichbaren beobachtungsplätzen (schw. alb) schon an der himmelsaufhellung scheitern.
    grüssle
    marc

    Hallo


    ich meine ja bloß das nach außen gehende Kupferblech, das stört ja nicht weiter, und da könnte man dann einen Kühlkörper dranklemmen wenn man die Kamera in der Kühlbox betreibt, dann braucht es keine 2h den Chip kalt zu bekommen.


    Gruß Frank

    Hallo,


    da ich mich auch schon, der Verlockung des Gedankens einer günstigen Kühlung erlegen, an solcher Box versuchte, hier meine Erfahrung:


    Es bringt nicht viel.


    Hauptproblem bei mir war die Abführung der Abwärme des Pelztiers. Es braucht einen Mordskühler samt Mordslüfter.


    Mit vernünftigem Pelztier, zugehöriger Regelung, entsprechendem Kühlkörper und Lüfter habe ich mit dem Experiment locker 100 Euro verbraten, mit sehr sehr mäßigem Ergebnis.


    In der Box tobt der Kampf der Elemente. Sämtlich vom chip und ggf. dem Display/CPU's etc. produzierte Wärme muss über das Pelztier abgeführt werden. Normalerweise erfolgt das ja mehr oder weniger gleichmäßig an die Umgebung.
    Demnach müsste ein etwas größerer Styroporkasten sogar besser zu kühlen sein als ein zu kleiner in dem kaum kühlbare Luft enthalten ist. Zudem muss die Luft im Kasten bewegt werden, sonst tut sich außer direkt am Pelztier fast gar nichts. Alternativ könnte die kalte Seite auf ausreichend großes Kälteleit-/Verteilkonstrukt verbracht werden was wiederum den Aufwand nicht unwesentlich erhöht.


    Zudem kommen die Plastegehäuse der preiswerteren Kameras dem Grundgedanken Wärmetransport nicht gerade entgegen.
    Aber die 40D mit Magnesiumbody war auch nicht besser. Trotz "Kühlfinger" am Stativgewinde und im Akkufach.


    Unterm Strich kein Verhältnis von Aufwand und Nutzen.
    Unter sommerlichen Verhältnissen hatte ich bescheidenen 3-5 Grad unter Umgebung erreicht. Von der (un)handlichkeit des Konstrukts mal ganz zuschweigen.


    Weiterführende Probleme wie Kondensat habe dabei noch nicht mal untersucht.


    Ende vom Lied. Eine fertige gekühlte vom Koreaner, ehrliche 18 bis 21 Grad unter Umgebung (am chip!) und eine paar nicht mehr zu gebrauchende Pelztiere (Stichwort Wärmeleitkleber...) samt unbrauchbar gemachter Campingkühlbox.
    Und dabei doch eine ganze Menge über Pelztiere gelernt.


    Grüße, Dirk

    Mahlzeit,


    ich habe mich selbst lange mit dem Thema DSLR-Kühlung beschäftigt und der erste Ansatz war natürlich auch die Box. Besonders effektiv war das nicht und deshalb ging es schnell richtung direkte Chipkühlung, Lufttrocknung und noch weit darüber hinaus. Die ganze Story gibt's hier: http://www.watchgear.de/CoolGuideDSLR/CoolGuideDSLR.html


    Zum Schluss hatte ich eine gekühlte DSLR die vermutlich das maximal erreichbare darstellte. Und trotzdem bin ich zu dem Schluss gekommen, das es einfach hirnrissig ist. Denn der Vorteil der DSLR liegt in der Portabilität und und dem einfachen Akku-Betrieb im Feld. Wenn man durch die ganze Kühl-Mimik und den dafür benötigten Stromverbrauch diese Vorteile erfolgreich beseitigt hat, stellt man unweigerlich fest, dass man immer noch nicht annähernd die Leistung einer "richtigen gekühlten CCD" erreicht und trotzdem lange schon beim gleichen Preis gelandet ist. Also vertickt man das Teil wieder, kauft eine CCD für den stationären Betrieb und eine neue ungekühlte DSLR um wieder so richtig mobil zu sein[:D][8D][:D]


    Gruß
    Klaus

    hi,
    die box wiegt ohne dslr 1,1kg und misst aussen 28x28x14cm. die luftumwälzung im innern besorgen 2 40mm-lüfter und aussen 1 80mm lüfter, die zusammen 0,5A verbrauchen. ich denke, eine stunde vorkühlzeit ist ausreichend, denn dann habe ich in der box schon fast 20°C unter umgebung und die kamera hingt nur 5-10min hinterher. das wirkt sich schon stark aus das rauschen aus (siehe beispielaufnahmen im ersten beitrag des threads).
    lehrgeld habe ich übrigens auch gezahlt - v.a. in form von ettlichen rechnungen für die einzelteile der peltierkühlung. nachdem ich dann die ursprüngliche idee einer massgeschneiderten hochleistungspeltierkühlmaschine mangels know-how ad acta gelegt hatte und mich mit "der massenware" campingkühlbox als lieferant einer (mit 900g nicht ganz leichten, dafür aber wenigstens funktionierenden) peltiereinheit abgefunden hatte, wurde es viel billiger.
    klar, dass ich hinsichtlich der mobilität und flexibilität einige vorteile einer dslr verspiele, wenn ich mit der sperrigen box und einer sperrigen kühlvorrichtung etlichen extrakabeln für bildkontrolle und fernauslösung, ... "ins feld" ziehe. deswegen war es mir wichtig, eine reversible lösung ohne permanenten kameraumbau zu basteln - dann kann ich - je nach verfügbarer zeit, wetterlage, standort und zielobjekt spontan entscheiden, ob ich das gesamte zusatzequipment einpacke oder eben nicht.
    grüssle
    marc

    Moin,


    also ich brauche an "Zusatzequipment" gerade mal einen 18 Ah Akku, damit hält die Kühlung die ganze Nacht. Reversibel muss das nicht sein, die Kamera selbst kostet ja kaum noch mehr als eine Tankfüllung. Die bei centralSD umgebaute Kamera selbst lässt sich auch komplett ohne Kühlung betreiben inkl. Liveview etc. Das einzige was deaktiviert wurde ist der Staubrüttler und der Blitz, konsequenterweise. Dabei ist die Kamera nur unwesentlich größer und schwerer als ohne Kühlung und m.E. immer noch um vieles leichter und intuitiver zu bedienen als eine reine Astro-ccd. Und es braucht keinen PC/Notbook. Von der Kostenseite hat watchgear natürlich recht, für das Geld bekommt man auch eine "echte" ccd, ebenfalls mit allen Vor- und Nachteilen.


    Grüße, Dirk

    Hallo Mark,


    Ich habe mich schon seit einiger Zeit mit der Kühlung von DSLR Kameras beschäftigt.
    Vor nem halben Jahr hab ich dann ne 500D totalumgebaut:
    http://forum.astronomie.de/php…er_mod_V2_Plan#Post983998
    Ich muss sagen, dass dies absolut die beste Lösung ist die Kamera in ein separates Gehäuse zu packen und trotzdem den Chip direkt zu kühlen. Keine Tauprobleme, oder sonstiges.
    Die Kühlung läuft momentan auf 2,5A und es wird eine Temperaturdifferenz am Chip von ca. 35°C während der Aufnahmen erreicht.
    Wenn die Kamera erst nach der Kühlung eingeschaltet wurde und der Peltierstrom auf 3A erhöht wurde, waren es sogar 47° Temperaturunterschied.


    Das nötige Bastelmaterial liegt <100€ (dorthin zu kommen, hat jedoch mehr gekostet), und die Kühlung ist deutlich effizienter als bei den koreanischen Kollegen. Auch wenn das Setup bei mir fix steht, lässt sich die Kamera sicherlich mobil einsetzen. Klar, man kann keine Urlaubsfotos mehr damit machen und man braucht halt etwas Mut für den Eingriff.


    Viele Grüße
    Michael

    Hallo Marc,


    die Herangehensweise des Vergleichs via Dunkel-JPEG ist absolut korrekt. Es geht ja in erster Linie um Relativwerte bei unterschiedlichen Temperaturen. Je weniger verrauscht ein Dunkelbild ist, desto besser (kleiner) kann der JPEG-Algorithmus das Bild packen. Eine Mittelung mehrerer Aufnahmen wäre hier sogar kontraproduktiv, da mit zunehmender Aufnahmeanzahl die Temperatur des Sensors weiter steigt. Beim Mitteln geht es ja um die 'Glättung' des Hintergrundes, wie hier schon richtig eingeworfen wurde. Dies betrifft aber die statistische Verteilung des Rauschens pro Aufnahme und pro Pixel, für deine Betrachtung geht es aber um den akkumulierten Gesamtwert des Rauschens und nicht dessen Verteilung!


    CS


    Oliver


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: klein-bonsels</i>
    <br />hallo galaxsea,
    ich denke schon, dass die jpeg-komprmierung die ergebnisse beeinflusst ... aber in welche richtung kann ich nicht sagen. da ich aber habe leider nur gimp 2.6 zur bildanalyse (und msb-astroart, aber damit bin ich kommpletter neuling) habe und das mit den canon-rohdaten nicht umgehen kann, schien es mir der schnellste weg zu sein, die jpeg´s per histgramm auszuwerten. bei 8bit datentiefe spickt mir dieses für alle 12 millionen pixel einen als u.a. "wert" bezeichnete zahl zwischen 0-255 aus - nebst den entsprechenden werten für R, G und B. Ich gehe davon aus, dass es sich bei RGBum die interpolierten Werte der Farbkanäle handelt, während der "Wert" die Summe der RGB-Werte darstellt - möglicherweise um irgendwelche Faktoren korrigierte, um der lichtempfindlichkeit des cmos für die verschiedenen farbkanäle rechnung zu tragen.
    nun bin ich vielleicht etwas naiv davon ausgegange, dass es sich bei diesem "wert" um den luminanzwert handelt .. dae dieser aber aberimmer "grösser null" (wie gesagt, range 0-255) ist, kannn er sich m.E. nicht rausmitteln, sondern nur so nahe wie möglich an null herangebracht werden (z.B. durch kühlung) - zumindest wenn wir hier von darkframes sprechen. wo liegt ggf. mein denkfehler?
    grüssle
    marc


    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

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