CCD - Camera Eigenbau

  • hallo!


    irgendwie habe ich mich, aufgrund von endlich erfolgter leitrohrmontage auf meinem fernrohr, mal umgesehen, was CCD kameras kosten, und bin ehrlich gesagt ob der preise ein wenig erstaunt.


    nur um es klarzustellen - ich möchte niemand ans bein pinkeln, aber ich habe (als physiker, nicht als elektroniker) mal an der entwicklung einer custom-kamera auf sony icx-basis für den medizinbereich mitgebastelt, und kenne daher - sag ich mal - den ungefähren entwicklungsaufwand und die hardwarekosten.


    mir ist auch klar, dass ein produkt das wert ist, was dafür gezahlt wird.


    aber trotzdem wundere ich mich, wieso es nicht mehr DIY projekte für den bereich gibt. in urzeiten gabs ja die cookbook - ccd, die letzlich tot ist, weil die entwickler einen 286 als AD wandler (was ih damals schon komisch fand) verwendet haben und keine weiterentwicklung stattfand. ich kenne auch das bewundernswerte projekt von MartinR - aber sonst sehe ich primär anleitungen zum aufschrauben von einer canon, und das kanns ja auch nicht sein.


    was meint Ihr? weil ich neugierig bin, habe ich gerade mal ein paar alte kontakte aufgewärmt, um mich über die preise von KAF sensoren zu informieren.


    lg
    wolfi

  • Hallo Wolfi,


    willkommen in der Welt des Konsums! Ich denke das Motto ist einfach, wenig Entwicklungs- und Fertigungskosten aber dann Ordentlich beim Preis draufhauen. So ist das schon immer gewesen. Es gibt auch Ausnahmen, alle kann man nicht über einen Kamm schälen.


    Grüsse


    Christian

  • Hallo Wolfi,


    die Hauptsächliche Schwierigkeit beim Selbstbau ist aus meiner Sicht das Erzeugen der Takte und Timings für die Ansteuerung des CCD Sensors. Dann benötigst du diverse Spannungen. Der Verstärker und AD-Wandler ist dann auch nicht ohne und müssen gut aufeinander abgestimmt sein. Einfacher wäre hier mit einem CMOS Sensor zu arbeiten. Hier fallen fast alle oben genannten Punkte weg. Eine Astrokamera auf CMOS Basis sollte relativ problemlos zu realisieren sein...ist aber mit Kompromissen behaftet. Das CMOS-Sensoren grundsätzlich für die Astrofotografie tauglich sind, sieht man ja an den DSLRs.


    Da ja in der Astrozsene viel KnowHow vorhanden ist, wäre es doch mal interessant über eine Art OpenSource CCD Kamera nachzudenken, also jeder der will kann mit entwickeln. Die Idee habe ich schon länger im Kopf. Das könnte auch zum nachdenken bei der Preispolitik bei kommerziellen CCD Kameras führen.


    Viele Grüße
    Daniel

  • hallo jürgen & christian!


    ich fühle mich missverstanden. ich will ein rohdatenbild (!) mit 12 - 16 bit tiefe, ein digitales interface, und eine chipkühlung.


    - ich will keine webcam umbasteln
    - ich will kein analogvideomodul
    - ich will auch keine marktpreisdiskussion lostreten, ich sehe da nur ein missverhältnis


    nur ums zu klären - ein KAF (oder KAI) chip sitzt z. B. da drin ... http://www.teleskop-express.de…Diagonale---gekuehlt.html


    lg
    wolfi

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: daniel</i>
    <br />
    die Hauptsächliche Schwierigkeit beim Selbstbau ist aus meiner Sicht das Erzeugen der Takte und Timings für die Ansteuerung des CCD Sensors. Dann benötigst du diverse Spannungen. Der Verstärker und AD-Wandler ist dann auch nicht ohne und müssen gut aufeinander abgestimmt sein. Einfacher wäre hier mit einem CMOS Sensor zu arbeiten. Hier fallen fast alle oben genannten Punkte weg. Eine Astrokamera auf CMOS Basis sollte relativ problemlos zu realisieren sein...ist aber mit Kompromissen behaftet. Das CMOS-Sensoren grundsätzlich für die Astrofotografie tauglich sind, sieht man ja an den DSLRs.


    Da ja in der Astrozsene viel KnowHow vorhanden ist, wäre es doch mal interessant über eine Art OpenSource CCD Kamera nachzudenken, also jeder der will kann mitmachen. Die Idee habe ich schon länger im Kopf. Das könnte auch zum nachdenken bei der Preispolitik bei kommerziellen CCD Kameras führen.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    hi daniel!


    nachdem ich eine elektronisches nackerbatzi bin, habe ich deswegen mal die angesprochenen alten kontakte bemüht. mal sehen, was die zum thema CCD meinen, und was die KAFs wirklich kosten. ich kenn die teile aus dem medizintechnik bereich, und da gibts halt schon hochempfindliche SW chips im KB format, das gefällt mir halt gut ...


    was ich hingegen kann, ist bildverarbeitungssoftware schreiben, das ist mein job...


    lg
    wolfi

  • Hallo Wolfi,


    zum Thema Selbstbau CCD hab ich mich vor langer Zeit mal mit einem ersten (selbstgeätzten) Aufbau beschäftigt um zu sehen wie sowas grundsätzlich geht. Mein Problem bei der ganzen Sache ist die Anbindung der Hardware an den PC. Also im wesentlichen die Windowssoftware die über z.B. USB oder Ethernet mit der Hardware kommuniziert. Bei der Hardware hängt es natürlich davon ab was man verwendet. Im "Low-Cost" Bereich kann man sicherlich einen Sony-Chip verwenden, die Kodaks sind, soweit ich mich erinnere, eher für das obere Peissegment. Ich habe das Projekt nicht weiterverfolgt weil es bis jetzt zu zeitaufwändig war (Da kann ich MartinR nur bewundern wie er das ganze umgesetzt hat).


    Nach einer Bauanleitung etwas zu bauen ist sicherlich einfacher als alle Themen die man in einer CCD-Kamera findet selbst zu entwickeln. Themen wie Spannungsversorgungen (Pos und Negativ), rauscharme CCD- Verstärker, AD-Wandlung, Datenaufbereitung, interne Steuerung der Kamera, PC-Anbindung, Peltierregelung, Mechanik... . Nicht zuletzt sind es dann ja auch noch Faktoren wie Bauteileverfügbarkeit für Privatpersonen. Wobei mittlerweile ja Farnell und Framos für Privatleute zugänglich sind, und eine 4lagige Platine auch nicht mehr Unsummen kostet. Abschreckend oder problematisch könnten dann schon auch noch die Bauteile selbst sein wenn es sich um SMDs handelt (BGAs sind dann schon zu speziell).


    Prinzipiell ist so ein Selbstbauprojekt schon möglich, wie auch MartinR gezeigt hat. Aber ich denke für viele wird der Nachbau interessanter sein als selbst alles komplett zu entwickeln (gab es nichtmal das Audine-Projekt).


    Ich gebe Dir aber recht mit dem Gedanken dass es auch hier mehr Selbstbauten geben sollte.


    Gruß & CS


    Olaf

  • Hallo Wolfi,


    das ist das was ich meine jeder hat hier irgendein Steckenpferd, du halt die Bildbearbeitung...ich treibe mich gern in den Registern von Microcontrollern rum...Wenn sich da ein größeres Team findet, könnte man so ein Projekt wie die Entwicklung einet CMOS bzw. CCD-Astrokamera in relativ kurzer Zeit durchziehen.


    Viele Grüße
    Daniel

  • Hallo Wolfi!


    Jaja, so komische Leute gibt es. Beim Sensorkauf hört sich dann der Scherz auf.
    Steht ja Vieles im Thread. Eigenbau? Njet! Zu teuer!
    http://www.astrotreff.de/topic…hTerms=CCD%20AND%20audine
    http://www.astrotreff.de/topic…hTerms=CCD%20AND%20audine
    Geld- und Zeitverschwendung. (Obwohl, ich hab noch alle Teile bis auf den Sensor....[:p])


    Gruß
    Gerhard

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: daniel</i>
    <br />
    das ist das was ich meine jeder hat hier irgendein Steckenpferd, du halt die Bildbearbeitung...
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    servus!


    nicht ganz - das ist mein job [:D]. ich hab übrigens noch nix von kodak, wohl aber im netz ein paar interessante details gefunden, z. B. der KAF 16803 mit 9 mu pixeln und 40 x 40 mm. was der "selected" kostet, weiss ich nicht. die brot und butter variante scheint so um 600 USD herumzugeistern.


    nette nebeninfo - der chip von der 4000€ artemis wird nimma hergestellt ...


    lg
    wolfi


    PS: deinen vguider muss ich auch noch zsammbauen, da wer ich wohl das lechner-teil verwenden ...

  • Hi,
    mit dem KAF3200 wäre ich auch schon zufrieden, aber net um den Preis von Anfang 2008. 200 tät ich unter Umständen ausgeben dafür. ;)
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">nette nebeninfo - der chip von der 4000€ artemis wird nimma hergestellt ...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Tja, so schnell geht das mit der Elektronik, gell?! ;)
    Gruß
    Gerhard


    p.s. Mein erster PC mit 40MHz Taktfrequenz hat über 17.000.- öS gekostet. Und dazu das 1-fach CD Laufwerk um 2400.- öS war der absolute Schnäppchenhammer. :) Jetzt geht es halt mit dem ganzen Elektronik-Abfall, den viele jungen Leute mit großer Begeisterung kaufen, weiter. ;) (Der Rubel muß rollen, damals ist er bei mir gerollt :) )
    Jetzt rollt der Rubel bei der Astrophotographie weiter. Tendenz: Exponentiell steigend! ;) Konkurrenz zum Großteleskop gefragt.

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Gamma Ray</i>
    <br />
    p.s. Mein erster PC mit 40MHz Taktfrequenz hat über 17.000.- öS gekostet. Und dazu das 1-fach CD Laufwerk um 2400.- öS war der absolute Schnäppchenhammer. :)
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    pah ... meinen ersten computer konnte ich per knopferl von 1 MHz auf 8 Mhz hochtakten. und der hatte 5 1/4" laufwerke und sonst nix...


    (==&gt;)daniel: ich check grad die aptina cmos-bausteine von framos aus. das ist halt alles sehr klein, oder?


    lg
    wolfi

  • So, Wolfgang, jetzt gebe ich mal an! ;-)) Mein erster "Rechenapparat" waren ein VC20 und ein ZX81 mit Mausklaviertastatur und angefangen hat es mit den Elektor's von 1972, von denen ich noch sogar ein Heft hab'! (Der Zeitschrift bleib' ich treu, schon alleine wegen der Röhrenthemen) Meine erste ernstzunehmende HD nach der Datasette vom C64 war eine 20MB-Festplatte in einem echten IBM-Häusl! Mit dem 40MHz- Kistl meine ich eigentlich den ersten <b>brauchbaren</b> Rechner. ;)
    Gruß
    Gerhard
    ..obwohl man mit "PLATINE64" und einem Eigenbau-Flachbettplotter ganz nette Printfilme auf Transparentpapier herstellen konnte. Fein, daß man das nicht mehr muß.
    Jedenfalls ist vom Eigenbau einer CCD-Kamera abzuraten, weil die Firmen wohl wissen, wie teuer sie ihre CCD-Sensoren verkaufen müssen, um den fertigen Kameras nicht Konkurrenz zu machen..

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Gamma Ray</i>
    <br />So, Wolfgang, jetzt gebe ich mal an! ;-))...
    Jedenfalls ist vom Eigenbau einer CCD-Kamera abzuraten, weil die Firmen wohl wissen, wie teuer sie ihre CCD-Sensoren verkaufen müssen, um den fertigen Kameras nicht Konkurrenz zu machen..
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    hallo!


    ich muss zugeben, da bin ich ein armutschgerl dagegen. ich könnte bestenfalls noch mit VAX und CP/M 80 erfahrung prahlen.


    und wegen der CCD-preise - das will ich doch noch mal wissen. ein e-mail an einen trinkkumpanen in rochester ist leider noch nicht beantwortet ;)


    BTW - ich find auch die autoguider - kameras absurd teuer. und da ists sicher ned der chip, oder?


    lg
    wolfi

  • Hallo Wolfi!
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">BTW - ich find auch die autoguider - kameras absurd teuer. und da ists sicher ned der chip, oder?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Ich würde sagen, Angebot und Nachfrage.. ;)
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">ich muss zugeben, da bin ich ein armutschgerl dagegen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Ich bilde mir nicht ein, weiß Gott wie g'scheit zu sein. Ich weiß nur, wie es früher in der elektronischen Steinzeit zuging, weil ich versehentlich schon länger auf diesem Planeten verweilen muß. ;)
    lg
    Gerhard
    Ich sag' so: Die elektronische Evolution schreitet schneller voran als die menschliche und das beunruhigt, finde ich.. (wäre ein neues Zitat. ;) )

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">[i]Ich bilde mir nicht ein, weiß Gott wie g'scheit zu sein. Ich weiß nur, wie es früher in der elektronischen Steinzeit zuging, weil ich versehentlich schon länger auf diesem Planeten verweilen muß. ;)
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    jaja ... und i bin a nimma da jüngste [;D]
    lg
    wolfi

  • Ein Jüngling im Vergleich zu mir. ;)
    Und solche Blödheiten gab es damals bestimmt auch noch nicht: http://www.astrotreff.de/topic…PIC_ID=96293&whichpage=1#
    Mit der Lichtverschmutzung war es vor einigen Jahrzehnten nicht so arg, das ist sicher.
    Gruß
    Gerhard
    Vielleicht kommt unsere allmächtige EU-Regierung in Brüssel mal drauf, daß Lichtverschmutzung auch mit Energieverschwendung zu tun hat, aber die sind scheinbar für solche Gedankengänge noch nicht so recht reif, um es milde auszudrücken.

  • Hallo Birki


    ich basel ja gerne so Sachen mit Platinen und so, aber normal scheitert es ja meist an der Software, man braucht ja auch eine Firmware in der Kamera die mit Windows eine Verbindung herstellt und den Timer steuert. Der Hardwareaufbau ist gar nicht mal so schlimm, gibt das ja teilweise Chipsätze CCD und passender Timer , auch Standardschaltungen, aber der ganze Softwarekram.
    Das sieht man auch schon an der SC Webcam, da wurden zB. für die versärkerabschaltung hardwarekrüppellöungen gemacht die gar nicht richtig funktionieren, der selbe CCD hat in professionellen kameras kein verstärkerglühen, geht vermutlich schon über die Firmware abzuschalten, und doch hat es niemand geschafft diese passend umzuprogrammieren.
    Ich hatte mal eine Webcam nach SC4 umgebaut, mit ICX 414, aber ehrlich gesagtist die Diagonale deutlich kleiner als echte 1/2" die Auflösung lausig, das müsste wenigsten alles das doppelte sein, vielleicht 16x10mm und wenigstens 2MP, unter dem kommt kein rechter Spaß auf.
    Der 414 kostete übrigens schon 246€ plus MWst
    für 80x80mm sind ca. 80000€ fällig
    Gute Quelle ist zB. eureca
    http://www.eureca.de/pdf/optoe…c/EURECA_Bildsensoren.pdf
    ICX 274 , ICX 285
    die ganz oben auf dem PDF sind preislich wohl lieber nicht genannt


    Gruß Frank

  • Hallo


    vielleicht wäre es einfacher eine Kamera zu planen welche die Bilder auf SD Karte speichert und nur die Auslöseimpulse von extern erhält.
    Ware dann gut mit modernen Autoguidern einsetzbar, dann braucht es natürlich wieder ein Display mit Zoomfunktion? Das wäre zumindest recht einzigartig.
    Prinzipell könnte man auch eine modernere Canon zerlegen und in ein geeigneteres Gehäuse bauen? Da stört ja im Prinzip nur der zu tief sitzende Chip, die fehlende Kühlung und Dichtheit, zumindest hätte man alle Elektronik recht günstig


    Gruß Frank

  • hi!


    ich halte das auslesen über USB für das kleinere problem. und dass die chips ned geschenkt sind, weiss ich eh auch. trotzdem halte ich den preis von den meisten CCD kameras für ziemlich schräg ...
    lg
    wolfi

  • Hallo
    =&gt;Wolfi
    ...schräg, is´ aber ziehmlich wohlwollend ausgedrückt.
    Ja Frank, da kann man sich nur wundern - ärgern hat aber eh kein Zweck.
    Die armen Reichen. tz,tz,tz

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Schneidfried</i>
    <br />Hallo
    =&gt;Wolfi
    ...schräg, is´ aber ziehmlich wohlwollend ausgedrückt.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    hallo!
    ganz so ist das nicht - die chips haben verschiedene güteklassen, und die preise sind hoch. das sind auch keine duodezartikel, zumindest bei den grossen dingern.


    bei den kleinen guidecams versteh ich hingegen nicht, wieso eine lodestar oder so das kostet, was sie kostet ...


    lg
    wolfi

  • hallo


    bei den Guidecams ist es wirklich krass, die Alccd5 aber hat einen fairen Preis ist von der Empfindlichkeit etwas besser wie eine gute Marken-Webcam und hat integriertes ST4 und kostet auch nur etwas mehr. Ist aber im Vergleich mit anderen recht unempfindlich :(
    So ganz Fehlerfrei muß ein CCD Chip ja nicht sein, schön wäre wenn man wüsste wo die Fehler sind, die Definition ist da doch etwas wage.
    Bei machen Chips ist es aber auch nur der Temperaturbereich, 40° oder 60° spielen ja keine Rolle, Hauptsache es stimmt im Minusbereich


    Gruß Frank

  • Hallo Birki,
    ein Open Source Kameraprojekt fänd ich schon sehr spannend. Wichtig wäre natürlich, die Sache als "Baukastensystem" zu entwickeln und auf gar keinen Fall zu spezielle Bauteile zu verwenden. Es müßte möglich sein, wahlweise verschiedene Bildsensoren mindestens zweier Hersteller zu verwenden, sonst ist die Gefahr groß, dass das Projekt nach kurzer Zeit mangels verfügbarer Sensoren scheitert.

    Einfach einen CCD-Sensor, Taktgenerator und A/D-Wandler zusammenschalten ergibt natürlich noch keine Kamera. Für gute Quantenausbeute und geringes Rauschen ist nach wie vor einiger Aufwand bei der Analogtechnik zu treiben. Du hast sicher schon
    was von "correlated double sampling" gehört, und dir ist wohl auch bekannt, dass das Weiterschieben der Ladungen im CCD-Sensor teils über vier in Phasenlage und Spannungshub fein abgestimmte Steuersignale erfolgt. Auch die Samplingfrequenzen im Bereich 100 kHz bis einige MHz bei einem angestrebten Äquivalent-Restrauschen von wenigen Elektronen erfordern beim Schaltungsdesign immer noch eine gewisse Sorgfalt.


    Die Daten müssen dann irgendwie in den PC. Klar gibts fertige Interface-Schaltungen für USB, aber können die auch Datenraten im Bereich MByte/s ohne Aussetzer übertragen? So einfach wie früher per selbst gebastelter ISA-Slot Steckkarte und Assembler-Programmierung direkt auf Systemebene geht das bei heutigen PCs jedefalls nicht mehr.


    Macht es wirklich Sinn, eine Spezialsoftware zu schreiben, die dann zwar die Kamera ansteuern kann, aber zu nix anderem kompatibel ist?
    Andererseits ist Windoof unfähig, mit Bildern über 8 Bit/Farbkanal umzugehen oder Kamera-Belichtungszeiten zu steuern...


    Ein anderes Thema sind die Bildsensoren. Für uns sind Pixelgrößen im Bereich ca. 6-15 µm sinnvoll. Preisgünstige Bildsensoren aus dem Consumer- und Industriebereich haben aber eher deutlich kleinere Pixelgrößen. Speziell im Bereich CMOS dürfte es schwer sein, was Passendes zu finden.


    Für <i>ehrliche</i> 16 Bit sollte die Full Well-Kapazität deutlich über 50 k e- liegen bei wenigen e- Ausleserauschen, das erfordert halt immer noch hohen Aufwand.


    Das Audine-Projekt habe ich mir mal angesehen und finde die Leistung dieser Kamera nicht mehr zeitgemäss.
    Ob eine Schaltung aus modernen Komponenten noch geeignet wäre zum Selbstlöten, wage ich zu bezweifeln, denn die heute verwendeten hoch integrierten Bausteine haben oft 140 und mehr Pins an einem kleinen Gehäuse, sowas lässt sich nur noch mit Spezialwerkzeug verarbeiten.


    Trotz allem bin ich sehr gespannt, ob es nicht vielleicht doch gelingt, so ein "open source" Projekt auf die Beine zu stellen.
    Falls dessen Leistung überzeugt, wird man es dann sicher nach kurzer Zeit als kommerzielles Produkt "made in China" kaufen können.


    Um noch mal was Kostruktives beizusteuern:
    Ideal wäre es, ganz ohne "normalen" PC auszukommen und die Kamera als autarkes System auszulegen. Oder eine Spielkonsole wird zum Steuer- und Vorschaurechner umfunktioniert.


    Gruß,
    Martin

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