Water Cooling CCD

29 Czerwca 2007

Po zakupie kamery CCD i zrobieniu pierwszego testowego zdjęcia – od razu zauważyłem dwa problemy: kamera ma zdecydowanie większe szumy i znacznie gorzej się schładza. Powiedział bym, że jak na mój gust szumy są zdecydowanie za duże. Włączenie chłodzenia na peltierze niewiele zmieniało, a gorący początek lata zmusza do myślenia – temperatury w nocy dochodzą ostatnio do ponad 20 stopni – i tak zrodził się pomysł podłączenia chłodzenia wodnego.

Wydawało się, że to w zasadzie banalne. Kamera ma złączki do wody, wystarczą więc jakieś rurki, kawałek pompki i po sprawie. Tak też zrobiłem. Zamówiłem w sklepie komputerowym typowy zestaw do chłodzenia komputera, powtykałem wszystkie przewody, podłączyłem zasilanie i ... prawie nic, temperatura kamery spadła może o jakieś dwa – trzy stopnie, a i to nie na pewno, bo być może w tym czasie o tyle samo ochłodziło się powietrze. Totalna klęska. Znów zacząłem myśleć – co jest. Jak łatwo się domyśleć – chłodzenie od komputera ma za zadanie ochłodzić procesor do temperatury otoczenia, a nie poniżej tej ostatniej.

Myślę sobie ok., od czego miska z wodą i odrobina lodu z lodówki. Lodu ci u mnie dostatek, miska duża. Nalałem wody, wsypałem lodu, wrzuciłem blok procesora i chłodnice do miski z mieszaniną wody i lodu. Efekt niestety znów mizerny może z 5 stopni lepiej – niby zawsze coś – ale jednak to nie to – udawało mi się w ten sposób dojść do temperatury może minus 13 stopni, na dodatek, jak znów łatwo było przewidzieć – efekt krótkotrwały, bo już po godzinie lód się roztapiał, a woda z radością dochodziła do temperatury otoczenia – właściwie wracałem do punktu wyjścia.

Pomyślałem sobie jak się powiedziało A to znaczy, że pora na plan B – czyli konkretne - schładzanie wody. To musi dać jakiś efekt. Zacząłem od Allegro – AGD-Lodówki Samochodowe, fajne, małe zgrabne, na 12V, niestety wszystko na ogniwo peltiera – no dobra potrzebna mi zwykła mała lodówka – taka na 3 piwa – oczywiście jest do wzięcia od zaraz - za parę stów. Po 3 dniach była u mnie w domu. Jeszcze tylko wtargać ją do obserwatorium, trochę zabawy z wiertarką, wywiercenie trzech dziur – wlot wody, wylot wody i zasilanie pompki i wiatraczka - i do testów. Przez pierwszy dzień lodówka się schładzała i efekty były takie sobie, choć obiecujące. Drugiego dnia rano bajerancki płyn chłodzący dostarczony razem z zestawem wziął i zamarzł – pomimo, że w lodówce było ledwo zero stopni. Ale co tam – po pierwszym dniu i tak doszedłem do wniosku, że powinienem chłodnicę umieścić w naczyniu z wodą, tak więc rozebrałem wszystko – wymieniłem płyn chłodzący – na płyn od spryskiwaczy samochodowych (niestety rozcieńczyłem go wodą – i znów mi zamarzł), wstawiłem chłodnicę do naczynia z wodą i znów zamknąłem lodówkę. Potem z pół dnia czekania, aż się wszystko dobrze schłodzi. I nareszcie – bingo - mam minus dwadzieścia stopni na przetworniku – co powinno dać całkiem przyzwoity poziom szumów.

Może jeszcze kilka uwag.

1. Kamera chłodzona tylko ogniwem peltiera i wbudowanym wiatraczkiem osiąga w tych samych warunkach minus 7 stopni, chłodzona wodą z lodówki o temperaturze plus 8 stopni (temperatura otoczenia ok. 20 stopni) bez problemów schodzi do minus 20 stopni, więc o około 40 stopni poniżej temperatury otoczenia.

2. Trudno jest robić dokładne pomiary, bo temperatura otoczenia ciągle się zmienia.

3. Najlepszy wynik jaki mi się udało osiągnąć podczas prób to minus 26 stopni, ale na dworze wtedy zdecydowanie się ochłodziło, było około 14 stopni celsjusza.

4. Chłodząc kamerę zimną wodą warto wyłączać wbudowany w kamerę wiatrak, bo zamiast schładzać przetwornik, podnosi jego temperaturę o około 2 stopnie. Co łatwo zrozumieć, bo przecież nawiewa gorące powietrze z otoczenia.

5. Kamera chłodzona wodą, szybciej dochodzi do nastawionej temperatury i co ciekawe ogniwo peltiera po osiągnięciu zadanej temperatury zaczyna pracować na zaledwie 50% mocy, ale jednocześnie, nie chce dalej schładzać kamery, choć niby by mogło. Za to temperatura trzymana jest bardzo stabilnie.

6. Mam nadzieję, że już od jesienią uda mi się z chłodzeniem wodnym bez problemów osiągnąć minus 30, a może nawet czterdzieści stopni poniżej zera, a jest się o co bić, bo w mojej kamerze na każde 7 stopni różnicy temperatury szumy spadają o połowę. Tak więc przy pomocy lodówki i komputerowego zestawu chłodzącego udało mi się zmniejszyć szumy (przynajmniej teoretycznie) – czterokrotnie.

dobsonme · 30 Czerwca 2007

Mniej wiecej to jest tak:

Chipa w kamerce chlodzi taka polprzewodnikowa plytka, ktora z jednej strony sie ochladza a z drugiej grzeje.

Podlaczenie do wody jest po to, zeby obnizyc temperature tej cieplej czesci. Im bardziej ja schlodzisz tym efektywniej bedzie produkowala zimno. Sensem takiego chlodzenia jest raczej obnizenie szumow termicznych niz samo chlodzenie.

sumas · 30 Czerwca 2007

gratulacje Jacku za taką nieugiętą wytrwałość w dążeniu do celu,

ale może zechciałbyś zamieścić jakieś zdjęcia tego zestawu chłodzącego,

bo nie wiadomo, czy np. lodówkę to musisz wieszać na montażu?

a i może jeszcze by pomogło zamontowanie jakiś otulin na przewodach chłodzących, jeżeli są bardzo długie?

pozdrowienia

i z niecierpliwością czekamy na zdjęcia

30 Czerwca 2007

Gdyby się dało to pewnie bym przytwierdził lodówke do montażu - tak było by najlepiej, ale niestety nie dałbym rady otworzyć dachu . Nad otulinami zastanawiam sie jeszcze - ale to chyba niewiele już da.

Zdjęcia zestwu: http://www.astronomia.slupsk.pl/Galeria.aspx?GaleriaId=16

gratulacje Jacku za taką nieugiętą wytrwałość w dążeniu do celu,
ale może zechciałbyś zamieścić jakieś zdjęcia tego zestawu chłodzącego,

bo nie wiadomo, czy np. lodówkę to musisz wieszać na montażu?

a i może jeszcze by pomogło zamontowanie jakiś otulin na przewodach chłodzących, jeżeli są bardzo długie?

pozdrowienia

i z niecierpliwością czekamy na zdjęcia

JaLe · 30 Czerwca 2007

To rozwiązanie z lodówka jest bardzo pomysłowe.

Co do chłodzenia wodnego to jakoś jestem na takie instalacje w połączeniu z elektroniką - uczulony, pewnie dlatego że zawsze przy liczeniu instalacji hydraulicznych bierze się pod uwagę nieszczelności :szczerbaty:

1 Lipca 2007

Przechodząc od teorii do praktyki zrobiłem zestawienie poziomu szumu przy różnych temperaturach:

Obserwatorium podgrzało się jak zwykle w ciągu dnia do +30 stopni i nawet lodówka nie dała rady schłodzić kamery do -20 stopni - dlatego wykres kończy się na -15 stopniach celsiusza.

McArti · 1 Lipca 2007

powinieneś kupić najmniejszy mozliwy Chiller czyli klasyczna klimatyzacyjną wytwornice wody lodowej na wentylator.

radradish · 2 Lipca 2007

A czy nie dałoby rady doprowadzenie rurkami płynu chłodzącego wprost z obiegu lodówki?

Pozdro

Rad

2 Lipca 2007

Byłby raczej kłopot A poza tym to jeśli wiesz jak działa lodówka - to wiesz też, że takie rozwiązanie by nie zadziałało.

bartolini · 2 Lipca 2007

powinieneś kupić najmniejszy mozliwy Chiller czyli klasyczna klimatyzacyjną wytwornice wody lodowej na wentylator.

McArti, zaletą takiej lodóweczki jest to, że możesz tam zorganizować składzik browarków i jak jesteś w obserwatorium to nie musisz zlatać na dół do lodówki w kuchni :rolleyes: :szczerbaty:

radradish · 2 Lipca 2007

A poza tym to jeśli wiesz jak działa lodówka - to wiesz też, że takie rozwiązanie by nie zadziałało.

Nie wiem, więc możesz mi to przedstawić.

Pozdro

RR

2 Lipca 2007

Prosze bardzo:) : http://pl.wikipedia.org/wiki/Ch%C5%82odziarka

Nie wiem, więc możesz mi to przedstawić.

Pozdro

RR

Ori2711 · 2 Lipca 2007

Witaj Jacku,

a ciekły azot? próbowałeś?

trzymam kciuki.

pozdrawiam serdecznie

Ori2711

Hans · 2 Lipca 2007

Ale to w sumie jest strasznie kurcze stacjonarne rozwiązanie. Tak sobie myślę jak ten water-cooler umobilnić i jakoś gdzie nie wsadze palca to mi go przycina... Jak coś sensownego wymyślę to postaram się dać znać.

Pokłon dla konsekwencji w działaniu Jacek.

Pozdrawiam.

Edytowane 2 Lipca 2007 przez Hans

radradish · 2 Lipca 2007

Prosze bardzo:) : http://pl.wikipedia.org/wiki/Ch%C5%82odziarka

Ale chciałbym wiedzieć dlaczego nie można po prostu przedłużyć obiegu parownika - element 3 odnosząc się do rysunku na wikipedii. Zastanawiałem się swego czasu nad wykorzystaniem tego do chłodzenia procesora czy też budowy własnego mini-klimatyzatora.

Pozdro

Rad

3 Lipca 2007

Myślenie (przynajmniej bezpośrednio) jeszcze nikogo nie zabiło. Jak wymyślisz jak to zrobić i zrobisz to - to poprostu napisz lub zadzwoń do mnie.

Pozdro

Jacek

Zastanawiałem się swego czasu nad wykorzystaniem tego do chłodzenia procesora czy też budowy własnego mini-klimatyzatora.

Pozdro

Rad

Edytowane 3 Lipca 2007 przez JacekPala

Tom-cio · 4 Lipca 2007

Przeczesałem Twoje fotki na stronce i oprócz tego o czym już mówiliśmy mam jeszcze "jednego pomysła": pojemnik w którym moczy się chłodnica powinien mieć jak największy kontakt z zamrażalnikiem lodówki. Zadzwonię wieczorkiem.

ALF · 4 Lipca 2007

Jacku, a jaki zestaw "standardowy" kupiłeś? Czy polskie CPC? jeśli tak to z uwagi na kosztowność sprzętu CCD radzę wymienić na coś porządnego!!

a tak brnąc dalej w niższe temperatury to można pogłówkować nad jakimś zestawem ze sprężarką opartym na CO2 albo azocie. kiedyś czytałem na Ś.P. www.tweak.pl wątek gości, którzy sami takie urządzenia sobie konstruowali. Rekord jaki udało im się na CO2 osiągnąć (dla Pentium 4) to było coś około -102*C.

W razie jakiś pytań odnośnie Water Coolingu mogę pomóc, obecnie w komputerze mam zestaw: blok Nukleon 2 + pompa PH802 + nagrzewnica Łada 2107

pozdrawiam

Raf

Piniu · 6 Lipca 2007

Jacku, a jaki zestaw "standardowy" kupiłeś? Czy polskie CPC? jeśli tak to z uwagi na kosztowność sprzętu CCD radzę wymienić na coś porządnego!!

a tak brnąc dalej w niższe temperatury to można pogłówkować nad jakimś zestawem ze sprężarką opartym na CO2 albo azocie. kiedyś czytałem na Ś.P. www.tweak.pl wątek gości, którzy sami takie urządzenia sobie konstruowali. Rekord jaki udało im się na CO2 osiągnąć (dla Pentium 4) to było coś około -102*C.

W razie jakiś pytań odnośnie Water Coolingu mogę pomóc, obecnie w komputerze mam zestaw: blok Nukleon 2 + pompa PH802 + nagrzewnica Łada 2107

pozdrawiam

Raf

Taaaa i cena takiego zestawu wyjdzie pewnie w granicach 3tys. złotych :blink:

ALF · 7 Lipca 2007

Taaaa i cena takiego zestawu wyjdzie pewnie w granicach 3tys. złotych

czy aż 3k pln to nie wiem, ale cóż to jest w porównaniu z ceną kompletnego obserwatorium :rolleyes:

w każdym razie, w przypadku CCD jest ten minus, że w odróżnieniu od procka, nie da się kompletnie go odizolować od otoczenia. jedna strona musi być obnażona by zbierać światło i na niej będzie się kondensował szron :/

pozdr

Piniu · 8 Lipca 2007

czy aż 3k pln to nie wiem, ale cóż to jest w porównaniu z ceną kompletnego obserwatorium

(...)

W sumie tak, w takim razie zobacz tu: http://forum.purepc.pl/index.php?showtopic=230867

piotres robi takie wynalazki na zamówienie

Edytowane 8 Lipca 2007 przez Piniu

ALF · 9 Lipca 2007

W sumie tak, w takim razie zobacz tu: http://forum.purepc.pl/index.php?showtopic=230867
piotres robi takie wynalazki na zamówienie

piękna sprawa

PS. cos mi się majaczy, że purepc to właśnie reaktywowany tweak?

pozdr

mario2005 · 9 Lipca 2007

ALF jesli nie zauważyłes to Jackowa kamerka została przystosowana do takiego chłodzenia przez producenta wiec takie podstawowe rzeczy jak adsorber czy odpowiedni blok zapewnie zostały przewidziane.

Edytowane 9 Lipca 2007 przez mario2005

ALF · 9 Lipca 2007

oczywiście, że zauważyłem, ale gdybamy tu o niższych temperaturach - a do tego WC się niestety nie nadaje bo po prostu zamarznie. No ale do tak ekstremalnego chłodzenia trzeba by zrezygnować z oryginalnej obudowy i bloku wodnego w niej zamontowanego.

mario2005 · 9 Lipca 2007

No ale Jacek w tej kamerce (o ile dobrze pamiętam) chłodzi CCD peltierem a Blok wodny odprowadza ciepło z peltiera więc raczej nie powinien zamarzać bo temperatura -30st. na CCD to bedzie około zera na bloku (wszystko zależy od konstrukcji celi z CCD i peltierem).