Das Videomodul SK1004x - Die bessere Alternative ?

Das Videomudoul SK1004x (Datenblatt) mit dem hochempfindlichen Sony ExView CCD-Chip stellt in einigen Aspekten eine überlegene Alternative zu den gängigen Webcams als Nachführkamera dar. Vor allem ist die Hohe Lichtempfindlichkeit zu nennen.Das Modul kann z.B. hier bezogen werden. Den Unterschied in der Empfindlichkeit werde ich hier demnächst vergleichend zur SPC900 in Bildern belegen. Die Videomodul besitzt das passende Innengewinde, mit dem sich der typische 1 1/4" Webcam-Adapter adaptieren lässt. Nachfolgende Tabelle soll den Vergleich zu einer Philips ToUCam (neuedings SPC 900 NC o.ä.) darstellen, wobei nach der Anwendung unterschieden wird.

1004x
ToUCam
1004x
ToUCam
Modifikation
Umbau 1
keine
Umbau 2
SC2
Bemerkungen
Eignung Guiding
+++
+
+++
++
Eignung Deepsky
+
-
++
+
vgl. beide Kameras ohne Kühlung
Eignung Planeten
+
+++
+
+++
Unterschied macht die Bildqualität
Größe / Gewicht
+++
+++
+
++
1004x leicht, wenn Frame Grabber am PC
Kosten
+++
+++
+++
+++
s. unten
Mindestbeleuchtung (lux)
<0,003
<1
<0,003
<1
Auflösung
400 TV-Linien*
640x480*
400 TV-Linien*
640x480*
*sk1004: Bei Verwendung eines Frame-Grabbers oder einer USB2.0-TV-Karte (nicht bei Umbau 2 möglich) bis 640x480; ToUCam: bei SPC 900 bei STandbildern bis zu 1280*960
Preis (€)
65 + 10
55
65 + 20
55 + 20

Anhand dieser Tabelle kann entschieden werden, welcher Umbau getätigt werden soll. Die Umbauten unterscheiden sich im Detail wie folgt:

 
Umbau 1
Umbau 2
Zweck
für Astronmie empfehlenswerte Kleinigkeiten
Langzeitbelichtung
Resultat
  1. Belichtungszeit immer maximal, 1/50s
  2. Ausleseverstärkung von Hand regelbar (Gain Control)
  3. Einbau in ein Gehäuse
  4. USB-Anschluss über Frame-Grabber oder TV-Karte
  1. Features wie aus Umbau 1
  2. Belichtungszeitsteuerung über PC / Laptop (Druckeranschluss)
  3. beliebige Belichtungszeiten
  4. 2x1-Bining wenn gewollt
  5. Einbau in ein gehäuse
  6. USB-Anschluss über TV-Karte

Anleitungen
Bestandteile
  • Videomodul
  • Drehpoti 10 kOhm
  • Gehäuse
  • 12V-Anschluss
  • Frame Grabber oder beliebige TV-Karte
  • Videomodul
  • Logic- und Relaisboard, bestehend aus Warenkorb (obige Anleitungen unterscheiden beide Boards)
  • 12V-Anschluss
  • Hauppauge WinTV USB, oder vergleichbare mit NT1004 Chipsatz
Funktion
Kamera normal mittels Videosignal an TV-Karte oder Frame-Grabber anschließen. Somit Twain-Quelle am PC. Außer Gain Control und üblichen Quell-Einstellungen (Twain-Quelle) keine weitere Steuerung.
Gain Control wie bei Umbau 1. Twain-Quelle (USB). Belichtungssteuerung mittels Druckerkabel. Relais öffnen Shutter, Logic-Board regelt Ausleseintervall durch "Write Eneable"-PIN am NT1004 Chip. Ist Druckerkabel nicht verbunden, funktioniert die Kamera wie Umbau 1.
Vorgehensweise
  1. Schließen zweier Lötbrücken (Shutter) auf 1004x-Board und verbinden mit +5V (von 1004x)
  2. Anheben von PIN 16 am Timing Controller und verbinden mit mittlerem Anschluss des Potis. Äußere Anschlüsse sind +5V und Erdung, je von SK1004-Board. Kondensator einlöten (siehe hier)
  3. 12V-Stromversorgung für SK1004-Board
  4. Videosignal von SK1004-Board an Grabber
  1. Logic- / Relais-Board löten (auf ein Board)
  2. wie Schritt 2 links
  3. Anheben von PIN 5 am Bildprozessor
  4. Durchtrennen von PIN 9 des CCD an der Oberseite
  5. Verbinden des Logic- / Relais-Board mit jeweiliger Stelle (Schritt 2-4)
  6. Printer-Port mit Board verbinden
  7. Ground kann von USB zum Videomodul durchgeschleift werden
  8. 5V immer vom USB-Anschluss außer für Poti
  9. wie Schritt 3 links
  10. Videosignal und Ground direkt an S-Video-In an WinTV
  11. "Write" an PIN13 bei GLT440L16-40TC bzw. an PIN15 bei RAM-Baustein GLT440L16-40J4 (bei NT1003 basierter Karte) auf TV-Karte
Alle oben aufgeführte Bilder sind Eigentum von Steve Chambers und Jon Grove

Das Anheben der PINs ist der heikelste Teil des Unternehmens. Die angehobenen PINs sollten sofort auf ihre Kontaktlosigkeit überprüft werden, ein Draht sollte schnellstens angelötet und das ganze mit Heißkleber bedeckt werden. Ist der Umbau gelungen, wird noch entsprechende Software benötigt. Dazu hat Steve Chambers das Programm "Highlight" geschrieben, Jon Grove entwicklete iCatch. Mit letzterem habe ich schließlich die Modifikation zum Laufen gebracht. Ich hatte mir zwei Hauppauge WinTV Karten ersteigert (jeca.15 €). die Erste ist eine von der Reihe USB (40xxx) und besitzt einen NT1003-Chipsatz. Also bestellte ich die zweite Karte vom Typ USB2 (42xxx). Diese besitzt überhaupt keinen NT Chipsatz und ist deshalb für den Langzeitbelichtungsumbau nicht geeignet, wohl aber als Frame-Grabber, wenn nur der erste Umbau getätigt wird. Jedenfalls bekam ich den Umbau auch mit dem NT1003-Chipsatz zum laufen. Außerdem muss noch beachtet werden, dass Windows NT basierte Betriebssysteme (NT, 2000, XP) den Druckerport aus Sicherheitsgründen sperren. Das muss mit einer Art Treiber umgangen werden. Hierzu muss ich auf Jon Grove's Seite verweisen. Die Kamera ist (dank des Twain Treibers) sowohl mit Umbau 1 als auch Umbau 2 kompatibel zu den meisten Programmen, ich verwende sie z.B. bei Guiding-Zwecken zusammen mit dem Programm V4Control.

Nachfolgend einige Bilder vom fertigen Umbau:

Kamera komplett

Abb. 1 - Komplett umgebaute Kamera im Gehäuse (150x80x55mm). Zu sehen sind: 1.) Standard-Objektiv 2.) Anschluss 12V (Hohlsteckerbuchse) 3.) Printerport 4.) zusätzlicher Composite-Anschluss (falls eingebaute TV-Karte nicht verwendet werden soll/kann) 5.)USB-Anschluss der Hauppage WinTV USB

Kamera Interieur

Abb. 2 - Geöffnetes Gehäuse. Oben (im Deckel) die TV-Karte, angelötet an dessen S-Video-In: Gelb: Videosignal von SK1004x-Platine und Schwarz: Masse (beide oben), sowie links: +5V und Masse (rot und schwarz) vom USB Kabel als Stromversorgung für das Relais-/Logic-Board. Links die Anschlüsse, unten Mitte das Relais- / Logic-Board mit Poti, rechts unten das SK1004x-Board.
Board

Abb. 3 - Das Relais- / Logic-Board in der Detailansicht. Die Farben der Drahtbrücken innerhalb des Boards sind meist willkürlich.

Die Lichtempfindlichkeit bei unterschiedlichen Belichtungszeiten stellt sich wie folgt dar:

200ms 2000ms 20000ms
Belichtungszeit 0,2 Sekunden, heller Stern: Sulafat mit 3,3 mag (Sternbild Lyra). Grenzgröße ca. 11 mag
Belichtungszeit 2 Sekunden, Grenzgröße (geschätzt) ca. 13 mag
Belichtungszeit 20 Sekunden, Grenzgröße (geschätzt) ca. 15 mag

Der Warenkorb bei Reichelt sieht so aus:

LITZE SW
 Kupferlitze isoliert, 10M, 1x0,14mm 1 0,62 Euro
LITZE RT
 Kupferlitze isoliert, 10M, 1x0,14mm 1 0,62 Euro
LITZE BL
 Kupferlitze isoliert, 10M, 1x0,14mm 1 0,62 Euro
LITZE WS
 Kupferlitze isoliert, 10M, 1x0,14mm 1 0,62 Euro
LITZE GE
 Kupferlitze isoliert, 10M, 1x0,14mm 1 0,62 Euro
74HC 08
 IC-SCHALTUNG  1 0,10 Euro
74HC 123
 IC-SCHALTUNG 1 0,15 Euro
74HC 74
 IC-SCHALTUNG 1 0,10 Euro
LS 06
 SCHOTTKY-TTL 1 0,39 Euro
G5V-1 12V
 Subminiaturrelais, 1x UM, 125VAC/60V 3 1,95 Euro
H25SR075
 Streifenrasterplatine, Hartpapier, 75 1 0,70 Euro
METALL 470
 Metallschichtwiderstand 470 Ohm 7 0,57 Euro
METALL 100K
 Metallschichtwiderstand 100 K-Ohm 2 0,16 Euro
METALL 10,0K
 Metallschichtwiderstand 10,0 K-Ohm 11 0,54 Euro
1N 914
 DIODE 6 0,31 Euro
X7R-5 100N
 Vielschicht-Keramikkondensator 100N 3 0,37 Euro
RAD 2,2/63
 Elektrolytkondensator, 5x11mm, RM 2,0 2 0,08 Euro
D-SUB ST 25TL
 D-SUB-Stecker, 25polig ERNI, Industri 1 3,10 Euro
P6M-LIN 10K
 Drehpoti. linear, 6mm, mono 10 K-Ohm 1 0,80 Euro
AK 4043
 D-SUB Verlängerung, 1:1, 25-pol. 1 2,10 Euro
HEBL 25
 Hohlstecker-Buchse, Zentraleinbau, Øi 1 0,38 Euro
HS 25-9
 Hohlstecker, Øi= 2,5mm Øa=5,5mm, Scha 2 0,29 Euro
BST 1
 KFZ-Normstecker, bis 8A, Lötversion 1 1,85 Euro

 

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