反射望遠鏡の自作状況のブログ

望遠鏡のネタを中心に自作などの状況をご紹介します。

冷却CCD回路設計(その5)

A/D変換は16ビットモード(2ByteMode)に変更し、FPGAを書き換えました。

テストSWも16ビットに対応できるよう修正して16ビットTIFFの書き出しができるようになりました。 SI7でTIFF画像のヒストグラムを確認すると0-65535になっているのでOKです。

FT2232DのFIFOモードで速度が上がらない問題は、勘違いでFT2232Dは1MByte/Sでフルスピードでした・・・FT2232Hへ変更します(FT2232Hは8Mbyte/S)・・・FT4232Hの手持ちはあるのですがFIFOが使えないようです。 ・・・データシトはよく読みましょう。

 

libtiffで16ビットTIFF画像を出力する場合の例(備忘録)

unsigned width = 3320;
unsigned height =2498;
int i;
WORD* buffer = (WORD *)malloc(width*height * sizeof(WORD));
for (unsigned i = 0; i < width; i++) {
for (unsigned j = 0; j < height; j++) {
buffer[j*width + i] = px[i][j];
}
}
TIFF *image; image = TIFFOpen("test.tif", "w"); //test.tifというファイルをつくる
if (image == NULL) {
return;
}
//TIFFのタグ設定
TIFFSetField(image, TIFFTAG_IMAGEWIDTH, width); //画像幅
TIFFSetField(image, TIFFTAG_IMAGELENGTH, height); //画像の高さ
TIFFSetField(image, TIFFTAG_BITSPERSAMPLE, 16); //画像の深さは16bit
TIFFSetField(image, TIFFTAG_SAMPLESPERPIXEL, 1); //色の数は1(モノクロ)
TIFFSetField(image, TIFFTAG_COMPRESSION, COMPRESSION_NONE);//圧縮なし
TIFFSetField(image, TIFFTAG_PHOTOMETRIC, PHOTOMETRIC_MINISBLACK); //0が黒で、最大値が白
TIFFSetField(image, TIFFTAG_FILLORDER, FILLORDER_MSB2LSB);
TIFFSetField(image, TIFFTAG_PLANARCONFIG, PLANARCONFIG_CONTIG);
TIFFSetField(image, TIFFTAG_ORIENTATION, ORIENTATION_TOPLEFT);
TIFFSetField(image, TIFFTAG_XRESOLUTION, 72.0); //横方向解像度
TIFFSetField(image, TIFFTAG_YRESOLUTION, 72.0); //高さ方向解像度
TIFFSetField(image, TIFFTAG_RESOLUTIONUNIT, RESUNIT_CENTIMETER);//解像度の単位はセンチメートル
TIFFSetField(image, TIFFTAG_SOFTWARE, "CCD_TEST"); //ソフトの名前

for (i = 0; i < height; i++)
{
TIFFWriteScanline(image, buffer + i * width, i, 0);
}
TIFFClose(image);
free(buffer);

冷却CCD回路設計(その4)

3Dプリンタでレンズマウント部分を製作して、Cマウントレンズを付けてみました。

画像の評価もできるよう、テストSWにlibtiffを組み込んでTIFFフォーマットでファイルを作るようにしました。現在8BitモードでA/Dを動作させているのでTIFFも8Bitモノクロです。 シャッターは相変わらずレンズの前を覆って操作します。f:id:wata4888645:20210225200146j:plain

天井を撮影して出力したTIFF画像をSI7でjpgに変換したものです。 Cマウントなので中央部しか映りません、次回は大判のレンズを付けてみます。

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まだ、ノイズ対策は行っていませんがストレッチ無しの8ビットであればまあまあです。 暗い画像をストレッチした場合のノイズは16ビットで確認します。

 大判のレンズではなく口径を絞った単レンズに交換してみました、収差があるのでピント甘いですがCCD全体の評価ができそうです。 SI7でカラー化しました。(カラーバランスも少し調整しました)

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冷却CCD回路設計(その3)

前回からの続きで、A/D変換回路周りを配線して、FPGAでA/D変換部分の駆動回路とFT2232Dとの同期回路を作りこみました。(知恵熱が出そうです)

一応、KAF8300のフルサイズ(3326X2504)のベイヤー画像をPCで取得できるところまで進みました。

FPGAで作ったFIFOは256ByteのものでこれだけでA/D変換(AD9826)の出力データとFT2232Dへの書き込みタイミングを賄うのは容量が足りないため、結局FT2232Dが負けないようにCCDの読み出しをゆっくりにして解決しています。(とりあえずの処置)

思ったほどFT2232Dの245FIFO(Synchronous)速度がでていないので、宿題になっています。(TXE#がHのままLにすぐ落ちない)

 

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PCへの読み込みS/Wは、テスト用の最小限の機能なのです。

上の画像がCCD中央部の拡大画像。下の小さい画像がCCD全エリアのサムネです。 単純ストレッチで縮小しているためベイヤー配列によるモアレが出ています、最初階調がおかしいということで回路を調べましたが間違いは見つからずA/Dではこんなことにはならないよねーっと悩んでいましたが、拡大してみたらモアレと気が付きました。 あと、ノイズ多いです、テストは8ビットなのですがこれじゃダメダメです。 画像読み込みは12秒程度、CCD的には3秒程度なのですが・・・

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とりあえず、ベイヤーを見ることができて良かったです。

この後は、何か映るようにレンズ又はピンホールを取り付けてみます。

 

 

冷却CCD回路設計(その2)

自作の冷却CCDの設計始めましたをだいぶ前にご紹介しました。 その後、どうなったのか? とん挫してしまったのかなと思っている方も多い?かも知れませんが、ゆっくり進捗しています。

現在のCCD回路の状況です、何が何だか分からないと思いますが、使用しているCCDはKAF8300です。(オリンパスE-300より摘出したもの)

CCD駆動で面倒なのは、色々な電圧を与えてあげないと動かない点でしょうか・・・

駆動信号の波形もチューニングしないと良くないかもでこの後調整に取り掛かります。

(実際は結構ラフな波形形状でも出力は出ているので動作はしているようです)

まだ、単に動作確認レベルの回路なのでノイズだの何だのは未対策です。

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大まかな回路の構成は、FT2232DでUSB経由でパソコンとFPGAをつないでCCD駆動信号はFPGAで作っています。 パソコンから撮影した画像を送るようにFPGAに指示して、FPGAがCCD駆動信号を出してCCDより読みだしたアナログ信号をA/D変換でデジタル16ビットに変換してUSB経由でパソコンに送り返す仕組みです。A/D変換の駆動信号もFPGAで作っています。CCD周りであればマイコン使用することなく構築できます。

カメラに仕上げるにはシャッター(KAF系はメカシャッターが必要)や冷却温度の制御やフィルターホイルの制御などあるので、その部分はマイコンを使用します。

写真の回路はとりあえずFT2232DでUSB経由でパソコンとの通信とCCD駆動まで動作しています。

データシートによればCCDからの出力は以下の通りだとのこと。

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駆動信号はH1L以外にV1、V2、H1、H2、RGがあり合計6種類の駆動信号が必要で各信号ごとにHLレベルが違うため色々な電源電圧が必要なのです。

実回路のVOUTですが、まずVdark状態(CCDを遮光した状態)

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黄色はH1L、緑がVOUTです。 

続いて、Vsat状態(CCDに光を当てて飽和している状態)

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VOUTは1KΩの負荷抵抗で約1Vpp(Vsat-Vdark)の出力が出ています。

ただ、波形が汚いのでグランド強化や信号のインピーダンス調整や電圧・タイミング調整など課題は山積みで、CCD回路のスタートラインにたどり着いた状況です、ゴールはまだまだ遠い感じです。 とりあえず、CCDの駆動確認はできたので一安心です。

 

 

 

M42を市街地で撮影(その2)

その後、M42の総露出時間は約8時間半まで伸びました。

今だPIは使いこなせず・・・2インチコレクターにフルサイズは周辺減光がきついのと、光害カブリが合わさって、フラット補正がうまくいってません。 そこら辺の改善がまだ必要です。

とりあえす、8時間半のものは、少し滑らかになりました。(中央クロップ)

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マスクを使ってLHEは行っていないので、もやもやのコントラストをもう少しあげられますね。星も少しうるさいですかね・・・

M42を市街地で撮影(その1)

投稿タイトルを変更して、25cmニュートンでの撮影テストをご紹介します。

これまでの撮影はEOS X7で行っていたのですが、最近6D(天体改造)を入手したので6Dで撮影してみました。 ISO1600で30秒露出のものがこれです。

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フルサイズなので周辺減光も強くなってきました。右下が若干ですがスケアリングが合っていない感じですが四隅まで丸い星像でP2はしっかり仕事をしてくれています。

これを約260枚撮影して、バイアスフレーム、フラットフレームを撮影して処理を行います。フラットフレームはライトフレームと同条件にて曇り空を撮影したものを使用しています。

処理は今までDSS(DeepSkyStacker)でフラット補正+スタックしてSIやPSで処理していましたが、PI(PixInsight)での処理がよさそうなのでトライアルライセンスでお試ししてみました。

PIの使い方は、蒼月城さんのYouTubeを見ながらの操作ですので、まだ慣れていません。処理作業もまだうまくできていないのと総露出時間が2時間ちょいなので市街地の撮影としては総露出も全然足りていないのですが、どのように画像処理されるのか確認してみました。 フラットが合わないので周囲トリミングしないと駄目なのですがとりあえず仕上げたものがこちらです。

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無理やり強調しているところもありますが、分子雲もあぶりだすことができています。

処理時間の方はスタック完了まで3世代8スレッドでは6時間程度かかる感じです、なんだかんだで半日かかっています。

でも一晩の撮影データからここまで処理できれば現段階では満足です。

PIも正規ライセンスを購入すると思います・・・

輝星の光条が長いですね・・・

 

 

 

短焦点 反射望遠鏡の製作(その11)

EOSに続いて、マイナーなNightScape8300(セレストロンの冷却CCD)を接続します。

NightScapeはM42(P0.75)雌ねじでP2がM65(P1.0)雄ねじとなっているので、両方を接続するリングを自作することにしました。市販リングを組み合わせてもできそうですが意外とお値段が高くなるので、材料(A2017丸棒)を買って自作です。

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旋盤加工はチャック代を設けて加工します、材料を反転させるともう一個製作できるので2個作ってみました。

表面処理は黒アルマイトするところですが面倒なので内側のみ艶消し黒スプレーでとりあえず仕上げました。

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完成したら組付けします。

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組付け完了。

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晴れたらテストしてみます。

 

EOSで撮影したものを飽和復元で再処理してみました。

市街地でも、M42周りのもやもやをあぶりだすことができそうです。

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