Hallo Zusammen,

mein nächster Selbstbau wird die Webcamkühlung sein.
Eine Zeit lang verwendete ich den Kühlkörper einer Grafikkarte und kam damit kaum an den Gefrierpunkt heran (~10°C).
Heute jedoch - mit dem Boxed-Kühlkörper eines Pentium III mit 900MHz und einem 40mm Lüfter kam ich annährend an mein Ziel.

Somit weiß ich nun, dass der Kühlkörper und Lüfter sehr wichtig für das Peltierelement sind, da die kalte Seite nur noch kälter werden kann, wenn die warme Seite noch besser gekühlt, sprich duch einen Kühlkörper die Wärme abgeführt werden kann.

Mein Teststand sah so aus:


Hier meine Messtabelle (12Volt, 6A Netzteil):
Zeit  Temperatur
  0s    22,4°C
 20s    15,3°C
 40s    10,3°C
 60s     6,8°C
 80s     4,1°C
100s     3,4°C
120s     3,2°C
140s     3,1°C
 
Also ich kam innerhalb von 2min20s auf 3,1°C. Die Temperatur hielt sich dann bis zum Messende (45 Min-Test) auf unter 5°C. Rund 19°C Temperatudifferenz zwischen Raumtemperatur - Peltierkühlung konnte ich nun erzielen - und das in einem NICHT geschlossenem System!

Der Temperatursensor wurde auf die Kalte Seite des Peltiers mit Tesa geklebt und als ich ihn am Schluß entfernte, hatte sich bereits Kondenswasser gebildet.

Nun werde ich mir ein Leistungsstärkeres Peltierelement und ein passendes Netzteil suchen. Dazu kommt dann noch ein richtiger PC-Kühlkörper mit 80mm Lüfter.

Also: Es geht noch weiter! :]

Gruß,
Tobias

Re: Projekt: Webcamkühlung

Hallo Tobias

ich dank dir esrt mal für den schönen und für mich sehr interessanten Bericht !!

Da hab ich auch schon eine Frage:

1. Wie, genau unktioniert denn so ein Peltierelement !

Grüße und Danke

Rafael

Re: Projekt: Webcamkühlung

Hallo,
da hast du aber noch viel vor dir. Aber was lang währt wird gut

AW: Projekt: Webcamkühlung

Hallo Rafael,

dies habe ich erst vor Kurzem mal in einem anderen Thread beantwortet, aber hier nochmal:
Ein Peltier-Element ist eine aus zwei verschiedenen Metallplatten bestehende dünne Platte, die unter Zuführung von Energie auf der einen Seite wärmer, und auf der anderen Seite kälter wird.[…] Kühlt man die erwärmte Seite ab, z.B. mittels eines aufgesetzten Ventilators, so wird die gekühlte Seite noch kälter.
(Siehe: http://www.uni-protoko…ikon/Peltier-Element.html)

Mittlerweile bin ich auf eine doppelstufige Lösung umgestiegen, sprich 2 Peltierelemente.

Gruß,
Tobias

AW: Projekt: Webcamkühlung

Hallo Zusammen,

ich habe mir gerade vorher einen neuen Kühlkörper mit Lüfter geholt.
Ich habe mir extra einen gängigen Pentium 4-Kühlkörper ausgesucht, da ja die Pentium 4 Prozessoren mehr Strom als die Konkurrenz von AMD verheizt und somit die Kühlkörper für den Pentium 4 besser mit Wärme fertig werden müssen.

Geworden ists ein billiges Modell von Arctic Cooling (der Super Silent 4):


Der hat einen schönen dicken Boden und ist somit ideal zum Anbohren geeigent. Ich muss dann ja irgendwie das Peltierelement auf der Kühlfläche befestigen und werde somit 4 Gewinde in den Kühlkörper schneiden müssen, um praktisch 2 Gürtel über das Peltier zu legen und diese mit Schrauben dann am Kühlkörper befestigen zu können.
Dann werden wahrscheinlich nochmal 4 Gewinde nötig sein, um das Gehäuse mit der Elektronik und dem CCD auf dem Kühlkörper zu befestigen.

Mittlerweile bin ich auf eine 2-stufige Peltierkühlung umgestiegen. Es werden dann also 2 Peltierelemente für die Kühlung sorgen.
Das Große Peltier wird direkt auf dem Kühlkörper befestigt. Auf die kalte Seite des Peltiers wird ein Winkelstück aus Kupfer (wegen der guten Wärmeleitfähigkeit) befestigt. "Oben" im Winkel kommt dann ein kleines Peltierelement zum Einsatz. Die warme Seite des Elementes ist auf dem Kupferwinkel befestigt und an der kalten Seite ist erneut ein kleinerer Kupferwinkel befestigt, auf welchem nachher der CCD sitzen wird.

Um es kurz zu sagen: Die kalte Seite des großen Peltierelementes kühlt die warme Seite des kleinen Peltierelementes. Da das Große mehr kühlen als das Kleine erwärmen kann, wird das kleine Element so ziemlich an der Maximalleistung knabbern (die kalte Seite wird so kalt wie nur möglich).

Somit wäre also das Kühlungsproblem gelöst. Als Netzteil werde ich wahrscheinlich ein Notebooknetzteil verwenden. Wenn das nicht ausreichen Sollte, könnte ich immer noch 2 Laptopnetzteile parallel schalten und hätte somit 12V und 10A (ganze 120 Watt).
Wenn ich alles richtig berechnet habe, werden die beiden Peltierelemente um die 54 Watt verheizen, aber jemand der das Problem mit genau den gleichen Elementen gelöst hat, kommt auf nur 36 Watt. Wäre natürlich toll, wenn er recht hätte.
Das Problem habe ich mal einem Vereinskollegen heute per Email offeriert und ich bin mal gespannt, was er dazu meint.

Von der Person, von welcher ich den Plan für die 2-stufige Kühlung habe, hat eine Temperaturdifferenz von knapp 50°C am CCD geschafft!
Sprich: 21°C Raumtemperatur und am Kühlfinger auf welchem der CCD nachher sitzt hatte es durch die Kühlung -28°C!

Gruß,
Tobias

AW: Projekt: Webcamkühlung

Hallo Zusammen,

heute habe ich den Kühlkörper und das zweite, kleine Peltierelement bekommen, um nun eine doppelstufige Peltierkühlung zu bauen.

Ich musste selbstverständlich die Sache noch testen und verwendete als Testkörper eine Büroklammer, da diese aus Metall ist.

Das Ergebnis nach wenigen Sekunden (!!!):

Ich habe noch einen kleinen Tropfen Wasser auf das kleine Peltierelement gegeben um zu schauen, ob das Wasser gefriert. Viel dazu sagen muss ich ja nicht .
Dabei habe ich auch schon gleich mal den ersten Mangel an der 300D entdeckt: Fokussierprobleme mit meinem alten Canon EF-Objektiv im Makrobereich. Ist mit dem Originalobjektiv (welches ich nicht habe) bestimmt anders.
Morgen werde ich die Sache mal mit dem Temperatursensor durchführen um zu schauen, wie viel Grad - es wirklich hat. Also in der Geschwindigkeit wie der Tropfen und das Wasser gefroren ist, hat es bestimmt um die Minus -10 bis -20°C. Und das bei Raumtemperatur! :]

Gruß und "kalte" Nächte,
Tobias

AW: Projekt: Webcamkühlung

Woah    
Das kann eine Peltierkühlung??? Meine Vorfreude auf die Bilder die du dann mit der Kamera machst is jetzt noch größer
Kann man die eigentlich auch an ner CPU verwenden? Und wieviel kostet eine?

AW: Projekt: Webcamkühlung

Hi Christopher,

Kann man die eigentlich auch an ner CPU verwenden? Und wieviel kostet eine?

Selbstverständlich kann man die an der CPU Verwenden! Teuer sind die Teile nicht… rund 10 Euro für das 40x40mm große Teil.
Allerdings sind das die reinsten Stromfresser. Mit dem Strom, was alleine ein Peltierelement braucht, könnte man um die 20 normalen Kühlkörper mit Lüfter verwenden.
In Hinsicht auf den Stromverbrauch sind Peltierelemente nicht gerade wirtschaftlich.

Allerdings lassen sich mit einfachen Peltierelementen bis zu 60°C Temperaturdifferenz erzielen (Warme Seite - Kalte Seite)!

Gruß,
Tobias

AW: Projekt: Webcamkühlung

@Tobias: Ich wieß nicht, ob du das jetzt schon erwähnt hast, aber was bringt es, wenn man eine Webcam der Art kühlt? Hab da nicht so viel Ahnung von. Bitte kläre mich auf!

Gruß

Falko

AW: Projekt: Webcamkühlung

Hi Falko,

so wie du siehst, ist eine doppelstufige Peltierkühlung einiges wirksamer als eine "normale" Kühlung so wie ich sie oben getestet habe.

Da die Vesta von Natur aus ja nicht wirklich für Langzeitbelichtung gebaut ist, bringt sie ein ziemliches Rauschen zu Tage (oder zu Nacht? ).
Dank einer Kühlung kann man dann das Rauschen vermindern. Dies ist auch der Grund, warum dass jede "richtige" Amateur-CCD eine Kühlung hat.

Falls ich wirklich 40°C Temperaturdifferenz gestern erreicht habe (20°C Raumtemperatur und -20°C die Kühlung), könnte ich beispielsweise 7x länger belichten, als ohne Kühlung. Das heißt also in der Praxis, ich könnte 140s mit Kühlung belichten anstatt 20s ohne Kühlung. Und dabei wäre das Rauschen in etwa gleich. → Weniger Hotpixel

Gruß,
Tobias

AW: Projekt: Webcamkühlung

Hallo Tobias!

Interessanter Beitrag mal wieder von dir - es gibt halt immer was zu tun!
Mich würde interessieren, wie so ein Peltierelement eigentlich funktioniert. Kannst du mir dazu eine entsprechende Internetseite empfehlen?

Gruß,
Peter

AW: Projekt: Webcamkühlung

Hallo Peter,

okay…. zum Dritten…  

Hallo Rafael,

dies habe ich erst vor Kurzem mal in einem anderen Thread beantwortet, aber hier nochmal:
Ein Peltier-Element ist eine aus zwei verschiedenen Metallplatten bestehende dünne Platte, die unter Zuführung von Energie auf der einen Seite wärmer, und auf der anderen Seite kälter wird.[…] Kühlt man die erwärmte Seite ab, z.B. mittels eines aufgesetzten Ventilators, so wird die gekühlte Seite noch kälter.
(Siehe: http://www.uni-protoko…/Lexiko…er-Element.html)

Mittlerweile bin ich auf eine doppelstufige Lösung umgestiegen, sprich 2 Peltierelemente.

Gruß,
Tobias

AW: Projekt: Webcamkühlung

Vielen Dank!
Kam noch nicht dazu, mir alles genau durchzulesen…das hole ich schon noch nach.

Gruß,
Peter

AW: Projekt: Webcamkühlung

Hallo Zusammen,

NEIN, mein Projekt ist nicht eingeschlafen aber in letzter Zeit war nicht viel drin mit rumbasteln…

Bereits vor einigen Wochen fertigte ich eine technische CAD-Zeichnung an und gab sie bei meinem Vater in Auftrag. Er hat es bis heute noch nicht fertig gebracht den Spezialwebcamadapter (ein wirkliches Unikat! ) anfertigen zu lassen.

Wenigstens brachte er mir heute mal den Gewindeschneidesatz und 2 Kernlochbohrer für M4 und 2 Kernlochbohrer für M5 Gewinde mit. Dazu kommt noch der sogenannte "Körner", mit welchem das Bohrloch vorgekörnt wird, damit der Bohrer nicht abrutscht. Auch eine Ladung M4 und M5 Schrauben, Muttern, Unterlegscheiben uswusf. brachte er mit.

Zwischenzeitlich konnte ich mir 2 Kupferplatten organisieren:
160mm x 100mm. Die Eine ist 5mm und die Andere 2mm dick.

Dieses Wochende werde ich dann mit Gewindeschneiden verbringen (Gewindeschneiden ist Handarbeit! Bohrer geht hier nicht…) und morgen werde ich noch das Gehäuse für die zukünftige Cam usw. bestellen.

Hier noch ein Bild der ganzen Sache:

Von Links nach Rechts:
Sechskantschraubendreher für die Schrauben (rote Packung), Gewindeschneider für M4 bis M12 (graue Metallbox), 2 Kupferblatten, Körner (sieht aus wie eine Patrone von einem Gewehr), Gewindeschneider (sieht aus wie ein Kreuz), 2 Kernlochbohrer für M5, 2 Kernlochbohrer für M4 und eine Ladung Schrauben, Muttern, Unterlegscheiben,…

Vielleicht fragt sich jemand: Warum Kupfer?
Kupfer hat nach Silber eine exzellente Wärmeleitfähigkeit. Wenn Silber günstiger zu haben wäre (1kg kostet um die 150 Euro), hätte ich sogar Silber verwendet . Aber übertreibens wir mal nicht.
Wie gesagt, das einzigste Geheimnis ist die gute Wärmeleitfähigkeit. Somit kann Wärme schneller abgeführt und Kälte schneller aufgenommen werden.

Auf ein gutes Gelingen!

Gruß ,
Tobias

AW: Projekt: Webcamkühlung

Super Idee mit dem Peltierelement, wenn der Stromverbrauch nur nicht so hoch wäre.
Ich überleg mir auch schon ob ich mein Weihnachtsgeld in eine ToUCam investieren sollte.
Nur ein Peltierelement müsste es bei mir nicht unbedingt sein, eine Gute Luftkühlung tuts auch. ( hoff ich zumindest)
Bin schon gespannt auf deine Bilder.
Bringt  eine Belichtungszeit von 120 sek. mehr als 20 sek.?
Wenn ja, was bitte?

AW: Projekt: Webcamkühlung

Simon hat gesagt

Nur ein Peltierelement müsste es bei mir nicht unbedingt sein, eine Gute Luftkühlung tuts auch. ( hoff ich zumindest)
Bringt eine Belichtungszeit von 120 sek. mehr als 20 sek.?
Wenn ja, was bitte?

Hi Simon,

eine Luftkühlung bringt nicht gerade allzuviel. Man bemerkt zwar an den Bildern, dass da der CCD gekühlt wurde, aber das ist nur minimal.

Hier ein Beispiel anhand eines 2-Minuten-Darkframetests (nur das reine Rauschen ist auf dem Bild zu erkennen! Keine Sterne o.ä.) im direkten Vergleich ohne Kühlung und mit Luftkühlung:


Natürlich bringt eine Belichtungszeit von 120s mehr als eine mit 20s, da in den 100s Differenz noch einiges an Bildinformationen (z.b. schwächere Details von einer Galaxie) gesammelt werden kann.

Gruß,
Tobias

Nun gehts rund....

Hallo Sternfreunde,

heute verbrachte ich einige Zeit in der Werkstatt von meinem Dad um die Gewinde zu schneiden.

Als Allererstes wurde der Kühlkörper vom Lüfter getrennt:


Dann wurde die zukünftige Position des großen Peltierelements eingzeichnet und die Bohrlöcher mit Edding markiert. Anschließend wurden die Markierungen mit Hammer und Körner vorgekörnt (einmal kräftig auf den Körner hauen :]) und dann mit dem Kernlochbohrer für das zukünftige M5-Gewinde gebohrt.
Jetzt kam ein recht langwieriger Arbeitsschritt: Gewindeschneiden. Insgesamt muss jedes Loch mit 3 verschiedenen Gewindeschneidern "geschnitten" werden. Anfangs eine Art "Vorlage", dann eine feinere "Vorlage" und zu guter Letzt das feine, eigentliche Gewinde.
Nun wurden noch die Lochabstände gemessen, die leider nicht millimetergenau waren.


Unterseite des Kühlkörpers mit Markierung für das Peltierelement und 4 eingeschraubten Schrauben

Jetzt wurde die 3mm-Kupferplatte zersägt und passend gebohrt. Zu guter Letzt wurde das Kupferblech noch in einen 90°-Winkel gebogen.


Ein kleiner Test… schön ist der "Sandwichaufbau" (Kühlkörper unten, Peltierelement in der Mitte und Kupferblech oben) zu erkennen. Die ganze Sache wird durch 4 Schrauben zusammengehalten.

Nun muss ich auf die Gehäuse warten. Eventuell bekomme ich heute abend noch einen Fräser ausgeliehen, damit ich den CCD von der Webcam runterfräsen kann. Morgen kann ich noch den eigentlichen Kühlfinger bauen und dann ist sie hoffentlich auch schon bald fertiggestellt .

Gruß,
Tobias

AW: Projekt: Webcamkühlung

Hi Leute, was Tobias mit (s)einer WebCam gemacht hat, habe ich mit einer CCD- MINTRON (0,0001lux!) gemacht; ich warte nur noch auf PVC- Schlauch!
Die Peltier- Elemente habe ich ohne Ventilatior, aber mit Wasser- Kühlkörpern aus der CPU- Kühltechnik, realisiert. Meßwerte habe ich noch keine, da ohne Schlauch nichts läuft! Auch keine Fotos; aber im VdS- Journal ist das nach zulesen. Die "warme" Seite wird so warm, daß sich der Anschlußdraht ablötete! Es entsteht dabei ein relativ großer Temperaturunterschied, der mit der Leistung (Watt) auch ansteigt. Pelltierelemente sind Halbleiter- Bauelemente, deren großen Strom man mit einem regelbaren Labornetzgerät
bewältigen kann (CONRAD Electronic). ergo Temperaturdifferenz.
Es ist aber eine umfangreiche und relativ teure Angelegenheit; zu Fragen bin ich natürlich ansprechbar, am Besten per PM oder direkte Anfrage über Terraformingforum.
Amateurgruß georgi  

AW: Projekt: Webcamkühlung

Noch eine Bemerkung dazu: ich dachte, dass der Ventilator, bei seinem großen Abstand vom Polkopf, zu Resonanzschwingungen führen könnte; außerdem transportiert er im Sommer ja die warme Umgebungsluft, erschien mir als Trabnsportmedium nicht geeignet! Daher der Gedanke mit "Wasser".
Das "teure" Netzgerät nutze ich im Winter, wenn ich die Kühlung nicht brauche, zur Beheizung eines Autositzes, der in einen Schlafsack eingenäht ist! denn wohin mit den Signalen der WebCam 740 ? Und wenn man noch eine GOTO4All hat, kann man per Monitor/ Laptopp im Extraraum sitzen und Aufnehmen! Alles fast fertig; es fehlen mir nur noch 5m PVC- Schlauch!
Und mit einer DSI, wenn jemand nicht weiß, was er zu Feiertagen gebrauchen kann, geht es per Color und "Autoguiding"!
Amateurgruß georgi

AW: Projekt: Webcamkühlung

Hast du keine Angst das das Wasser im Schlauch gefriert?

AW: Projekt: Webcamkühlung

ne, denn Du kannst beim eigentlichen Hersteller der PC- Wasserkühlung eine spezielle Zusatzflüssigkeit kaufen, die auf die Pumpe und den Rippenkühler abgestimmt ist und bis -15°C geht.Roger?
Amateurgruß georgi :-)