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CONTRUCCIÓN DE UNA CÁMARA CCD
(Adaptación de QuickCam B&W para Astronomía)

Desde que nos hablaron por primera vez de las excelencias de las cámaras CCD hemos soñado con poseer una y comenzar a hacer exposiciones para obtener resultados tan impresionantes como el que nos muestran en las revistas.
El primer impedimento que encontramos es el desorbitado precio que alcanzan algunos de estos ingenios.
En este artículo os explicamos cómo convertir una cámara para video-conferencia en internet (en este caso la Connectix QuickCam B&N) para fines astronómicos.
- Autor: Vicente J. Molina García

Seguramente alguno de los que comenzais a leer este artículo lo habreis hecho con la curiosidad de saber si lo que acabais de leer es cierto.

La verdad es que sí, y tal y como ireis comprobando a lo largo de este artículo y a través de las imágenes que en actualizaciones venideras iremos realizando, los resultados son bastante buenos, aunque a estas alturas (marzo de 2000) todavía estamos experimetando con el nuevo material.

En este momento tal vez os encontreis algo alterados, soñando ya en realizar increibles tomas con vuestro telescopio, pero ante todo, nos gustaría realizar una pequeña introducción sobre qué vamos a necesitar, las características principales de la cámara y cuales van a ser nuestras espectativas a la hora de obtener resultados. Tras esto, pasaremos a explicaros cómo desmontar y adaptar la cámara y cómo tomar las imágenes.

EL MATERIAL
 

Este es el aspecto que presenta la QuickCam B&W

Por supuesto, y lo más importante, necesitaremos una cámara de videoconferencia Connectix QuickCam en Blanco y Negro.Por supuesto que podemos utilizar cualquier cámara de este tipo, incluidas las de color, pero el escoger esta es debido a los siguientes puntos:

- Las cámaras en blanco y negro tienen mayor sensibilidad y resolución, debido a que los pixels están formados por un sólo componente, y no con tres como ocurre con las de color, lo que repercute en una menor resolución y peor respuesta a exposiciones relativamente largas.
- Por supuesto, su precio. Podemos encontrar alguna de segunda mano de alguien que no la use por menos de 5.000 pesetas y si encima eres de los que la tenía guardada en el cajón porque te habías comprado una flamante cámara en color, pues mejor todavía.
- Además, las conexiones son muy fáciles y sólo necesitas un cable para conectarla, ya que la alimentación la extrae directamente de la toma del teclado.
- Por cierto, esta cámara tiene el mismo chip que las que usa SBIG y Meade en sus modelos ST-5 y Meade Pictor 208 y 216: el TC255 de Texas Instruments.

De todos modos, esta cámara, y otras en blanco y negro ya no se fabrican, con lo que conseguir una puede ser algo complicado. Preguntad en tiendas donde ofrezcan material informático de segunda mano o en algún foro de chat o incluso entre la gente que usa el NetMeeting. Seguro que hay alguno que gustosamente se desharía de ella.

Para la realización de este proyecto, y aprovechando que ya teníamos un adaptador fotográfico para el telescopio, el circuito está montado sobre una tapa de objetivo (en este caso para montura Pentax K).

Una tapa, en mi caso, recuperada de un bote de espuma de afeitar, que encajaba milagrosamente sobre la tapa del objetivo; y además de color azul a juego con el telescopio.

Un poco de cinta aislante y algún tornillo de rosca chapa de unos 5 o 10 mm. de largo y el equivalente a 2 mm de grosor.

Y por supuesto, un destornillador, algo que corte y un poquitín de maña.

RESULTADOS ESPERADOS

Lo que conseguiremos con este proyecto es tener una cámara CCD que, al menos por ahora, nos va a permitir la captura de imágenes de los planetas, la Luna, el Sol y de estrellas brillantes (aproximadamente hasta la magnitud 6,5).

¿Por qué esta limitación? Fácil: La cámara que vamos a construir no está refrigerada, con lo que el ruido térmico va a impedirnos realizar integraciones de más de 5 segundos sin que la ventana de la cámara se vuelva casi blanca.

Con tiempos inferiores, y para objetos brillantes como los que hemos relacionado anteriormente, no tendremos problema alguno.

Tengo conocimiento de que se puede refrigerar mediante dispositivos Peltier, proyecto que se está estudiando en la actualidad y que no se descarta su ejecución algún día.

Por otro lado, esta cámara sólo captará un gama de 64 escalas de grises, con lo que la profundidad de tonos, sobre todo a la hora de contrastes y tratamiento de las imágenes capturadas será un poco limitada, pero como veremos más adelante, los resultados son muy interesantes.

LA CONSTRUCCIÓN

Comencemos por desmontar la cámara. Para ello, en la parte posterior del objetivo tiene una pegatina plateada pegada, que si la quitamos nos deja ver un pequeño orificio. Introduciendo por aquí un alambre (un clip va muy bien), desbloqueamos una presilla. Una vez desbloqueada, se le da un pequeño tirón y la cámara se abre por completo.

Los componentes que forman la cámara, y que veremos en su interior, son una pequeña tapa de color negro que hace de parasol para el objetivo, un soporte metálico para la adaptación a un trípode y el circuito de la cámara donde podemos ver la óptica montada.

¡¡¡ATENCIÓN!!! Antes de tocar cualquier componente de la cámara, y muy especialmente el chip CCD, es necesario que nos descarguemos de electricidad estática. Bastará con tocar antes algún objeto metálico.

Momento de la extracción de las piezas que componen el interior de la cámara.

Aspecto del circuito con su sistema óptico

Una vez extraido por completo el circuito impreso con la óptica, procederemos a desmontar esta última aflojando un par de tornillos que se encuentran en la parte contraria al objetivo de la cámara.

Cuando los desatornillemos, podremos extraer todo el conjunto óptico. En ese momento dejaremos al descubierto el chip CCD, el cual, cuanto menos manipulemos, mejor.

Si os fijais, en el conjunto óptico, y más concreto dentro del soporte de plástico color negro, hay un cristal de color azul. Este es el que se encarga de filtrar la luz infrarroja, pero que nosotros no usaremos, ya que la respuesta de este chip a esta banda del espectro es bastante buena, lo que hará que gane en sensibilidad.

Vamos ahora a montar el circuito sobre la tapa del objetivo: Para ello, hallaremos el centro de la tapa donde practicaremos un agujero con el diámetro justo del chip (con 6 mm. es suficiente). También, y aprovechando los agujeros que soportaban la óptica, haremos un par de agujeritos para hacerlos coincidir los que existen en el circuito.

En esta imagen se pueden apreciar los orificios practicados a la tapa y la disposición del chip y los agujeros en el circuito impreso.

Sólo queda unir la tapa con el circuito impreso mediante unos tornillos. En este caso, se utilizaron los mismos que sujetaban la óptica de la cámara.

Tengamos en cuenta a la hora de hacer la unión, que el chip no debe tocar la tapa en ningún momento, ya que la presión de los tornillos podría estropearlo. Para evitar eso, pondremos unas tuercas (en este caso para tornillos de 5 mm.) que levantarán el circuito de la tapa. Para evitar contactos, entre cada tuerca y el circuito, interpondremos alguna arandela de plástico o un poco de cinta aislante como muestra la fotografía anterior.

Llegados a este punto, el montaje debería tener el aspecto que muestran las imágenes que siguen a este párrafo y las cuales nos muestran el perfil y la parte interior del "ingenio", donde podremos apreciar la totalidad del chip sin obstrucción alguna.

Detalle del montaje

Para cubrir el circuito y evitar que se lleve algún golpe o que recoja polvo, lo mejor que podemos hacer es taparlo, y para ello, una opción muy interesante (y también muy barata), es usar la tapa de algún bote de aerosol de los que tenemos por casa, ya que extisten muchos tamaños y alguno coincidirá.

En este caso, se ha usado el de un bote de espuma de afeitar, al cual se la ha hecho un agujero para que pase en cable y un corte para poderlo alojar en el orificio practicado. En la siguiente fotografía lo podeis ver.

 

Al cable de la cámara sería interesante que le hicierais un nudo como aparece en la foto, para que si accidentalmente le damos un tirón no nos quedemos con el cable en la mano. El aspecto que tienen los cables en la imagen es porque se tuvieron que reparar, ya que estaban cortados algunos de ellos.

La unión de la tapa del bote con lo que es ahora el cuerpo de la CCD la podeis hacer con cinta aislante, pero sería preferible ponerle tres tornillitos cortos de rosca-chapa a 120º cada uno para que no se mueva ni pueda destaparse el circuito.

Cuando los pongais, tened cuidado a qué altura los atornillais, ya que puede darse el caso que roce después con la montura del adaptador fotográfico y no la podais montar.

Aspecto final de la cámara. ¿A que parece de verdad?

Bueno, ya está todo terminado, en este mismo momento sois poseedores de una cámara CCD. Un poco modesta pero bastante efectiva.

La primera vez que la utiliceis, sería aconsejable que lo hicierais tomando fotos de la Luna, ya que es un objeto bastante grande, luminoso y muy fácil de enfocar y localizar, y os dará una buena idea del campo de vuestro telescopio sobre la CCD.

Ante todo, tened bien centrado el buscador con el telescopio, ya que colocar la imagen de Júpiter o Saturno en el diminuto chip de una CCD se las trae.

Para la captación de las imágenes se utiliza el software que trae la cámara, con el que ajustando la barra del brillo, obtendremos diferentes tiempos de exposición.

Ánimo a todos e intentad construirla. La inversión como veis es ridícula y como iniciación al mundo CCD es ideal.

Ya nos contareis.

Para ver algunos ejemplos de tomas realizadas con esta cámara, pinchad AQUÍ