Buscando en Ebay encontre una Canon 20D a un precio muy barato, unos 70 dolares. Tenia varios defectos, el flash no funcionaba, y lo mas importante, el enfoque automatico tambien estaba defectuoso. Pero por suerte, para astrofotografia no hacen falta ninguna de las dos cosas, asi que la compre. El vendedor me advirtió por email, el enfoque no trabaja!!!! … y yo le respondi, no me importa!!!

Por fin llego a mis manos la camara. En otro articulo narro como se le cambio el filtro infrarrojo por uno que permitiera pasar el hidrogeno alfa. En este, nos concentraremos en la labor de lograr enfriar el CCD, de forma que podamos reducir el ruido que se presenta en estas camaras al hacer fotos de muy larga exposición.

El proceso de conversión comienza por la busqueda de información sobre el tema. Existen varias paginas en Internet que muestran como se hace este tipo de trabajo con camaras mas modernas, de la misma firma Canon. Pero del modelo que yo tenia, la 20D, no aparecio nada. Asi que me decidi a intentarlo, luego de ganar confianza con el cambio del filtro. Con esa experiencia y las ideas reunidas con los casos en los que encontre documentación, me decidi a intentarlo.

Primero, compre los materiales que llevaria el proyecto. Una plancha de cobre, que elegi con un grosor de 60 milesimas de pulgada, casi milimetro y medio. Mas adelante comprobaria que era demasiado, y tuve que rebajarla hasta poco mas de 25 milesimas.

Tambien adquiri tornillos y tuercas de plastico, los que me permitirian unir el conjunto sin transferir calor hacia el lado frio del montaje.

 

Contaba con pasta conductora de calor, de la que se usa para los montajes de los microprocesadores de computadora a su respectivo disipador.

Tambien ya tenia, desde hacia tiempo, las partes desarmadas de un enfriador de vinos. Estos funcionan con un peltier, que es el elemento semiconductor a cargo de enfriar lo que nos interesa. Traen dos disipadores de aluminio, uno del lado frio, mas pequeño, con un ventilador de 12 voltios, y otro mas grande con dos ventiladores similares, del lado donde se extraera el calor.

 

En mi caso, esperaba usar la fuente y el peltier que obtuve de esta forma, pero ambos estaban malos. Un amigo me entrego tres pequenos peltier, y tuve que adquirir una fuente tipo adaptador de laptop, para alimentarlos.

Luego de obtener de Internet documentos con los pasos para desarmar la camara, y de haberle hecho el cambio del filtro infrarrojo, tenia que hacer un segundo desarme de ella para colocarle la placa de cobre que transmitiria el calor desde el CCD hasta el exterior, donde colocaria los peltier y un disipador de valor, de alminio, y un fan.

El proceso de abrir la camara no es demasiado complicado, y teniendo a mano los destornilladores y las herramientas necesarias, y unos depositos para colocar los tornillos en secuencia de desarme, no debemos tener problema alguno. Por supuesto, hay que tener cuidado con los conectores y las cintas que deberemos desconectar dentro de la camara, pues son plasticos y fragiles.

 

 

Al final ofrezco una lista de direcciones con paginas que describen el proceso.

Un problema que sabia tendria al tratar de colocar el “dedo” de cobre dentro de la camara seria su grosor. Yo encargue una placa de cobre de 60 milesimas de pulgada, algo asi como milimetro y medio. En vistas del poco espacio, tuve que rebajarla hasta solo 30 milesimas, asi que a los que se decidan probar esta modificacion les aconsejo usar una placa de solo 30 milesimas al ser adquirida. Esto es unos tres cuartos de milimetro. La transferencia de calor es menor pero no hay opciones alla adentro de las placas.

Imagen: grosor del dedo de cobre, la plancha original de 60 milesimas se rebajo con una fresadora a poco mas de 25 milesimas.

A la placa de cobre le abri cuatro agujeros para pasar los tornillos que fijarian y apretarian el disipador de aluminio con los peltier en el medio. Ya que la placa de cobre va a estar fria, y el disipador de aluminio caliente, my caliente, usaremos tornillos de plastico, y tuercas de plastico. Por supuesto, los agujeros tanto en el cobre como en el disipador deben corresponder con el diametro de los tornillos, un poco mas grandes, para que puedan pasar fácilmente. Tambien aconsejo, si les es posible, hacer un taladro un pcoo mas grande que el diametro de las tuercas en el disipador, para que estas queden por debajo del nivel y no molesten, ademas de no requerir tornillos muy largos. El largo de los tornillos debe ser medido en base a el ancho de la placa de cobre, los peltiers, y el disipador de aluminio, de forma que cubran bien la distancia y quede espacio para las tuercas.

Debemos tener en cuenta la superficie que ocuparan el o los peltiers en la placa de cobre, y de acuerdo a ello decidir donde iran los agujeros para los tornillos, lo cual a su vez determinara la posición de los huecos que taladraremos en el disipador. Asi que antes de abrir los agujeros, asegurese lo mejor posible de medir, yo tuve que rehacer dos de ellos para que acomodaran al disipador.

Tambien necesitamos pasta conductora, del tipo de las que vienen con los disipadores que se usan en los microprocesadores de computadora, por ejemplo. Tambien se vende en las tiendas de electronica o en linea, y no es costosa.

A la plancha de cobre debemos aislarla eléctricamente de cualquier posible contacto con las placas. Asi que antes de comenzar deberemos usar un masking tape transparente y muy delgado, para cubrirla en ambas superficies y los costados con una delgada capa del mismo.

Imagen: recubrimiento con masking tape del dedo de cobre para evitar cortocirciuitos.

Por supuesto, en la zona en que va a hacer contacto con el CCD, no debe estar cubierto, asi que debemos limpiar bien esa zona una vez tengamos abierta la camara y podamos tener una idea del largo que empleara en esa superficie el CCD.

Una vez tenemos todo listo, podemos comenzar el desarme.

En el momento que tengamos ya el CCD al descubierto, veremos que hay dos placas de un material similar al cobre que la fijan por ambos lados, y estas estan fijadas con pequenos tornillos al chasis.

Para colocar la placa de cobre, debemos retirar, con cuidado, la de la izquierda. Debemos quitarla sin separara el CCD, que presumiblemente esta pegado a la superficie inferior, que luce como el soporte del mismo.

A la placa derecha, le introduciremos por debajo, entre el CCD y ella, un pequeño y fino destornillador, de esos que llaman de relojero, y haremos una pequena palanca apoyados en su punta, para que la placa se levante en su borde un poco. Esto permitira introducir la placa de cobre fácilmente, desplazandola de izquierda a derecha sobre la superficie del CCD.

Imagen: la placa de cobre introducida bajo la presilla lateral derecha del CCD. Se aprecian las marcas negras para retirar cualquier suciedad o plastico restante en la zona de contacto con el CCD.

Una vez introducida la placa de cobre, la presilla que levantamos un poco debe quedar presionandola hacia el CCD. No debe quedar suelta. Antes de retirar nuevamente la placa de cobre, mediremos hasta que punto debemos estar seguros que en la cara que dara hacia el CCD, no quede plastico o suciedad alguna, podemos marcarlo usando un plumon o marker negro por la cara superior de la placa.

Otro punto importante a chequear es la pequena placa que existe a la izquierda, justo en el borde de la camara, la cual contiene el USB y el conector del control remoto, ambos muy importantes para controlar la camara con la computadora o un disparador programable. Si no estamos seguros colocaremos un pequeño pedazo del mismo masking tape sobre ella, para evitar que haga cortocircuito con la placa de cobre, que saldra justo por ese costado.

Imagen: placa lateral con conectores, debemos aislarla con plastico para evitar cualquier posible cotrocircuito.

Una vez logrado esto, retiramos la plancha de cobre para poner la pasta conductora de calor en ambas superficies, en la parte trasera del CCD y en el lado de la placa de cobre que hara contacto con ella. Antes, limpiar bien de toda suciedad la superficie , y si ha estado mucho tiempo expuesta al aire y se nota oxido o mucha suciedad, pasarle ligeramente una lija muy fina hasta que quede brillante. Luego, con un par de gotas de pasta sera suficiente para cada lado, tanto en el CCD como en la plancha de cobre, y luego la distribuiremos usando algun tipo de esponja o papel por toda la superficie, hasta que quede una cubierta uniforme y muy delgada.

Hay que tener mucho cuidado de no embarrar los demas componentes de la camara con esta pasta, asi que el proceso debe hacerse con cuidado y mucha calma. Una vez lograda una distribución adecuada de la pasta, la colocaremos en su sitio, apoyandola sobre el CCD y moviendola en varios sentidos, para que la pasta se distribuya aun mas y se peguen ambas superficies lo mas cerca posible.

Hecho esto, procederemos, moviendola justo hacia el centro de forma que quede simetrica con los bordes del CCD, a empujarla hacia la derecha hasta que entre por debajo de la planchita derecha que sostiene el CCD. Ya tenemos la plancha puesta en su lugar.

Ahora viene el rearme de la camara, en proceso inverso al desarme.

Hay que tener en cuanta que la placa que cubrira a la plancha de cobre va a quedar algo forzada, y luego de haber colocado todos los conectores y el display, al colocar la tapa plastica final habra que hacer presion hacia abajo, delicadamente, y la cual terminaremos con el tornillo superior izquierdo, el cual terminara de cerrar el conjunto.

Durante el rearme, hay que chequear la posición de la placa de cobre, pues no esta fija por nada y puede moverse hacia arriba o abajo, e incluso hacia la izquierda, asi que deberemos asegurarnos continuamente de que esta en la posición adecuada.

Finalmente, la tapa plastica lateral que incluye los huecos para el USB y los otros conectores, tendremos que hacerle, con alguna herramienta adecuada, una ranura que cubra todo el ancho de la plancha de cobre.

Este proceso llevara varios ajustes en la ranura y su posición, pero trataremos de que sea lo mas estrecha y exacta posible, para reducir la entra de polvo y humedad a la camara. Yo use un minidrill, con una rueda de lija para cortar plasticos o metal. Una sierra pequena tambien puede usarse, con mucho cuidado. Esta tapa lleva dos tornillos, los cuales evitaran que se salga de su posición.

Es la hora de aislar la parte mas cercana a la camara de la plancha de cobre. Usaremos el ecubrimiento que se usa para los aires acondicionados, esa cinta gris con pegamento de un lado, de la cual sacaremos tiras del ancho adecuado para que nos permitan cubrir desde el mismo borde de la camara hasta cerca de los agujeros de los tornillos. Pondremos dos o tres capas, para mejorar el aislamento termico. Mucho cuidado con tapar los huecos del USB y del control remoto.

De acuerdo a la posición en que haya quedado el conjunto, notaras que el plug del control remoto y el USB quedaran difíciles para colocar, en mi caso tuve que rebajar, con cuidado, ambos en ciertas zonas para que entraran completamente.

Imagen: conector USB rebajado por un costado para que pueda entrar en su posición. 

Imagen: conector del control remoto rebajado para entrar en su posición, de otra forma la placa de cobre evitaría su entrada.

Estos dos conectores quedaran fijos en la posición, y seran cubiertos posteriormente por el aislamiento con que terminaremos el trabajo.

Imagenes: conectores en su posición definitiva.

Ahora debemos identificar el lado frio y el caliente de el o los peltier. Para ello, lo conectaremos a una fuente de voltaje de 12 voltios por solo un momento, un tiempo corto pero suficiente para notar un lado caliente y el otro frio. El lado frio ira, por supuesto, hacia el cobre. Un peltier trae normalmente un cable rojo y otro negro, de forma que sepamos cual de los dos ira al positivo de la bateria o fuente, que sera, obviamente, el rojo.

Solo nos queda colocar los peltier en su posición, para lo cual limpiaremos bien la superficie de cobre, y aplicaremos tambien una o dos gotas de pasta conductora en el cobre y en los peltier.

Yo decidi colocar la parte caliente del lado opuesto a la camara, para evitar calentarla con el flujo de aire caliente que sale del disipador. Pegamos los peltier a la superficie del cobre con la pasta, e inmediatamente ponemos el disipador, previamente preparado con pasta conductora, y fijamos el conjunto con los tornillos plasticos. Debemos colocar una capa aislante entre ambos metales, yo use una forma de poliespuma, con un agujero central con la misma forma y tamaño del conjunto de peltiers, esto es muy importante para evitar que el calor del lado del disipador se filtre hacia la placa de cobre, reduciendo la eficiencia del conjunto.

Debemos apretar lo suficiene como para que no quede espacio entre los peltier y la placa de cobre, y entre el otro lado de los peltier y el disipador de aluminio. El contacto debe ser lo mejor posible. Despues, solo nos queda colocar el fan en su lugar.

Imagen: el conjunto energizado, se ve el fan funcionando.

Antes de cerrar todo el lado frio de la placa de cobre con aislamiento, debemos conectar los peltier y el fan a una fuente de alimentación, que puede ser una bateria de 12 volts, para probar su funcionamiento. Si todo esta bien, el disipador debe calentarse y el lado frio de los peltier, pegados a la plancha de cobre, debe enfriarse lo suficiente como para crear la condensación notable de agua en la superficie de cobre. Si las condiciones son adecuadas y el enfriamiento el necesario, pueden formarse incluso pequenos cristales de hielo.

Imagen: condemsación en el lado frío, en los bordes se aprecian pequeños criistales de hielo.

Una vez comprobado todo, solo nos queda soldar juntos los cables positivos de los peltier y el fan. Soldaremos igualmente los terminales negros, negativos.

Yo sugiero usar algun tipo de plug para poder conectar y desconectar rapida y comodamente la fuente, o la bateria, a la camara. El conector debe soportar buena corriente, que como minimo se consumira 3 amperes, y en dependencia del tipo de peltier usado, hasta 6 o mas amperes.

En mi caso, consumiendo entre 3 y 5 amperes, use un conector de disco duro de computadora, el cual es fácil de cconseguir, y solde en paralelo los dos cables negros, e igualmente hice con el rojo y amarillo, los cuales serian el positivo. De esta forma doblo la capacidad de corriente del plug. Este tipo de conectores no es aconsejable para conectarse y desconectarse a menudo, pero es muy barato y conectandolo con cuidado, puede darnos bastante tiempo de uso.

 

 

 

Una ultima aclaración, y es que los peltier tienen diferentes parámetros para ser usados. En dependecia del tamaño, y su potencia, usaran diferentes voltajes y corrientes. En mi caso, estan fabricados para 13,4 voltios y 2,1 amperes cada uno. De los tres que disponia, uno se dañó durante el montaje, asi que actualmente uso dos que dan, con una fuente de 12 voltios, poco mas de 3 amperes de consumo, mucho menos de los mas de cuatro que deberian consumir. Para una eficiencia real, debemos usar una fuente con el voltaje que especifica el fabricante, y capaz de dar la corriente que consumiran a este voltaje. Ya esto dependera de sus condiciones, pues si estamos en el monte y no tenemos a disposicion una fuente de poder, tendremos que usar una bateria, la cual normalmente no llega a mas de 12, 5 voltios. Pero de todas formas, obtendremos una mejora en el ruido en nuestras imágenes, lo cual es lo que buscamos.

Aquí les dejo una prueba de ruido, a cuatro minutos, con y sin enfriamiento… adivinan cual es cada cual?

 

 

Enlaces a páginas que describen la modificación del filtro infrarrojo para la Canon 20D, el proceso de desarme es el mismo, a excepción de que no hay necesidad de remover el CCD:

http://www.cwjames.info/astro/howto/ir_removal.htm

Life Pixel – Canon 20D DIY Digital Infrared Conversion Tutorial

http://www.koenvangorp.be/deepsky/20d-mod.html