Existen
en la actualidad gran variedad de dispositivos para capturar
imágenes de video en una PC. El objeto de este artículo es dar
una explicación lo mas precisa posible sobre el desarme, adaptación
y manejo de la cámara QuikCam VC de Connectix para uso en astronomía.
La utilización de cámaras del tipo video-conferencia
o captura digital en PC no es nueva y puede encontrarse bibliografía
en Internet la que en general se encuentra referida a la QuickCam
blanco y negro. Es cierto también que la idea de utilizar el
color en astrofotografía (o al menos un color creíble) no es
estrictamente necesario, es por ello que haremos referencia
también al modelo blanco y negro, el caso particular de quien
escribe solo ha podido conseguir en el mercado la QuickCam VC
desarrollada especialmente para uso en video-conferencias, con
posibilidad de capturar video e imágenes fijas ambas en color
y por un precio mas que razonable, alrededor de 130 U$S (en
Argentina). Es posible seguramente adaptar otras marcas de igual
resolución o aún mayores para estos fines pero en nuestro caso
solo se ha intentado con el modelo descripto.
Características
técnicas de la QuickCam B/N.
Chip
Texas Instruments TC 255 CCD
Mediana resolución,
sensor de imagen B/N para TV de estado sólido a bajo precio.
324 (H) x
243 (V) elementos activos en el área sensible de imagen.
10-um Pixels
cuadrados
Tamaño pequeño
Bajo costo
Bajo peso
propio
Antiblooming
incorporado
Obturador
electrónico funcionando desde 1/60-1/50000 s
Baja corriente
de oscuridad
Rango dinámico...
66 dB típico
Alta sensibilidad
Alta respuesta
al azul
4-mm área
diagonal de imagen
64 niveles
de gris 6-bits
Alta uniformidad
de fotorrespuesta
Características
técnicas de la QuickCam VC.
Chip CCD
Sharp LZ2547
Obturador
electrónico de 1/50 a 1/10000 sec
Captura de
color 362 (h) x 582 (V) pixels útiles
Pixeles de
8.2 por 3.8 um
Baja corriente
de oscuridad
Antiblooming
integrado
Sensibilidad
170 mV/Lux
Conexión
a puerto paralelo
Alimentación
por teclado (5V)
Cable soporte
1.80 m
Peso original
150 gr.
Imágenes
de 352 x 288 pixeles (modo CIF) en 16 millones de colores
Area de imágenes
posibles 640 x 480, 320 x 240, 160 x 120 u 80 x 60 pixeles
Regule de
luminosidad, contraste y balance de colores, manual y automático
Formato de
imágense fijas BMP, TIF o JPG
Formato de
captura de video AVI
Computadora
PC Pentium100 Mhz, 16 Mb RAM, Windows 95
Posibilidades
La QuickCam es una cámara muy económica,
portátil y fácil de adaptar para el uso astronómico. Hasta el
momento solo la he probado en fotografías de La Luna, planetas
y algunas estrellas de magnitud visible a simple vista. Siendo
una cámara especial para fotografía planetaria. Toda la bibliografía
que hasta el momento se encuentra en Internet hace referencia
a la QuickCam B/N para el uso en astronomía por lo que no ha
podido compararse el modelo VC con las anteriores, y cabe recordar
que ésta última fué diseñada para el uso en video conferencias
es por ello que dejamos a cada interesado decidir cual comprar.
Recomendamos leer para este caso:
Connectix QuickCam VC en:
http:/lantimes.com/testing/98mar/803a064a.html
y
Camera Specifications, The Color QuickCam
en:
http:/priceware.com/products/camera/camerainfo.html
Primeros pasos
Una vez adquirida la cámara es importante
probarla tomando algunas fotografías en interiores, verificando
el correcto funcionamiento en diferentes condiciones de iluminación.
Es importante también ir familiarizándose con el software provisto
por el fabricante antes de desarmar la cámara.
Debe recordarse que una vez abierta
se pierde toda garantía del producto.
Disección de la QuickCam VC
El modelo más difundido en Internet
de la QuikCam es la blanco y negro, encontrándose muy poca bibliografía
referida al modelo VC.
Existen algunas diferencias entre una y otra,
por lo tanto sugerimos leer primeramente (o específicamente
a aquellos con QC B/N o color) el artículo de:
Hanno Müller, How to disassemble a B&W
QuickCam en:
http://perso.club-internet.fr/uranos/disassemble_quickcam.html
así como:
Lance Hill Observatory en:
http:/www.geology.ewu.edu/jpb/lho/lhotech.htm
Seguramente luego de leer estos artículos
se habrán familiarizado con lo que se espera encontrar dentro
de la QuickCam VC.
Básicamente la disección es la misma que
la de los modelos B/N y color.
Primeramente es muy importante conectarse
a tierra (esto no significa de modo alguno conectarse a un
enchufe !!) ya que el circuito puede dañarse seriamente
por causa de la electricidad estática a la que es extremadamente
sensible.
Por lo tanto, se recomienda:
Con la cámara desconectada de todo ordenador,
trabajar sobre una mesa preferiblemente de madera sin pintar
u otra ubicación antiestática similar.
Preferiblemente no utilizar ropas con fibras
plásticas (aquellos pulloveres que hacen chispitas al quitárselos)
y los pies con zapatos de suela (no de goma) o preferiblemente
sin ellos y sobre piso de baldosas o cemento.
Una vez tomadas estas precauciones comenzamos
con la disección:
El secreto para el desarme de la QuickCam
se encuentra en la parte posterior, cubierto por una etiqueta
(todas las que tenga deberán quitarse) y se trata de un pequeño
orificio de unos 2 mm de diámetro justo sobre la junta que une
los dos casquetes de la esfera y unos milímetros debajo del
cable de conexión.
El procedimiento es introducir por el orificio
un pequeño destornillador o un clip haciendo un poco de presión
hacia adentro y apretando la esfera para ayudar a destrabar
el soporte que une ambos casquetes.
Si bien parece una operación riesgosa, pues
incorporar algo punzante dentro de la esfera parecería peligroso,
la probabilidad de romper la circuitería es poca ya que el mismo
perno protege la placa del circuito, la profundidad a la que
se encuentra el perno a destrabar es de 7 mm.
VISTA
DESDE ABAJO
Una
vez destrabado el primer perno, se hace una pequeña palanca
hasta abrir un poco la esfera, luego deben destrabarse dos pernos
mas, que se encuentran cerca del sistema de enfoque y lentes,
esta operación, si se hace con cuidado no reviste riesgo.
Es importante tener siempre en mente la posición
interior de la placa del circuito (vista desde arriba, con el
lente hacia la izquierda se vería en el centro y en forma vertical)
para ir decidiendo como hacer las operaciones para destrabar
los pernos y liberar la placa.
Según lo que he leído sobre la QuickCam B/N,
parecería muy posible que los pernos se rompieran (esto no afecta
el funcionamiento de la cámara) pero según mi experiencia personal,
parece que el plástico de la QC VC es de mejor calidad y los
pernos no deberían romperse haciendo las operaciones con cuidado.
Una vez abiertos los dos casquetes, seguramente,
en uno de ellos quedará aún sujeta la placa de electrónica y
los restantes componentes.
A partir de aquí es muy importante
descargarse a tierra.
Tomando la placa por los bordes (como si
se tratara de un Disco Compacto) y tirando un poquito del papel
aislante que se encuentra entre la placa y el contrapeso inferior,
se logra fácilmente quitar la placa de las guías de plástico
que la mantienen en posición.
Como verán, el interior de la QuickCam VC
es diferente a los modelos anteriores, posee circuitería en
ambas caras, no trae el anillo metálico de contrapeso y el CCD
es diferente (aunque no puedan observarlo todavía).
Ahora quitamos el contrapeso inferior y el
papel de aislación.
Nota:
Si se desea, puede dejarse el contrapeso
y el papel aislante ya que desenroscando el pernito que actúa
sobre la base de goma, encontraremos una rosca universal para
trípode fotográfico.
En mi caso (volví a armar la esfera) quité
el contrapeso para aligerar el peso final del dispositivo.
El siguiente paso es destornillar los tornillos
que afirman el foco y el filtro (con la ayuda de una llave exagonal
pequeña) para quitarlos, pues según dice la bibliografía, mejora
la calidad notablemente sin el filtro infrarrojo.
A partir de aquí cada quien puede decidir
como instalar la placa con el CCD según su gusto y de acuerdo
a la configuración y telescopio de que dispongan.
Aquellos que deseen utilizar la cámara con
lentes de 50 mm, 125, 200 o más (yo la he probado y funciona
muy bien) deberán pensar como armar un soporte y caja adecuados.
En mi caso yo opté por volver a poner el
circuito en la esfera original (sin lentes ni contrapeso ni
filtro) siendo el procedimiento bastante sencillo.
Con cuidado se coloca la placa en las guías
de posición que trae el medio casquete esférico, cuidando de
no tocar ni dañar el CCD, luego tomamos el restante, verificando
el exacto acoplamiento en las guías del segundo casquete y practicando
una pequeña presión entre ambos se cierra nuevamente la esferita.
Antes de continuar es importante verificar
el funcionamiento de la QuickCam VC conectándola como indica
el fabricante y dejando entrar algo de luz en el interior, veremos
borrosamente en la pantalla del software las variaciones de
luz y sin interferencias, si todo es así, podremos continuar
con el acople al telescopio.
Acople
al Telescopio
El acople de la cámara puede variar
según el tipo de telescopio. Sugiero previamente (si se ha conservado
la carcaza original), montar el telescopio en estación apuntándolo
preferiblemente a la luna, luego apoyar la esferita sobre el
porta ocular (sin el ocular) e intentar fijarla con algo de
cinta aisladora.
Luego intentar encontrar el foco en estas
condiciones con la ayuda del sofware y en configuración automática
o predeterminado.
Para el caso
de mi telescopio, un Meade Starfinder 8 pulgadas f/6, es necesario
mover el espejo
primario a una segunda posición para hacer fotografía de foco
primario lo cual implica sacar el espejo, re-instalarlo, colimar
el telescopio y no poder ver con oculares en esta posición.
En
las condiciones normales de observación con oculares, la QuickCam
VC encontró el foco sin necesidad de mover el espejo, dejando
un rango adecuado para el enfoque, seguramente quitando algo
de luminosidad al telescopio por encontrarse el desarrollo del
porta ocular algo dentro del tubo, de todas formas el resultado
fue muy bueno.
A partir de aquí deberán hacerse algunas
pruebas hasta encontrar la configuración adecuada y tipo de
fotografía que se desee hacer.
Es sabido que la relación de aumento para
la fotografía con CCD o película, varía según el área del CCD
y la distancia focal del telescopio.
En el caso de mi Starfinder, no es posible
tomar la Luna entera dentro del campo, de todos modos, pueden
sumarse varias placas con ayuda de software específico para
armar una imagen completa. También es posible (según el tipo
de telescopio) adicionar reductores de distancia focal de modo
de aumentar la luminosidad y el campo de la imagen.
Sobre estos temas puede consultarse:
Revista Astronomy, Diciembre de 1996, Pags.
84 a 89
Piece by Piece Astrofotography por
G. Terrance y R. Ciccariello
Sky & Telescope, Junio de 1997, Pags. 38
a 42
Of Pixel sixe Focal Reducers por Dennis
di Cicco
Sky & Telescope, Agosto de 1997, Pags. 109
a 113
A CCD camera buzzword primer por Dennis
di Cicco
Sky & Telescope, Enero de 1997, Pags. 38
a 41
Amateurs and the CCD revolution por
Dennis di Cicco
ó la página Web referida a la QuickCam de
Michael L. Fleenor en esta dirección:
http://user.icx.net/mfleenor/quicintro.htm
Hasta el momento nos hemos referido a la
fotografía a foco primario, hasta aquí se han conseguido varios
aumentos, para continuar puede incorporarse una lente Barlow
(en mi caso variable Meade 2x-3x) con lo que se consiguen aumentos
mas que suficientes sin un gran deterioro de la imagen.
Para este tipo de configuración yo decidí
armar un dispositivo definitivo, pegando mediante pegamento
epoxi el cartucho plástico en el que normalmente vienen envasados
los rollos de película 35 mm. Este tubo, tiene el tamaño exacto
para colocar en el porta ocular de 1.25 pulgadas (o en el Barlow),
cortando con una tijera para uñas el fondo del cartucho y pegándolo
a la QuickCam por el lado de la tapa (sin la tapa), la configuración
es adecuada (ya que el cartucho es suficientemente rígido y
el peso de la cámara es insignificante) para colocarla y fijarla
con seguridad en el porta ocular como se hace normalmente con
los oculares.
Si se buscaran mayores aumentos puede hacerse
fotografía de proyección ocular adaptando la cámara a éste mediante
algún dispositivo diferente.
Pueden consultarse aquí las páginas de:
Lance Hill Observatory realizado con la tapa
de la crema de afeitar en:
http:/www.geology.ewu.edu/jpb/lho/lhotech.htm
Mounting the QuickCam to the ETX en:
http://www.csd.abdn.ac.uk/khui/etx_qc.html
QuickCam Hack Web page en:
http://www3.gamewood.net/astronomy/ccdinfo/qc
El Software
Hasta el momento el software que
trae la QuickCam VC es lo suficientemente bueno y fácil de usar
(a tiempo real).
Permite capturar video en formato AVI para
hacer barridos, así como para capturar imágenes en color.
Pudiendo indicarse los tipos de toma (video
o placa), la cantidad de placas a tomar en modo automático o
una a una, las resoluciones a usar y los ajustes de cámara.
En el menú ajuste de cámara pueden configurarse
opciones diferentes a las del modo predeterminado y automático,
En realidad es importante variar el contraste, brillo, color
y tiempo de exposición de forma manual.
El rendimiento es bueno, a pesar de lo rudimentario
del soft que no permite obturar durante demasiado tiempo como
sucede con las CCD profesionales, pero el rango es lo suficientemente
apto como para fotografiar estrellas visibles.
Debo hacer hincapié en que esta cámara no
ha sido diseñada de fábrica para uso astronómico.
Refrigeración de la cámara
Es cierto que el rendimiento de
las cámaras CCD, mejora a temperaturas estables y particularmente
refrigeradas con módulos Pletier para disminuir el ruido de
fondo y las corrientes de oscuridad pero hasta el momento, yo
no he encontrado necesario hacerlo (pero puede intentarse),
basta por el momento sacar la cámara y el telescopio dejándolo
en estación durante unos 20 minutos y el resultado es bueno.
En caso de utilizar estas cámaras para usos científicos como
fotometría o espectrometría debería intentarse mantener las
temperaturas siempre constantes para que los datos obtenidos
puedan ser confiables y regulares en todos los casos.
Puede consultarse aquí:
QuickCam Astrophotography por António J.
Cidadao
http://www.geocities.com/capecanaveral/5409/qc_index.html
Astrophotography with a QuickCam de Patrick
Vanouplines
http://www.vub.ac.be/ster/www.astro/astroccd/astroqc.htm
Consideraciones finales
Es sabido que la QuickCam B/N trae
un chip Texas Instruments TC 255 CCD, el mismo que traen las
cámaras profesionales Pixcel 255 de Celestron, Meade Pictor
208 XT y 216 XT y las SBIG anteriores a la ST-5, lo cual garantiza
una calidad similar para objetos luminosos (la diferencia está
en la calidad de la electrónica), en el modelo QuickCam VC probado
por mi, se ha utilizado el CCD de Sharp Corporation LZ 2547,
y no he encontrado bibliografía en Internet sobre el uso en
otras cámaras mas que aquellas utilizadas para porteros-visor,
video-teléfonos o reconocedores de patterns y su desarrollo
por Connectix se basa en crear una cámara, que al igual que
los modelos B/N y Color, puedan conectarse a la PC sin incorporar
a éstas ninguna placa en el interior del CPU, pero siendo la
VC un modelo especial para video conferencia debía optimizarse
la velocidad en que aparecen los cuadros en pantalla transfiriendo
la información por la puerta de impresora (cabe aclarar que
en el modo video los cuadros son bastante lentos a pesar de
la mejora a costa del chip) es por ello también que se requiere
un hardware mínimo de Pentium 100 Mhz.
Finalmente los diferentes modelos de QuickCam
han dado resultados satisfactorios a varios aficionados siendo
una cámara barata, pequeña, portatil y fácil de adaptar al uso
astronómico, que puede brindar muchas satisfacciones a quienes
se inician en la astrofotografía con CCD.
Advertencia:
La cámara QuickCam fue diseñada para ser abierta por
el servicio técnico
de Connectix
solamente. Si Ud. abre su cámara, lo hará bajo su propio riesgo.
Las notas que
se describen en este artículo han funcionado bien para mi pero
no seré
responsable
si siguiendo estos pasos Ud. destruye su cámara.
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