Web-kameran muuttaminen tähtivalokuvauskäyttöön
- Philips Toucam Pro 

Seuraavassa kerrotaan miten edullinen ja yksinkertainen Philips Toucam Pro -web-kamera muutetaan tähtivalokuvauskäyttöön sopivaksi.  Tässä tapauksessa kyse on venäläisestä TAL-120 -kaukoputkesta, jollaisia myy Suomessa mm. tähtitieteellinen yhdistys Ursa.  Talissa on standardin mukaiset 32 millimetrin okulaarit, joten seuraava ohje on sovellettavissa useimpiin muihinkin harrastajakaukoputkiin.
Vastaavia ohjeita on verkko tulvillaan, mutta kerron tässä asian kuvien kera suomeksi.
Lopputuloksen pitäisi olla oheisessa kuvassa näkyvä: voit katsella salkkumikron kautta web-kameran antamaa kuvaa, jonka kaukoputken peili piirtää polttotasolle.  Oheinen kuva on aito, se on otettu iltapäivällä 19.5.2002 Kangasalla.
Operaation idea on varsin yksinkertainen: web-kameran piirikortti ja ccd-kenno poistetaan alkuperäisestä kuorestaan ja kameran alkeellisen linssin sijasta kennolle näytetään tähtikaukoputken pääpeilin polttotasossa piirtämä kuva.  Web-kamera ei tietenkään ymmärrä kuvaako se alkuperäisen linssin vai kaukoputken näyttämää kuvaa.
Pienet varoituksen sanat ovat kuitenkin aiheellisia, ennen kuin ryhdyt toimiin.  Kaikki ei ole aivan niin helppoa kuin seuraavassa kerrotaan, ja epäonnistuminen mahdollisuus on olemassa.  Web-kamera ja sen herkkä ccd-kenno voivat tuhoutua kokemattomissa käsissä.  Jos sinulla ei ole mitään kokemusta elektroniikkarakentelusta, toimiin ei ehkä kannata ryhtyä (ks. linkkiä sivun lopussa).  Olen itse harrastanut 37 vuotta myös dx-kuuntelua, joten kolvi pysyy kädessä, ja lisäksi poikani Seppo auttoi parissa kriittisessä kohdassa.
Silti projekti ei vielä ole päättynyt, vaan valotusaikojen säätämiseksi jouduin turvautumaan lisäapuun.  
Helpoimmalla pääsee tietenkin, jos ostaa esim. Teknofokuksesta valmiin sovittimen, jonka toisen pään kierteet käyvät web-kameraan ja toinen pää kaukoputken okulaarinpitimeen.  Tällainen web-tähtikamera soveltuu lähinnä planeettojen ja Kuun kuvaukseen. Ds-kuvaus vaatii pitkiä valotusaikoja sekä lämpiminä aikoina ccd-kennon jäähdytyksen.
Päätin ottaa web-kameran ccd-kennon irti alkuperäisestä kananmunan muotoisesta kotelosta ja siirtää sen isompaan koteloon, jossa on tilaa jäähdytystä varten.  Sen aika tulee myöhemmin, tässä artikkelissa ei kerrota jäähdytyksestä.

Miksi Philips Toucam Pro?

Miksi juuri tämä Philipsin kamera?  Onhan vaihtoehtoja muitakin.  
Tärkein syy oli hinta-laatu -suhde.  Philips Toucam Pro maksoi usb-kaapelin kera 93€ eli vähän yli 550 markkaa.  Sen ccd-kenno antaa jopa megapikselin eli 1280x960 pikselin still-kuvan.  Hämmästyin huomattuani, että puoliammattilaiset tähtivalokuvauskamerat antavat huonomman, yleensä vain 659x494 pikselin kuvan, ja ovat hinnaltaan kymmenkertaisia (ks. esim. http://www.starlight-xpress.co.uk/), siis noin 6000 mk.
Valinta ei ollut vaikea, koska kokemukset digitaalisesta tähtikuvauksesta ovat vähäiset.  En halua maksaa hirmukalliita oppirahoja.

Mitä tarvitaan?

Tarvikeluettelo on seuraava: 1. Philips Toucam Pro -kamera. 2. Usb-kaapeli.  2. Elektroniikkarakentelurasia (musta, taustalla, näitä myyvät mm. Bebeck ja YE). 3. 32 mm. sovitusrengas okulaaripitimeen (näitä myy ainakin Teknofokus Helsingissä, ks. http://www.teknofokus.fi/), 4. Ruuvimeisseleitä, tavallinen sekä ristipää ja 6 mm torx-meisseli - viimeksi mainittu on välttämätön, ei maksa paljon, näitä myy mm. Hongkong). 5. Rengasporanterä, jolla voi tehdä 32 mm reiän muoviin (näitä myy mm. Hongkong), ja tietenkin pora. 6. Pakasterasia.

Toimintaa!

Rakennusrasiaan porataan reikä, johon sovitusrengas käy.  Tämän jälkeen leikataan pakasterasiasta kaksi muovilevyä, joiden väliin web-kameran piirikortti kiinnitetään puristamalla se niiden väliin.  Muovilevyjen nurkkiin porataan reiät kiinnitystä varten vastaaviin paikkoihin kuin rakentelurasiassa.
Muovilevyistä ei kannata tehdä ihan yläkuvassa näkyvän kaltaisia.  Jouduin itse leikkaamaan yhden levyn uudelleen.  Itse asiassa toisessa muovilevyssä pitää olla ruuvinreikien lisäksi vain ccd-kennon kokoinen aukko, kuten alla oleva piirros osoittaa.  Toiseen levyyn ei tarvitse tehdä kuin ruuvien reiät, jos poistaa piirikortissa olevan ison mikrofonin (ks. alla).

Käytä kuitenkin pakasterasiamuovia, sillä se käsittääkseni kestää parhaiten pakkasessa.  Ja pakkasiahan Suomessa riittää tähtihavaintokaudella, eikä parin pakasterasian hinta ole kovin korkea.
Kaksi muovilevyä on tarkoitettu pitämään web-kameran piirikortti paikoillaan, kun se ruuveilla puristetaan kevyesti niiden väliin.

Kameran muuttaminen (1)

Seuraavaksi vuorossa on Toucam-webbikameran modifiointi.  Kananmunan muotoinen kamera avautuu parhaiten torx-meisselillä.  Ehkä se avautuu jollain muullakin, mutta sulkeminen voi olla sitten vaikeaa, ja webbikamera voi olla ihan kiva alkuperäisessä käytössään.

Kameran muuttaminen (2)

Sitten itse kamera otetaan käsittelyyn. Koska tässä minun mallissani piirikortti puristetaan kahden muovilevyn väliin niin, että vain ccd-kenno kurkistaa toisessa levyssä olevasta aukosta, on syytä poistaa kortissa oleva iso mikrofoni (2).  Eipä tuolta taivaalta kovin paljon ääniä tule, joten turha vehje se on muutoinkin.
Erittäin tärkeää on poistaa tai kytkeä irti piirikortin päällä oleva punainen led-valo (1) !  Sen haitallisuus ei tule ilmi päivänvalossa, mutta tähtikuvauksessa yöllä siitä vuotaa kirkas punainen valo ccd-kennoon pilaten kuvat.
Tässä kohdassa on käytettävä teräväkärkistä kolvia ja pinsettejä.  Komponenttien irrottaminen ei vaikuta ccd-kennon toimintaan.
Huomaa myös varoa staattista sähköä, nämä pienet piirit ovat arkoja.

Kiinnittäminen rasiaan

Seuraavaksi piirikortti puristetaan paikoilleen kahden muovilevyn väliin kiristämällä nurkissa olevat ruuvit meisselillä.  Piirikortti pysyy hyvin paikoillaan, kun okulaarin puoleiseen muoviin on tehty ccd-kennon kokoinen neliömäinen aukko.  Ruuveja ei saa kiristää liian lujaan ettei piirikortti vahingoitu.
Lopuksi elektroniikkarasiaan tehdään reikä usb-kaapelia varten ja rasia sujetaan.

Valmis kamera (1)

Valmis kamera on suunnilleen päällä olevan näköinen.  Vieressä on vertailun vuoksi korppu.
Ei kannata rakentaa laitetta pienimpään mahdolliseen rasiaan, ellei aio tyytyä vain planeettojen ja Kuun kuvaamiseen.  Muovisten rakentelurasioiden hinta- ja painoerot eivät ole kovin suuria.  Isompaan rasiaan jää tilaa kytkennöille, joilla voidaan pidentää valotusaikoja tai kennoon voidaan lisätä jäähdytys.
Kuvassa on vain Toucamin oma usb-kaapeli.  Kannattaa ostaa 4-5 metrin jatkojohto niin kuvaa voi talvella katsella vaikka sisällä, kun ulkona paukkuu 20 asteen pakkanen.

Valmis kamera (2)

Yllä oleva kuva esittää tähti-web-kameran kriittisintä osaa eli ccd-kennoa päältä 32 mm sovitusrenkaan läpi katsottuna, siis kaukoputken suunnasta.  Ccd-kenno näkyy pakasterasiamuovissa olevasta neliömäisestä aukosta.
Kuten huomaat, kenno on kooltaan alle postimerkin kokoinen ja kattaa vain pienen alueen kaukoputken peilin polttotasolle piirtämästä kuvasta.  Täten se on eräänlainen "digitaalinen zoom" antaen voimakkaamman suurennuksen.  Arvioisin sen olevan noin 100x luokkaa, koska esim. Kuun kuvaaminen vaatii neljä otosta pohjoisnavalta etelänavalle.
Mikään ei estä laittamasta väliin Barlow-linssiä, jolloin suurennus esim. Talin mukana tulevalla Barlowilla on n. 300x.  Kokemukseni mukaan tarkentaminen on kuitenkin tällöin äärimmäisen hienovaraista ja kärsivällisyyttä vaativaa puuhaa.

Kaukoputki

Jos kaikki on tehty oikein, 32 millin sovitin menee Talin okulaaripidikkeeseen kuvan osoittamalla tavalla.
Laite tarkentuu äärettömään helposti - ja pääset ihailemaan Kuuta ja planeettoja, ja ds-kohteista ainakin kaksoistähtiä.
Tarkennus onnistuu muuten lähemmäksikin vetämällä sovitinta hieman ulospäin okulaaripidikkeestä.  Tällöin webbikameraa ja Talia voi käyttää maakohteiden, kuten lintujen ym. kuvaamiseen.  Olen itse katsellut mm. kirjosiepon pesintäpuuhia linnunpöntössä sekä lintulaudan touhuja. 
[Tässä malliksi joulukuussa 2002 otettu kuva sinitiaisesta lintulaudalla, otettu 135 mm Vivitar-telellä.]
Sattui vielä niin hauskasti, että ccd-kenno tuli rasiaan nurinpäin, jolloin kaukoputken nurinpäin polttotasolle antama kuva näkyy tietokoneessa oikeinpäin.
Tähtikuvauksessa tästä selviää tietenkin kääntämällä rasian takaisin nurinpäin.

Jorma Mäntylä (JM)
YTL, toimittaja
Tanhuanpääntie 25
36200 KANGASALA
03-3765860, 0400-333575
E-mail: jmantyla@kaapeli.fi

[ Etusivulle | jmantyla@kaapeli.fi ]