SOLUTION POUR L’UTILISATION DES CAMERAS NUMERIQUES

Lionel Rousselot

Société Astronomique Populaire du

Centre

ESOP XXXVIII PARIS 2019

Caméras numériques et occultations

1. La chaine d’acquisition

1. Caméras/logiciel/GPS

2. Principe de fonctionnement

3. Test de la chaine d’acquisition3. Test de la chaine d’acquisition

4. Exemples d’occultations positives

2. Réglages caméra

1. Régularité de l’horodatage

2. Exemples de réglages

LES CAMERAS

• ZWO 1600 : capteur CMOS Panasonic monochrome (4/3" pixels 3.8µm)

• ZWO 178 : capteur CMOS Sony monochrome (1/1.8" pixels 2.4µm)

• ZWO 385 : capteur CMOS Sony couleur

Global Shutter

• ZWO 385 : capteur CMOS Sony couleur (1/1.9" pixels 3.8µm)

• Cadence d’images élevée

• Faible bruit de lecture

• Petits pixels

• Rolling shutter

Rolling Shutter

SOLUTION RETENUE

• Genika astro• Airylab

• Licence 70€

• 3 caméras/licence

• Récepteur GPS• Récepteur GPS• Garmin 18X LVC

• PPS (Pulse Par Seconde)

• 80€

• Accessoires• Adaptateur USB/série (20€)

• Prise DB9 (10€)

COUT TOTAL 180€

• Inclus dans Genika

• Reçoit le signal PPS et la trame NMEA• PPS : impulsion émise à chaque seconde exacte � précision de l’ordre de la µs pour ce récepteur GPS

• NMEA : contient la date et l’heure

GPS DCD Tracker

• NMEA : contient la date et l’heure � précision 1 seconde

• A chaque impulsion du signal PPS l’application récupère simultanément l’heure GPS et l’heure Windows

• Création d’un fichier (.stp) contenant un historique des écarts heure Windows/heure GPS

DEROULEMENT D’UNE OBSERVATION

Démarrage

DCD-Tracker

Réalisation

de la vidéo

Arrêt

DCD-Tracker

A ce stade 1 vidéo horodatée sur

l’heure windows et 1 fichier .STP

Utilisation de l’outil « SER TOOLBOX »

pour créer une nouvelle vidéo

horodatée sur l’heure GPS

La vidéo resynchronisée

peut avoir les formats

SER ou ADV

Analyse tangra

Le point correspondant

à l’allumage LED est très

proche de la seconde

exacte

Clignotement d’une LED au rythme du

signal PPS

Allumages LED sur les secondes exactes

Temps de pose : 1 ms

Cadence : 1000 img/s

Synchronisation sur l’heure GPS avec les

données du DCD TRACKER

exacte

0

0.005

0.01

éca

rt e

n s

eco

nd

e/U

TC

Analyse horodatage sur 150 allumages LED

Un horodatage parfait

donnerait une droite à 0

-0.01

-0.005

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116 121 126 131 136 141 146 151

éca

rt e

n s

eco

nd

e/U

TC

Allumages LED

Après synchronisation offset

systématique de -0.002s

correspondant au temps de latence

de la chaine d’acquisition

NIOBE OCCULTE UCAC4 660_030215 (10/02/19)NIOBE OCCULTE UCAC4 660_030215 (10/02/19)

BELOPOLSKYA OCCULTE UCAC4 555BELOPOLSKYA OCCULTE UCAC4 555--017482 (23/03/19)017482 (23/03/19)

GERLINDE OCCULTE TYC 0155_02781_1 (28/03/19)GERLINDE OCCULTE TYC 0155_02781_1 (28/03/19)

00:00.035

00:00.039

00:00.043

00:00.048

00:00.052

00:00.056

REGULARITE DE L’HORODATAGELes paramètres importants pour obtenir un horodatage régulier

00:00.026

00:00.030

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

LES PARAMETRES INFLUENTS

• Cadence images

• Nombre de pixels utilisés

• Réglage CAN

• Binning hardware

• Codage vidéo

• Binning software

• Binning hardware

Principe de l’analyse :

�Réalisation de 2 vidéos de 1000 images avec changement d’1 paramètre.

�Analyse de l’horodatage des 2 vidéos (calcul de la différence de temps entre 2 images successives).

NOMBRE DE PIXELS

0.035

0.040

0.045

0.050

0.055

Eca

rt d

e t

em

ps

en

tre

2 p

ose

s (s

)

2000*2000

Genika

ZWO 1600

40 ms

CAN 12 bits

0.025

0.030

0.035

0 200 400 600 800 1000 1200

Eca

rt d

e t

em

ps

en

tre

2 p

ose

s (s

)

0.025

0.030

0.035

0.040

0.045

0.050

0.055

0 200 400 600 800 1000 1200

Eca

rt d

e t

em

ps

en

tre

2 p

ose

s (s

)

1600*1200

CAN 12 bits

Vidéo 16 bits

Genika

ZWO 1600

40 ms

CAN 12 bits

Vidéo 16 bits

BINNING SOFTWARE

0.030

0.035

0.040

0.045

0.050

0.055

Eca

rt d

e t

em

ps

en

tre

2 p

ose

s (s

)

Sans binning

Sharpcap

ZWO 1600

40 ms

CAN 12 bits

Vidéo 16 bits

0.025

0.030

0 200 400 600 800 1000 1200

Eca

rt d

e t

em

ps

en

tre

2 p

ose

s (s

)

0.025

0.030

0.035

0.040

0.045

0.050

0.055

0 200 400 600 800 1000 1200

Eca

rt d

e t

em

ps

en

tre

2 p

ose

s (s

)

Binning 2 software

Vidéo 16 bits

Sharpcap

ZWO 1600

40 ms

CAN 12 bits

Vidéo 16 bits

BINNING HARDWARE

0.038

0.039

0.040

0.041

0.042

0.043

0.044

Eca

rt d

e t

em

ps

en

tre

2 p

ose

s (s

)

Sans binning

Genika

ZWO 1600

40 ms

CAN 12 bits

Vidéo 16 bits

Capteur 1320*1320

Vidéo 1320*1320

0.036

0.037

0.038

0.039

0.040

0.041

0.042

0.043

0.044

0 200 400 600 800 1000 1200

Eca

rt d

e t

em

ps

en

tre

2 p

ose

s (s

)

Binning 2 hardware

0.036

0.037

0 200 400 600 800 1000 1200

Eca

rt d

e t

em

ps

en

tre

2 p

ose

s (s

)

Vidéo 1320*1320

Genika

ZWO 1600

40 ms

CAN 10 bits

Vidéo 16 bits

Capteur 2640*2640

Vidéo 1320*1320

Augmentation du

champ sur le ciel

TROUVER LES PARAMETRES LIMITES

1. Régler le CAN à ses performances maximales

2. Codage de la vidéo sur 16 bits

3. Se régler sur la cadence d’images maximale souhaitée3. Se régler sur la cadence d’images maximale souhaitée

� Avec ces réglages chercher la taille de fenêtre maximale utilisable sans dégradation de l’horodatage

�Il est possible d’utiliser le binning hardware

�Pas de binning software pendant l’acquisition

EXEMPLES DE REGLAGESEXEMPLES DE REGLAGESEXEMPLES DE REGLAGESEXEMPLES DE REGLAGES

• Configuration 1 � jusqu’à 40 img/s

• 1088*1088 pixels

• CAN 12 bits

0.028

0.030

Se

con

de

40 images/s

Caméra ZWO 1600

• CAN 12 bits

• Codage vidéo 16 bits

• Pas de binning

• Configuration 2 � jusqu’à 100 img/s

• 1088*1088 pixels

• CAN 10 bits

• Codage vidéo 16 bit

• Binning 2 hardware

0.020

0.022

0.024

0.026

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Se

con

de

0.005

0.007

0.009

0.011

0.013

0.015

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Se

con

de

100 images/s