Nikon D40 e M31...

Pois é... Pouco tempo depois de deitar mãos à obra para ter uma forma de me entreter com o ceú profundo, eis que surge um brinquedo inesperado com potencialidades bem superiores à webcam, com a qual estava ainda em fase de testes e experimentação.

As DSLR abriram novos horizontes para os entusiastas deste tipo de coisas... Mais do que isso, voltam a aproximar o utilizador comum de um hobbie que cada vez mais parece criar segmentos de classes sociais em que os privilegiados se podem dar ao luxo de brincar com algum do melhor material que se vê para aí, tornando-se quase profissionais da astronomia amadora... E digo isto sem qualquer sentido negativo, tomara eu poder fazer o mesmo! :)

A Nikon D40 está naturalmente na gama mais baixa das DSLR. É mais fácil estabelecer comparações para quem tem acesso frequente a modelos superiores. Não é o meu caso, dado que é a 1ª vez que experimento uma DSLR. Posso no entanto comparar com outras máquinas digitais mais convencionais e o salto qualitativo é absolutamente evidente. Tinha uma SLR manual que me chateava apenas pelo facto de ter que ir revelar as fotos mas com uma qualidade e versatilidade fantásticas. As SLR têm mais do que uma máquina fotográfica point n' shoot, para quem gosta de fotografia na sua essência mais tradicional é um mundo à parte, e digo isto admitindo que não sou nenhum especialista... Uma DSLR reúne assim o melhor de dois mundos. A máquina é mesmo muito boa para todos os fins... E dá um jeitão para a astronomia! Eis o meu 1º ensaio... ISO 800. Integração de 3 x 30 segs. Processamento em photoshop. Tirada com a lua iluminada a 70%.



Foi um promissor 1º teste. Tenho de insistir no alinhamento polar para poder aumentar o tempo de exposição sem o arrastamento já evidente nos cantos da imagem. O nível de ruído verificado foi praticamente nulo com o noise reduction off. Comparando com o meu 1º teste com a webcam modificada que se pode ver no post anterior, as diferenças são evidentes. Para além de todas as vantagens, a focagem é também mais favorável na DSLR. Grande prenda! :)

Modificação de uma webcam Toucam Pro para longa exposição

Há uns tempos atrás quando comecei a fazer imagens com webcams e comecei a ver informações na net de pessoal a fazer esta modificação pensei: "ora cá está uma coisa que muito provavelmente não vou fazer...". Sempre que olhava para os esquemas e componentes achava de facto que era necessária alguma experiência e conhecimento de electrónica. O tempo foi passando e como também não tinha a necessidade, dado que as condições que dispunha na altura não se prestavam para o céu profundo, acabei por não pensar mais nisso.

Como esse factor agora mudou, voltei a dar uma vista de olhos nos sites que descrevem a modificação e decidi arriscar (...então depois de ver os preços das câmaras dedicadas para este efeito...).

Coloco aqui a minha descrição porque não há por aí muita coisa em português e mesmo a nível de fotos com boa resolução nunca é de mais ter mais um ponto de comparação.

Antes de mais os devidos méritos a quem os tem como é hábito quando se efectua a operação SC. Steven Chambers é o senhor a quem eu e muitos mais agradecem o facto das nossas webcams estarem neste momento aptas para fazer longas exposições.

A operação que fiz foi a SC1, apenas longa exposição usando a Philips Toucam Pro. Eventualmente dependendo dos resultados poderei no futuro pensar na versão SC1.5 ou SC2.

Resta avisar que esta operação pode arruinar a Webcam... Posso adiantar que tive alguns cuidados mas nada de extraordinário. A placa mãe da webcam é bem resistente a umas maldades mas nada de exageros! É fácil avaliar se têm ou não condições para fazer uma operação destas. Abram a câmara e olhem para o seu interior. Localizem os componentes onde vão ter de mexer e soldar... Verifiquem se se acham capazes. Se nunca soldaram nada antes façam testes numa placa de PC que esteja para lá encostada em casa, ou num rádio velho, para tomar o pulso ao ferro de soldar em contacto com a solda. Coloquem e tirem componentes até acharem que já podem avançar a sério... Recomendo sempre lerem tudo que encontrarem na net sobre esta operação. Cada pessoa terá a sua técnica própria e forma de descrever o que faz. Cabe a quem executa escolher as técnicas e formas com as quais se sente mais confortável.

Material necessário:

1 x Circuito integrado 74HC00		0,52 euro
1 x Resistência 470R (amarelo, violeta, castanho)		0,02 euro
1 x Resistência 10K (castanho, preto, laranja)		0,02 euro
1 x Resistência 100K (castanho, preto, amarelo)		0,02 euro
Ficha 25 PIN		0,25 euro
Protecção p/ ficha 25 PIN		0,20 euro
Interruptor mini		1,80 euro
Fios (o mais fino possível)		0,50 euro
Placa perfurada (opcional)		2 euro

Conseguir este material é fácil, numa loja de componentes electrónicos (Supertécnica na Rua Santa Catarina no Porto) mesmo que não se perceba muito bem aquilo que se está a comprar, alguém percebe e trata de reunir todos os componentes necessários. Como se pode ver pelos preços, não é por aqui que não vale a pena arriscar...

Ferramentas necessárias (ok, sempre que eu disser FINO, tem de ser fino mesmo! Podem ver nesta foto AQUI qual a escala a que vão trabalhar):

- Ferro de soldar (com a ponta o mais fino possível. Se não arranjarem numa loja, tentem afiá-lo)
- Pistola de cola quente
- Solda
- X-acto ponta fina (no foto reparem que a ponta é da grossura dos riscos da resistência)
- Pulseira anti-estática
- Alicate de pontas

Opcionais:

- Terceira mão... Ou melhor, um suporte para segurar na placa e componentes enquanto se corta, solda, etc... Podem ver um exemplo AQUI. Isto compra-se também em lojas de electrónica, ebay ou mesmo nos chineses talvez se encontre algo parecido...
- Multímetro. Não é determinante mas é importante. Às vezes parece que esta tudo bem ligado mas não existe continuidade e as coisas não funcionam ou funcionam mal. Para dizer a verdade nunca usei este aparelho no decorrer desta alteração. Mas como tinha alguma intermitência no funcionamento do modo de Lx já depois da alteração estar feita, decidi fazer uma revisão dos pontos críticos com um multímetro e lá resolvi o problema. Portanto o meu conselho é, se tiverem usem-no à medida que vão fazendo as ligações. Se não tiverem não é descabido pensar em comprar um, para este ou para outros projectos que entretanto possam surgir. Não são muito caros (a partir de 5€ já se compra um) e fazem jeito. Se estão a pensar: "mas eu não faço a mínima de como usar essa coisa!"... Então vejam ESTE VIDEO no youtube e já está! A função essencial que necessitamos aqui é verificar a continuidade entre dois pontos. Muito fácil!

Esquema:

Existem várias representações gráficas do esquema da modificação. Fiz este baseado no que está nesta página de Ashley Roeckelein. Optei por colocar imagens reais porque retira um pouco a ideia da dificuldade para quem não está muito à vontade com estas coisas como era o meu caso.

O ideal é imprimir o esquema (este ou outro) para estar sempre consultável à medida que se avança.

1ª Etapa - Preparar o chip 74HC00.

1 - Cortar um pouco de placa perfurada para colocar o chip. Eu cortei pouco e depois como já tinha começado a soldar não quis estar a mexer. Mas é preferível cortar mais largo para acomodar as ligações que vêm mais à frente. Atenção à posição do 74HC00. O topo tem uma meia lua recortada e o pino n.º 1 é o primeiro a contar de cima à esquerda. Ao virar a placa ao contrário deve-se ter em conta as respectivas posições dos pinos.
2 - Soldar a resistência de 10K do pino 5 ao 14. É mais fácil preparar a resistência cortando e dobrando as respectivas extremidades de modo a encaixar nos pinos. Depois é só encostar o ferro de soldar à solda e deixar cair um pingo por cima do pino. Até aqui é tudo muito soft...
3 - A seguir é só repetir o processo fazendo uniões independentes que agrupem os pinos 1 e 2, 3 e 4, e por fim para os pinos 7, 9,10, 12 e 13. Cada grupo de pinos unidos não deve como é óbvio tocar nos restantes. Atenção ao pino 11. Entre o 10 e o 12 eu coloquei um pouco de revestimento de um cabo eléctrico para evitar acidentes. Mais uma vez com um alicate de pontas preparei o cabo que une cada um dos agrupamentos.
Até aqui tudo fácil e rápido! E bom para ganhar confiança!... Colocar de lado o chip, está pronto e para já não vamos mexer nele.

2ª Etapa - Preparar a placa da webcam.

1 - O que se segue não será difícil mas requer muita paciência... Ou melhor muita, muita, muita paciência... Se forem daquelas pessoas que tem sempre pressa de fazer tudo rapidamente para verem o resultado final... Se estiverem com ideias de fazer rápido para testar a webcam ainda na mesma noite, é aqui que se percebe que isto vai levar o seu tempo e para evitar acidentes é preciso ter calma e dar tempo para que as coisas decorram normalmente... Vamos trabalhar o componente D16510 da webcam, mais propriamente cortar os pinos de ligação 8, 10 e 13 entre este circuito e a placa. Para esta tarefa usa-se o x-acto, colocando a sua ponta cuidadosamente nos lugares assinalados com um circulo, fazendo uma ligeira pressão na direcção do pino que se quer cortar e fazendo suaves mas precisos movimentos tipo serrote. Lentamente vamos cortando o pino. Quando estiver cortado com a ponta do x-acto levantamos ligeiramente para cima a ponta cortada que está ligada ao chip para facilitar depois a tarefa de soldadura. Muito cuidado com a força exercida nesta operação. Embora não tenha tido problemas pessoalmente, são referidos em vários sites situações de quebra acidental do pino,o que leva a uma trabalheira redobrada para emendar a asneira feita...
2 - Tarefa seguinte: Soldar os fios que vão fazer a ligação entre a placa da webcam (PCB=Printed Circuit Board) e o chip 74HC00. O comprimento destes fios vai depender da forma como se planeia acomodar todos estes componentes posteriormente. O ideal é não fazer já o corte à medida que se pensa ser definitiva e dar um pouco de margem de manobra. Mais vale cortar o excesso depois do que ter de substituir os fios e soldar novamente... Os pinos 8 e 13 devem ser ligados um ao outro. A melhor forma é estender um pedaço de cobre cortado à medida da distancia entre os dois pinos. Soldar o pino 13, e logo de seguida o 8. Este último estando firme será suficiente para aguentar o 13. Este processo também é minucioso e não se faz normalmente à 1ª. Estamos a falar de componentes muito pequenos e não é fácil... É importante não perder a paciência e não deitar tudo a perder...
3 - A seguir vamos preparar o pad 8 para lhe podermos colocar um pouco de solda e prender mais um fio. Esta preparação consiste em raspar o pequeno circulo assinalado com uma seta para lhe retirarmos a camada protectora (uma espécie de verniz que isola toda a PCB) para que a solda possa agarrar. Podemos fazer passar o fio de cobre para o outro lado pelo furo existente e soldar a extremidade para dar mais segurança.
4 - Fazer a mesma coisa ao Pad 10. Do lado direito da foto pode ver-se uma camada de cola colocada a quente com a respectiva pistola. Isto é uma segurança adicional para este nosso precioso trabalho. Por muito cuidado que se tenha e por muito bem soldado que esteja basta um movimento mais brusco para os fios se soltarem (como é que eu sei isto?)... Não queremos isto a acontecer enquanto acabamos o nosso projecto, pois não? Muito menos quando estivermos em plena sessão de observação... :)
5 - A partir daqui voltamos à escala do grau de dificuldade mediano. As partes que considerei mais sensíveis já passaram. Hora de fazer uma pausa e relaxar... A seguir vamos soldar mais dois fios. Um ao pino dos +5v da PCB (vermelho) e o outro ao pino GND (preto).
6 - Aqui vamos voltar a pegar no nosso chip que já estava preparado, colocar a folha do esquema impressa à nossa frente e unir os pontos! Não é complicado mas requer muita, muita atenção. Eu usei fios com cores diferentes para ajudar nesta etapa, mas não é determinante. Não vou aqui colocar muitas fotos porque aqui não há muito a explicar. O circuito normal da PCB da webcam vai ter um componente extra, responsável por gerir as alterações que se estão a introduzir. A lógica é esta e basta seguir o esquema.
7 - A seguir vamos ligar os fios ao interruptor. Nada de complicado também. Mais uma vez aqui, embora não se verifique na foto, podem colocar um pouco de cola nas ligações para as tornarem mais sólidas. Não esquecer que entre a posição x (lx) e o pino de +5v da PCB, deve ser colocada uma resistência de 100k. Eu usei a mesma placa perfurada onde colei o 74HC00 para acomodar esta resistência (pode ver-se acima à direita). Se não tivesse cortado tanto logo ao início na preparação do chip, poderia ter aproveitado o mesmo pedaço.
8 - Posto isto segue-se a ligação do cabo de 25 pinos ao circuito. Também aqui é colocada uma resistência, desta feita de 470 ohm, logo à saída do pino nº 2 da ficha, como se pode ver em baixo à esquerda. É fácil encontrar os pinos porque estão numerados na própria ficha. De seguida liga-se directamente o outro fio ao pino 21. Depois de tudo soldado e devidamente isolado coloquei mais um pouco de cola e finalmente a tampa da ficha. Estamos perto do fim...
9 - Nesta altura já tinha optado por não recolocar a Toucam na sua caixa original. É possível fazê-lo mas fica tudo muito apertado, e afinal tanto trabalho e cuidado para no fim colocar tudo à pressão e rezar que nada se solte não me parecia a melhor opção. Assim sendo fui à mesma loja e comprei uma pequena caixa de montagem onde as coisas ficam bem mais arrumadas. Mas é tudo uma questão de imaginação. Há inúmeras possibilidades para migrar de casa a webcam. Esta tem outra vantagem, pode ser reutilizada para uma evolução com um refrigerador peltier. Mas ainda antes de colocar tudo no sítio, convém verificar se está tudo operacional. Se foram fazendo testes com o multímetro, óptimo! Agora vamos ligar a Toucam e ligar e desligar o modo de longa exposição para ver se funciona. Se tudo estiver ok, está terminado o projecto! Cá está uma webcam para o ceú profundo!

Está na hora de testar a nova webcam! Há vários programas capazes de controlar uma câmera modificada, é desnecessário descrever todos, por isso refiro duas possibilidades, o K3CCD tools e o Desire do próprio Steve Chambers que se pode descarregar no seu site gratuitamente. O K3CCD tools tem também uma versão gratuita que faz este trabalhinho!

Primeiro convém fazer testes com a câmera e a sua lente original. Verificar se não perdeu qualidade na imagem no modo normal, se há presença de interferências na imagem (podem ser provocadas por ligações mal feitas ou algum fio que esteja a tocar onde não deve). Depois começar a fazer exposições (por exemplo numa sala escura ou pouco iluminada) aumentando progressivamente o tempo, por exemplo de 2 segs, 5 segs, 10 e 15... O resultado deve ser uma imagem cada vez mais brilhante. Começamos a ter aqui uma percepção também dos hot pixels provocados pelo aquecimento do CCD.

Se está tudo ok e já estamos familiarizados com o funcionamento do software vamos fazer o teste a sério! Para já a maior dificuldade está em focar a webcam. Ou seja num planeta é fácil porque a sua luminosidade é suficiente para se ver a sua imagem ao vivo no PC e focar da melhor forma. Uma webcam modificada não tem capacidade de nos dar ao vivo imagens do céu profundo, aquilo que nos fornece são imagens estáticas, obtidas com alguns segundos de exposição. Por isso podemos ter a câmara correctamente apontada para a M31 por exemplo e não vemos nada até fazermos a 1ª exposição. É desta forma crítica que existe previamente a certeza que a focagem está feita para a webcam. Uma possibilidade é apontar 1º para uma estrela bem brilhante (Vega por exemplo) com a ocular, colocar a webcam, tentar localizar a estrela no PC ajustando o ganho nas propriedades da Toucam e fazer o focus ao vivo. De seguida começamos com pequenas exposições de 2 segs e fazemos se necessário um ajuste mais fino. Depois de ter a certeza que temos um ponto de focagem adequado mandamos o autostar ir até o nosso objecto e disparamos! Quando começamos a ver o nosso objecto no PC percebemos que o nosso trabalho foi bem sucedido. Agora começa outra etapa. Aperfeiçoar todas as novas técnicas necessárias para fazer imagens do ceú profundo, bem mais complexas do que as planetárias...

O meu 1º teste deu nisto... 7segs x 8... Mais do que isto já estava a verificar arrastamento nas estrelas fruto do deficiente alinhamento polar... Mas mais importante foi verificar que está tudo operacional!

É um começo! É muito positivo ter os horizontes e possibilidades mais alargados!