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Bonjour à tous, comme je vois passer régulièrement les mêmes questions autour des CMOS (caméras et APN), j'ai décidé de créer un nouveau topic unique qui permettrait de répondre à toutes vos interrogations. On centralisera ainsi toutes les règles, les bonnes pratiques, etc.. sur le même topic. Nous aborderons ainsi les sujets suivants : Petit aparté concernant les calculs numériques Empilement et dynamique Comment analyser le graphe d'un capteur Déterminer son temps de pose ou règle des 3 sigma DARKS, FLATS, BIAS (OFFSETS) et DITHERING Calcul de l'échantillonnage idéal avec un CMOS Petit aparté concernant les calculs numériques Notions de calcul binaire Nous travaillons ici en binaire, c'est à dire que l'électricité qui passe dans un fil (ou un bit) ne peut avoir que 2 états : état 0 éteint et état 1 allumé. Si nous travaillons cette fois sur 8 fils en parallèle (8 bits), nous pouvons obtenir 2 puissance 8 = 256 états différents (entre 0 et 255). Enfin si nous travaillons sur 16 fils (16 bits), nous pouvons obtenir 2 puissance 16 = 65536 états différents (entre 0 et 65535). Nous obtenons ainsi différentes puissances de 2, à savoir 2, 4 , 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 16384, 32768 et 65536. Toute l'informatique repose sur ces notions et il est intéressant de les connaître pour bien assimiler son fonctionnement. Les octets Ainsi quand on parle d'octet, cela correspond à 8 bits (octo : 8 ). Attention également, en anglais octet se prononce Byte, donc 1 Byte = 8 bits (1B = 8b). Avec 256 états différents, il est ainsi possible de coder tout l'alphabet avec des caractères spéciaux, des symboles etc... L'invention de la table de caractères ASCII a permis de développer un langage informatique (cette table de caractères a depuis été remplacée par la table ANSI ou Unicode sous Windows). Par exemple, la lettre A possède le code ASCII 65 ce qui en binaire correspond à 0100 0001 ou encore 41 en hexadécimal. Ainsi, l'octet est devenu la base de toute l'informatique. Par exemple, le texte brut contenu sur une feuille A4 peut être codé sur seulement 2000 octets environ (2 kilo-octet ou 2ko), soit environ 400ko seulement pour un livre de 200 pages ! Poids d'une image en octets Pour une image en 16 millions de couleurs, un pixel peut être codé sur 3 octets seulement (1 octet pour chaque couche R, V, B), soit 256 puissance 3 =16 777 216. Une image BMP non compressée de 1024 x 768 pèsera alors exactement 1024 x 768 x 3 = 2.359.296 octets, soit 2.25 Mégaoctets* (2.25Mo) : En revanche une image FIT (par définition non compressée et codée sur 16 bits) issue d'une ASI6200MC de 62 millions de pixels pèsera environ 116Mo. En effet, avec 9576 x 6388 x 2 = 122.353.920 octets ou encore 116Mo (un pixel est codé sur 2 octets pour arriver à 16 bits) : * A noter qu'un Mégaoctet vu par l'ordinateur ne représente pas 1.000.000 (soit 10 puissance 6) mais 1.048.576 octets (soit 2 puissance 20). C'est pour cette raison que 2.359.296 / 1.048.576 = 2.25Mo et pas 2.36Mo. Merci à @keymlinux pour le complément d'explication suivant : Débits et vitesse de connexion Si on parle d'une connexion de 100Megabits par seconde, nous obtenons une vitesse de 10 Méga-octets par seconde environ (8 bits + des bits de contrôle). Idem quand on parle de Gigabits, 1 Gigabit/s équivaut à 100Mo/s (100 Méga-octets par seconde). Il faut donc faire très attention aux symboles utilisés. 100MB/s en anglais correspond à 100 Méga-octets par seconde quand 100Mb/s correspond à 100 Mégabits par seconde. Avec une connexion fibre de 1Gb/s, en théorie on pourrait ainsi transférer une image FIT de 120Mo (issue d'une ASI6200) en moins de 2 secondes ! Empilement et dynamique Quand on empile 4 fois plus d'images, on obtient 1 bit de dynamique en plus. Ainsi on gagne 2 bits pour 16 images empilées, 3 bits pour 64, 4 bits pour 256 images, etc.. Il est intéressant de connaître cette notion, car si on perd 2 bits (ou 2 stops) en montant de 400 à 800 ISO par exemple, alors il faudra empiler 16 fois plus d'images à 800 ISO pour avoir la même dynamique qu'à 400 ISO. De même, avec une caméra 12 bits on devra empiler 16 fois plus d'images qu'une caméra 14 bits pour obtenir la même dynamique, et 256 fois plus qu'une caméra 16 bits ! Une grande dynamique d'image permet de faire ressortir les faibles extensions sans cramer le cœur d'une galaxie par exemple, mais aussi d'obtenir des dégradés de gris ou de couleurs plus riches. Comment analyser le graphe d'un capteur ? Nous allons d'abord voir les différentes notions qui vont nous permettre d'analyser correctement et simplement (sans trop de formules compliquées) les différentes valeurs dans les graphes mis à disposition des constructeurs. Pour cela nous allons avoir besoin de connaître le fonctionnement d'une caméra ou d'un APN. FW : Full Well Un capteur CMOS contient un certain nombre de pixels, composés de puits de potentiel qui vont, comme un entonnoir qui recueille de l'eau de pluie, recueillir les photons qui arrivent sur le capteur, les transformer en électrons, et les convertir en unités numériques (ADU) à l'aide d'un convertisseur Analogique/Digital (ADC). Ces entonnoirs ne sont pas infinis, c'est à dire que quand l'entonnoir déborde, le pixel est dit "saturé". La capacité de ces entonnoirs à photons est donnée par le premier graphe, à savoir le FW ou Full Well, ou encore la capacité des puits de potentiel des pixels. Une fois les électrons convertis numériquement, nous obtenons une valeur en ADU. Le convertisseur (ADC) est généralement donné sur un nombre de bits, entre 8 et 16 avec une capacité en ADU entre 256 (8 bits) et 65536 (16 bits). GAIN Le second graphe nous donne généralement le GAIN, à savoir combien d'électrons sont convertis en ADU pour un gain donné. GAIN et gain ne sont donc pas la même chose. le GAIN s'exprime en électrons par ADU (e-/ADU) alors que le gain n'est qu'une amplification du signal reçu (de la même façon qu'on retrouve les ISO sur les APN) et s'exprime en décibels (échelle 0.1dB sur les graphes). Ainsi pour une amplification donnée de xx décibels, le GAIN en électron par ADU évoluera. Une valeur intéressante de ce graphe du GAIN se situe quand 1 électron = 1 ADU, on appelle ceci le gain unitaire et c'est généralement la valeur qu'on va utiliser le plus souvent pour faire nos images, avec un bon compromis entre le bruit et la dynamique. DR : Dynamic Range Le 3ème graphe va nous montrer la courbe de la dynamique du capteur (DR ou dynamic Range) en nombre de stops (ou en bits), comparable à un APN. Cette dynamique est maximale au gain 0 et va décroître régulièrement si on monte le gain. Une dynamique de 16 bits va nous permettre d'avoir 65536 niveaux de gris ou de couleurs sur chaque pixel, quand une dynamique de 8 bits ne nous donnera plus que 256 niveaux de gris ou de couleurs possibles. Read Noise Enfin le dernier graphe nous donnera le bruit de lecture de la caméra, ou le Read Noise, en électrons. Le bruit de lecture dépend du capteur mais aussi du gain utilisé. Plus le gain est élevé, plus le bruit de lecture va baisser dans une certaine mesure pour finir par stagner. Prenons maintenant 2 exemples concrets et analysons-les. EXEMPLE 1 : ASI183MM Comment analyser cette caméra ? Tout d'abord nous voyons dans le premier graphe, que la capacité des puits de potentiels est de 15.000 électrons environ à gain 0. Pour convertir ces 15.000 électrons en ADU au gain 0 on voit sur le second graphe que le GAIN est de 3.6 environ. 3.6 = 15.000 / ADU donc ADU = 15.000 / 3.6 ce qui nous donne environ 4166 ADU pour 15.000 électrons. En numérique, la valeur la plus proche de 4166 est 4096, soit 2 puissance 12 en binaire ou encore 12 bits. Il est donc inutile d'utiliser un ADC supérieur à 12 bits avec cette caméra, puisque les puits de potentiel ne vont que jusqu'à 4096 ADU. Sur le second graphe, on voit que le gain unitaire (pour rappel l'endroit sur le graphe où 1 électron = 1 ADU) se situe au gain 120 (soit 12dB d'amplification).* A ce gain, la dynamique est de 11 bits environ et le bruit de lecture a bien chûté de 3.0e- à environ 2.2e-. C'est à ce gain qu'on fera la plupart de nos images. Travailler à un gain inférieur nous donnera une plus grande capacité des puits de potentiel, donc un risque de saturation moins élevé. Travailler à un gain supérieur nous donnera un bruit de lecture plus faible, mais une dynamique plus faible et une saturation qui arrivera plus rapidement. * Sur d'autres graphes ou mesures réalisées, on note un gain unitaire de 111 et non pas 120. Sur l'ASiair par exemple, ce gain unitaire est bien paramétré à 111. A noter que plus on monte le gain plus on réduit la dynamique du capteur. On voit que la courbe du bruit de lecture s'infléchit vers 200 de gain et le bruit ne descend plus beaucoup ensuite. A 300 de gain (soit 30dB d’amplification !), on n'a plus que 8 bits de dynamique pour 1.5e- de bruit de lecture, et il ne reste plus qu'une capacité de 400 électrons dans les puits de potentiel, la saturation des pixels intervient très rapidement. Monter le gain sur ce type de capteur peut toutefois être intéressant quand on travaille en narrowband (avec filtres SHO) car la perte de lumière due aux filtres est importante et les temps de pose unitaires deviennent très longs. Pour réduire ce temps de pose à des valeurs acceptables, on augmente alors le gain. Cela permet également de limiter l'ampglow de ce capteur (l'électroluminescence sur le côté du capteur) qui devient très difficile à retirer après 5 minutes de pose. EXEMPLE 2 : ASI2600MC Comment analyser cette caméra ? On voit dans le premier graphe que la capacité des puits de potentiel est bien plus élevée sur cette caméra que l'ASI183 du dessus. A gain 0, elle est de 50.000 électrons. Ce qui veut dire qu'elle saturera nettement moins rapidement, permettant une bonne dynamique sur les objets à fort écart de luminosité (M42, M31, etc..). Pour convertir ces 50.000 électrons en ADU au gain 0, le GAIN du second graphe est de 0.8 environ. Ce qui nous donne 50.000 / 0.8 = 62500 ADU environ. Il nous faudra cette fois un ADC de 16 bits (65536 étant la valeur la plus proche en numérique). Sur ce capteur, on voit une chute rapide du bruit de lecture qui survient à gain 100 (10dB d'amplification). Cette chute s'explique car à ce gain de 100 le capteur déclenche son boost d'ampli et passe en mode HCG (High Conversion Gain). Cet ampli va booster le gain du capteur avec pour conséquence un bruit fortement réduit tout en conservant la dynamique d'origine. Ceci est assez révolutionnaire et typique chez Sony depuis le réputé A7S qui déclenche son mode HCG à partir de 2000 ISO. Sur ce type de capteur, on ne peut pas parler de gain unitaire puisque le GAIN démarre seulement à 0.8, mais on prend alors le gain de déclenchement du mode HCG, à savoir 100 sur ce capteur. On continue l'analyse et on voit ensuite que le bruit de lecture ne descend plus au-delà du gain 100. Il est donc inutile de dépasser le gain 100 puisqu'on baisserait alors la dynamique du capteur sans réduire le bruit. Si un APN était équipé de ce capteur, on dit alors qu'il devient ISOLess à partir de l'ISO correspondant au déclenchement du mode HCG. Pour revenir au Sony A7S, il est donc particulièrement intéressant de travailler à 2000ISO mais monter plus haut en ISO ne fera rien gagner, au contraire, on perdra en dynamique. Sur ce capteur IMX571 de l'ASI2600MC, on n'a finalement que 2 gains de travail : 0 dans les cas où limiter la saturation est importante (photométrie par exemple, ou conserver la couleur des étoiles brillantes), et 100 pour tout le reste.

Bonjour a tous les astrams, Je m'excuse à l'avance, je suis une quiche x10⁹⁹⁹ en français, alors soyez indulgent sur mes fautes. 😁 J'aimerais partager aujourd'hui avec vous un projet qui me trotte dans la tête depuis un moment. La fabrication d'une valise d'alimentation de type "powertank" de grande capacité. En effet après avoir eu deux Celestron de 17ah qui m'ont lâché en quelques années, j'ai cette année acheté le dernier powertank de Celestron encore une fois....mais voila, maintenant que j'utilise des résistances chauffantes il ne fait plus l'affaire. Il me servira toujours en été, mais pour l'instant j'ai besoin de plus puissant. J'ai donc souhaité non plus acheter mais me fabriquer mon powertank, dans lequel je pourrais choisir mes éléments et les remplacer au besoin. Après avoir planché sur la question, voici mon cahier des charges: - Deux ports USB - Deux prises type "allume-cigare" pour les résistances - Trois prises jack 5.5x2.1 type monture Skywatcher - Un indicateur de charge restante - Un protection de surintensité par circuit - Un protection thermique générale - Une batterie "standard" toujours disponible dans 5 ans - Un interrupteur général à fort pouvoir de coupure - Un valise solide et la plus qualitative possible tout en restant compacte Après avoir établi mon CDC, j'ai réalisé le schéma de ce que je souhaite faire: J'ai abandonné deux choses dans mon CDC originel, l'intégration du chargeur à la valise par manque de place, et un régulateur de tension DC-DC 12V pour avoir une sortie calibrée propre. Aucun module à prix correct ne me permettait d’atteindre les ampérages voulus avec une tension 11-14V en entrée. Puis après analyse du circuit d'un powertank Celestron j'ai vu qu'il ne régulait pas non plus la sortie, donc j'ai fait comme eux. Après avoir fini la partie "réflexion" viens le temps de la recherche des composants, voila la liste non exhaustive des éléments retenues: - Valise B&W International 4000 pour 103.06€ - Batterie AGM 12V 55Ah pour 129.90€ - Voltmètre 12V pour 19.99€ - Prises 5,5 mm x 2,1 mm, lot de 12 pièces pour 9.55€ - Prise étanche Allume-Cigare lot de 2 pour 13.99€ - Prise USB deux slots pour 12.91€ - Répartiteur porte Fusible 12V pour 14.99€ - Chargeur de Batterie Intelligent 5A 6/12V pour 33.99€ - Interrupteur 12V à pouvoir de coupure de 100A pour 19.99€ - Velcro adhésif 2m autocollant pour 17€ - Disjoncteur thermique réarmable 20A pour 15.99€ A cela il faut ajouter du matériel déjà en ma possession à savoir: - Plaque de plexiglass de 10 mm - Plaque de plexiglass de 5mm - Cosses diverses - Repère pour câble - Câble électrique - Gaine organisatrice pour câble TV - Matériel nécessaire à la soudure étain + nécessaire pour pistolet a colle + tous les outils qui vont bien 😁 Voila, tout cela nous amènes à un coût de 391.36€ pour un powertank de 55ah. Une valise Artesky de 48Ah coûte en moyenne 459€ comme ici chez pierro. La différence n'est pas énorme, mais au moins sur un modèle fait maison, chaque composant peut être changé. Et si dans 5 ans la batterie me lâche, il me suffira de la remplacer pour 128€. Etape 2 - La fabrication Pour une meilleure lisibilité je vais réduire la taille des photos dans le post, vous pouvez les avoir en taille complète en cliquant dessus. Partie 1 - Installation des éléments supérieurs La valise nue Simulation de la batterie, elle est costaud, tous les éléments devront être disposés sur la partie droite de la valise au détriment de l'esthétisme. Traçage et Perçage, première erreur, le forêt a glissé sur le troisième trou des jacks....tant pis 😭 On monte tous les éléments, serrage avec leurs bagues fournies et un peu de colle pour l'étanchéité et pour éviter les desserrages. (Vous allez voir que j'aime beaucoup la colle....😁) Et voila c'est fini pour la première partie... et c'est seulement à ce moment que je contemple ma deuxième erreur..... Pourquoi j'ai mis quatre jacks!!!!!!!!!!!!! J'en avais prévu que trois sur le schéma et ma distribution est prévu pour six circuits, pas sept! 😔 Je pourrai faire un pontage mais je veux isoler chaque circuit. J'ai pensé à utiliser un fusible directement sur un fil positif, mais je n'ai pas besoin de 4 jacks. Le quatrième restera donc non câblé....pour la déco! 😁 Partie 2 - Fabrication de la platine La platine aura deux fonctions, caler la batterie sur le plan horizontal et supporter les éléments de distribution et protection. Elle est faite en plexiglass de 10mm. Découpe au dimension de la valise à la scie sauteuse, affinage et angle à la meuleuse avec un disque à poncer et découpe des douze formes nécessaires pour épouser la valise à la dremel Découpe à la scie sauteuse de l'emplacement de la batterie Fabrication des pieds a la scie sauteuse dans du plexi de 10mm et collage à la super glue Perçage nécessaire a la fixation du distributeur porte fusible et du passage des câbles. Malgré un traçage/perçage dans les règles, les forets glissent souvent....du coup le résultat n'est pas hyper propre. Si c'était à refaire je pointerai avec une pointe chauffé. Perçage du reste des passages de câbles, perçage pour l'encastrement du disjoncteur thermique et découpe plus collage de deux lames de plexiglass 5mm qui viendrons étrangler la batterie La platine est fini, un petit coup de peinture Epoxy pour la finition. Partie 3 - Préparation du porte-fusible Chaque cosse est sertie à la pince et soudée à l'étain Puis isolé à la gaine thermorétractable Et enfin installée sur le porte fusible Après serrage, les vis sont noyées dans la colle pour isoler et éviter le desserrage. Partie 4 - Installation des éléments inférieurs et passage des câbles Mise en place du porte fusible et du disjoncteur thermique, serrage au dos de la platine et passage des câbles Et un petit coup de colle pour isoler Dépose de velcro adhésif sur les pieds. Je suis très satisfait de ce velcro, l'autocollant est extrêmement puissant, il est vraiment difficile de le décoller. La platine est prête. Je vais essayer de décrire ici les éléments: - En haut à gauche, tous les câbles qui partiront alimenter les éléments supérieurs conditionnés dans une gaine de "câble management TV" - En haut à droite, le connecteur rapide pour le chargeur de batterie - En dessous au centre, le disjoncteur thermique réarmable de 20A, ici en position "ouvert" - En dessous, le distributeur porte fusible, les prises "allume-cigare" et USB possèdent des fusibles 5A, les prises jacks des 3A - Au centre de l'image avec des cosses rondes, les connecteurs pour la batterie. Un couple +/- pour le circuit principal, le deuxième couple +/- pour le circuit de charge Partie 5 - Installation de la platine et de la batterie dans la valise Le fond de la valise est recouvert de velcro, puis la platine est accrochée dessus Une ceinture de colle est posée pour solidifier l'ensemble La batterie est à son tour couverte de velcro Puis posée dans son logement La partie basse est terminée Partie 6 - Préparation du chemin de cable Le chemin de câble doit être propre, il ne doit pas se coincer à l'ouverture de la valise. Il faut donc un point d'ancrage solide en partie supérieure. Pour réaliser un ancrage solide un perçage de 4mm est réalisé en partie sup, puis un fraisage est fait à la main avec un foret de 8mm afin de masquer la vis sous l'étiquette La vis en place Le support de collier de l'autre côté Ni vu ni connu Et enfin on accroche le chemin de câble. La fermeture de la valise se passe parfaitement bien Partie 7 - Câblage des éléments supérieurs Câblage de l'interrupteur et du voltmètre. L'interrupteur est câblé dans du câble de plus grosse section (circuit principal) à l'aide de cosse ronde M6 avec la même technique sertissage/soudure/gaine thermorétractable. Le voltmètre utilise des cosses plates standards mâle/femelle A ce stade la batterie peut être câblée et ses cosses isolés. De même pour le porte fusible Câblage des USB Et impatience oblige, première mise en route. Tous les fusibles sont retirés à part celui des USB Le voltmètre s'allume et indique 13V, les ports USB aussi s'allument. Tout à l'air ok. Câblage ensuite des deux prises "allume-cigare" avec des cosses plates Et test des deux prises avec mon module de commande des résistances. Tout est ok Câblage des trois prises jack, pour elles les câbles sont directement soudés Puis ensuite noyés dans la colle Voila, l'intérieur est terminé Partie 8 - Test réel et première charge Le temps est venu de tester sur le télescope, j’amène la valise au salon et la...je prends conscience du poids! Elle affiche 20kg sur la balance, c'est lourd. Mais tout reste bien en place, je la secoue, aucun bruit. Bref, on branche Tout prend vie, la monture, le module de commande des résistances, et.... la cigarette électronique....ben quoi?😄 Test validé, on passe à la première charge. On ouvre la valise et on branche le chargeur au connecteur rapide. Le disjoncteur est ouvert, seul le circuit de charge est clôt. La batterie est immédiatement reconnue par le chargeur, celui-ci démarre, on entend son ventilateur. L'opération se passe sous le contrôle du seigneur Vador Et après environ 1h le chargeur s’arrête et indique la charge complète. Tout fonctionne correctement, c'est exactement ce que je voulais. Je suis heureux d'avoir mené mon projet à bien malgré quelques erreurs et en même temps un peu déçu que se soit fini car je me suis amusé à le faire. Voila j'espère que la création de ce prototype vous a plu. Reste plus qu'a ranger le garage.....😩