la caméra ZWO ASI120MM

ZWO's ASI120MM camera

Rouge, petite et solide, la caméra ASI120MM construite par Zhen Wang Optical (ZWO) est conçue pour le planétaire, l'autoguidage grâce à son port ST4 intégré, et l'initiation ciel profond (malgré sont capteur non refoidi). Le capteur CMOS Aptina MT9M034 a un faible bruit et une très bonne sensibilité, équivalente en 2013 à ce qui se fait de mieux en CCD planétaire (comme le Sony IXC618), 70% de rendement maximum. Elle est suffisamment sensible dans le bleu pour réaliser des images avec des filtres rouge, vert et bleu (RGB) sans aucun problème de temps de pose trop différent par couleur ou de couleurs déséquilibrées.
Le bruit de fond (pixels chauds par seconde et Fixed Pattern Noise (trame après chaque reboot d'un capteur CMOS) sont suffisamment modérés pour permettre des temps de pose de 20 secondes parfaitement utilisables pour le ciel profond. Un refroidissement bricolé (30 euros) est possible (voir plus bas). Le mien diminue la température du capteur de 16°C en réduisant visiblement les pixels chauds et le bruit de fond. il est constitué d'un radiateur avec ventilateur (vampirisés sur un PC) et d'un module Peltier en 3A et 12V, recouvert des deux côtés par de la pâte thermique au silicone. le boîtier de l'ASI120 agit en conducteur thermique entre le côté froid du Peltier et l'arrière du capteur. L'ensemble (ventilateur + radiateur de l'autre côté du Peltier) est vissé grâce aux quatres pas de vis libres au dos de la caméra (très pratique!).
Et, en plus, cette caméra est très bon marché.
Existe également en version couleurs: ASI120MC.
Existe aussi en USB 3: ASI120MM-S (mono) et ASI120MC-S (couleur).

The red, tiny and sturdy ASI120MM camera, a product from Zhen Wang Optical (ZWO) is intended for planetary imaging, as well as autoguiding with its built-in ST4 port, and basic deep-sky imaging (despite its non-cooled sensor). The CMOS Aptina MT9M034 sensor has a low noise and a very good sensitivity, as good as the best -in 2013- planetary sensors (like the Sony ICX618), 70% maximum quantum efficiency. It is sensitive enough in blue to easily shoot with red, green and blue (RB) filters with no concerns such as exposures too different per color or improper color balance.
The background noise (hot pixels in seconds and fixed pattern noise) is moderate enough to acquire valuable frames of deep-sky up to 20 seconds. A simplified DIY cooling is possible (about 30 euros), see below. Mine lowers the sensor temperature by 16°C and noticeably dims hot pixels and background noise. It consists in a radiator and a fan (intended for a desktop) and a Peltier module (3.0 amperes 12 volts) coated on both sides with silicon thermal grease. The housing of the ASI120MM acts as a thermal conductor between the cold side of the Peltier module and the back side of the sensor. The assembly (fan + radiator on the other side of the Peltier) is maintained by screws in the four holes of the ASI120MM (very handy!). See the manufacturer's pages for blueprints and threads. Furthermore, this camera is cheap.
A colour version is available: ASI120MC.
USB 3 versions are also available: ASI120MM-S (mono) and ASI120MC-S (color).

Livrée avec:

• objectif grand-angle 2,1mm (environ 150°) à monture C, de très bonne qualité
• câble ST4 pour l'autoguidage
• câble USB d'excellente qualité
• adaptateur 31,75
• pas de vis 42mm
• adaptateur C
• CD avec driver et logiciel
• Mode d'emploi en Anglais

Delivered with:

• wide-field (about 150°), very good quality objective lens, with a C mount
• ST4 cable for autoguider port
• "premium" USB cable (very thick and stiff, it's all good!)
• 1'1/4 adapter
• 42mm thread
• CD with driver and user's manual

Il est possible de visser un filtre 31,75 à l'arrière de l'adaptateur 31,75. Par contre, il ne faut PAS trop visser l'objectif à grand champ pendant la mise au point, car il pourrait comprimer et casser la fenêtre de protection du capteur. Cette fenêtre est amovible et peut être remplacée. Elle permet de protéger la vitre du capteur qui est très difficile à nettoyer, car les petits photosites montrent tout de suite la moindre poussière. C'est l'une des raisons qui m'a fait choisir cette caméra.
Les nombreux adaptateurs et pas de vis (avec en plus un pas Kodak et quatre vis M4 à l'arrière) offrent une très grande variété de montages optiques et mécaniques (c'est une autre raison de mon choix).

One can screw a 1,25" filter on the back side of the 1,25" adapter. BEWARE of not screwing the wide-angle lens too deeply while focusing, it may constrict and break the protection window. This window is disposable and can be replaced. It's intended to protect the sensor's glass, which is very hard to clean and very sensitive to dust because of the extremely tiny pixels. This security glass is one of the features which led me to choose this camera.
The numerous adapters and threads (plus a Kodak and four M4 on the back side) offer a very wide variety of optical and mechanical setups (another reason which explains my choice).

Cette caméra fonctionne avec au moins trois logiciels: celui qui est livré avec, SharpCapture et FireCapture (les deux sont en freeware).
Pour l'autoguidage, PHD2 (freeware) est un très bon choix.
La caméra est compatible Ascom et DirectShow, donc compatible avec de nombreux autres logiciels. Voir la page des logiciels.
L'acquisition est en 8 ou 12 bits (avec Firecapture v2.3), SER (8/16 bits), FITS (16 bits), BMP (8 bits), TIFF (16 bits) , AVI (8 bits). Que demander d'autre?
Le nombre d'images par seconde va de 24 à 200 selon le nombre de pixels choisi. En 12 bits la vitesse est en gros divisée par deux.

This camera operates with at least three softwares: one is delivered with the camera, SharpCapture and FireCapture (the latters are freeware).
For autoguiding purposes, PHD2 is a fine choice (freeware).
The camera is ASCOM and DirectShow compliant, therefore it's widely compatible with 3rd party softwares. See the softwares page.
The images are acquired in 8 or 12 bits (with Firecapture v2.3), SER (8/16 bits), FITS (16 bits), BMP (8 bits), TIFF (16 bits), AVI (8 bits). What else?
The maximum number of frames per second is 24-200 depending on the number of pixels. In 12-bit mode, the speed is roughly divided by two.

Echantillonnage: comme cette caméra possède de petits photosites de 3,75 microns, le taux d'échantillonnage est en gros 30% plus fin que ma précédente QHY5 avec le même montage optique et mécanique. Sans grossissement supplémentaire excessif, je peux maitenant utiliser le rapport F/D optimal (par rapport à la qualité de l'optique) pour photographier les formations lunaires de plus près.
Par contre, comme le capteur est nettement plus petit, son champ d'applications est plus restreint: adieu les images à grand champ et courte focale des amas ouverts que j'obtenais facilement avec la QHY5. Voir la page du calcul de l'échantillonnage.

Sampling: since this camera has tiny, 3.75-micron photosites, the sampling rate is roughly 30% finer than my previous QHY5 camera with the same optical/mechanical setup. Without excessive additional magnification, I can now use the best F/D rate (considering the optical quality) to image the lunar feature more closely.
On the other hand, since the sensor is noticeably smaller, its application range is more narrow: bye-bye, wide-field, short-focal views of open clusters that were easy to shoot with the QHY5. See the sampling calculation page.

Comparaison de champ: ASI120 / QHY5

The field-of-view: ASI120 Vs QHY5

Catena Abulfeda ASI120MM:     Catena Abulfeda QHY5:

Effet du refoidissement Peltier artisanal.
Le ventilateur et le radiator viennent d'un vieux PC, le module Peltier a été acheté dans un magasin de composants électroniques mais on peut en trouver dans les glacières de camping 12V. Le courant est volontairement limité par l'alimentation 12V externe à 2,5A. Le capteur de température interne de la caméra indique un refroidissement de -15°C (bien plus si l'on veut) par rapport à la température ambiante. C'est largement suffisant pour que le givre apparaisse sur le boîtier. Comme la chambre du capteur contient de l'air ordinaire avec une certaine quantité de vapeur d'eau, la buée se forme du côté interne de la fenêtre de protection. Il faut donc limiter le refroidissement en choisissant une valeur appropriée de courant (ici 2,5A).

Effect of the DIY Peltier cooling.
The fan and the heater come from an old desktop computer, the Peltier module was bought at a electronic components distributor, but it also may come from a picnic cooler with a 12V power supply. The current is voluntarily limited by the external power supply to 2.5A. The internal temperature sensor of the camera shows that the camera is cooled downto -16°C (possibly much more) relative to ambient temperature. This is sufficient for frost to form on the camera housing. As the sensor chamber contains ordinary air with a certain quantity of water vapor, dew forms on the internal side of the protection window. hence cooling has to be limited by choosing the proper current drag (in this case 2.5A).