ASI 294 MC Pro

[Dieter_53]

Hallo liebe Astrofreunde,

ich möchte hier mal über die ASI 294, die ich mir Ende 2017 zugelegt habe, berichten.

Diese Kamera ist mit einem modernen CMOS-Sensor ausgerüstet, den IMX 294. Sony hat ihn speziell für Überwachungskameras entwickelt.

Der Sensor hat in etwa die gleiche Größe, wie der der ASI 1600.  Die Pixel sind aber größer (4,63 mü), sodass "nur" 11,7 MPixel auf den Chip passen. Die ASI 294 bietet folgende Vorteile:

- der ADC hat 14 Bit Auflösung,
- die FWC liegt bei 63700e, also ist kein Ausbrennen heller Sterne zu befürchten,
- die Kamera hat einen 256 MB DDR Speicher und ist mit dem USB3-Port EEA fähig,
- die Quanteneffizienz soll bei 75% liegen,
- die Kamera ist mit einer Kühlung ausgestattet und soll den Sensor lt. ASI bis 35 K unter Umgebungstemperatur abkühlen,
- das Ausleserauschen liegt bei der Verstärkung (gain) von 120 (= 12dB) bei 1,7e und fällt dann weiter bis auf 1,2e,
- zur Vermeidung einer Betauung des Sensors ist eine Trockenpatrone eingesetzt.

Das Fenster vor dem Sensor (32 mm) lässt alle Wellenlängen durch, ich habe es durch einen UV/IR-Filter ersetzt. Reflexionen bei sehr
hellen Sternen habe ich nicht feststellen können.

Ich betreibe diese Kamera an meinem 10"-Newton (f/4). Als Software nutze ich SharpCap 3.2. Dieses Programm hat für diese Kamera
einen Treiber, der alle Funktionen bedient. So kann man
- die Aufnahmezeit,
- das Binning,
- die Verstärkung (gain 0 - 540),
- den Offset,
- den Weißabgleich (mit Rot- und Blaukorrektur) und
- die Kühltemperatur einstellen.

Das Programm erlaubt die Anfertigung von Darks und Flats. Bei der neuesten Version 3.2 (noch Betaversion, aber klappt schon) werden die Flats auch mit Bias korrigiert. Während der Aufnahme werden die Frames sofort korrigiert. Auch eine Rauchreduzierung und eine Nachschärfung jedes Frames soll möglich sein.

Ich bin mit der Kamera noch in der Anlernphase und habe anfangs eine Menge falsch gemacht.

Nun möchte ich aber eine, sagen wir "Eigenheit" dieser Kamera nicht verschweigen. Damit hatte ich zuerst viele Probleme.
Es geht um die Kühlung. Ich hatte z. B. bei einer Umgebungstemperatur von +5 °C ganz forsch eine Sensortemperatur von -20 °C eingestellt.
Die hat die Kamera auch erreicht, mit einer Kühlleistung von 85%. Nach ca. 15 Minuten stieg die Temperatur dann wieder auf -18 °C und die Kühlleistung stieg auf 100 %. Das Kameragehäuse wurde dabei immer wärmer. Die aufgenommene elektrische Leistung der Kamera heizt also
das Gehäuse auf und diese Leistung muss die Kühlung auch noch abführen. Ich habe rausgekriegt, dass man diesen Zustand vermeiden kann,
wenn man die Kühlleistung nicht zu hoch treibt, höchstens 40 - 50 %. Sonst erscheint auf den Frames ein farbiger Rand, der von einem Temperaturgradienten auf dem Sensor herrührt.

Viel Aufnahmen kann ich Euch von dieser Kamera noch nicht zeigen, ich warte jetzt auf die erste Gelegenheit loszulegen.

Hier mal eine Aufnahme von M81 und M82.

 


Ich freue mich auf eine rege Diskussion zu diesem Thema

Dieter

[Christoph]

Hallo Dieter!
Die Probleme mit den gekühlten ASI-Kameras sind leidlich bekannt - gerade was die Darks angeht, oder auch die Kühlung.

Die ASI 294 kommt wenigstens mit einem 14-Bit ADC daher, was aber gegenüber "richtigen" CCD-Kameras 2 Bit-Tiefe vermissen lässt.
Ok, über Stakking kann man das alles wieder reinholen, was ja auch in der Praxis geschieht.
Grundsätzlich ist das eine sehr interessante Kamera, wenn auch die Möglichkeiten des IMX 294 meines Erachtens nicht ausgeschöpft werden können!

Das andere ist die Pixelanordnung: angeblich RRGGBB, damit kann man sie gleich in 2-Bin laufen lassen, es sei denn man rechnet sich ein L-Bild über das Debayern raus, das dann über die RGB gelegt wird. Sicher machen das nicht so viele Fotografen.

Wie viele Frames hast Du eigentlich gemacht? wie lange hast Du bei Deiner Aufnahme belichtet? "Correlated Noise" ist ja deutlich zu sehen.
Ansonsten zeigt Dein Bild schon sehr viel.
Mit der ASI294MC kommt man sicher auf einfachen Wege zu zeigbaren Bildern.

[Ulf]

...und was ist jetzt ein Correlated Noise?

[Dieter_53]

Hallo nochmal,
da bist Du mir zuvor gekommen Ulf, das wollte ich als Anfänger auch noch wissen.  
Aber hier die Daten zur Aufnahme.
Es waren 250 Frames á 10 Sekunden, Gain = 300, offset = 30, t= -10 °C. Korrektur mit Flats und Darks (je 100 für Masterdark und -flat), aber noch keine Offset-Korrektur für den Masterflat. Kein Autoguiding, das habe ich noch nicht, Montierung (EQ6) eingenordet mit SharpCap.

Noch eine Frage zur CCD. Die Bittiefe ist zwar höher, aber ist es die Bildtiefe damit auch? Meines Wissens ist das Auslesetauschen einer CCD - Kamera wesentlich höher, daher ist mein Ansatz, mit sehr vielen Einzelframes in Etwa das Gleiche wie eine CCD zu erreichen. 
Was meint Ihr? 
Würde ein Guiding mit dithering die Rauschmuster verringern?

Einen schönen Abend wünscht

Dieter

[Ulf]

...hmm, irgendwas mit Geräuschen (Rauschen) 

[Christoph]

Sorry,
"Correlated Noise" ist das schöne Streifenmuster im Bild:

   

Rauschen ist eigentlich "uncorrelated", deswegen rauscht es ja!  
Aaaber, das meiste Rauschen folgt ja dem Meister Gauß und seiner Verteilung. Womit man wieder schöne Glocken hat, die sich, wenn sie nur knapp und gleichmäßig in eine Richtung versetzt werden, dann zu schönen Strichmustern addieren (siehe Bild bei 250 Frames á 10 Sekunden geradezu wie im Bilderbuch).

Dagegen helfen tut:
- Guiding
- Sigma-Algorithmus o.ä. (bei 250 Frames braucht es aber da schon richtig Rechen-Power)
- Gezieltes Dithern (was ja auch Guiding meint)

Man könnte mit den genauen Bildaufnahmedaten und Vergleichen ungefähr ausrechnen, wie sehr die Montierung vom Idealfall der Aufstellung abweicht. Oder wie sehr die Nachführung in RA falsch geht. Etc. etc. In jedem Fall ist das nicht so schlecht, sonst wären die Spuren wesentlich länger.

Und als Hintertreppenwitz: im Grunde ist eine nicht ganz richtige Nachführung auch so etwas wie ungeplantes "Dithern". Man muss es nur mit dem richtigen Stakking-Verfahren in den Griff bekommen.
Denn: gerade wenn man immer ganz genau nachführt, verstärkt man das Rauschen im Bild auch!
Deshalb: Dithern, was immer leicht versetzte Aufnahmen und "Geräusche" im Bild produziert, die man durch zB. das Sigma-Verfahren wieder rausrechnen kann.

[Edit]
Bit-Tiefe:
Freilich rauscht alles mögliche (ADC, Elektronik, Kabel und vor allem der Himmel!) und die niedrigen Bitwerte ertrinken förmlich im Rauschen. Andererseits habe ich deshalb ja gerade einen 16-Bit-Chip, um einen besseren Signal-Rausch-Abstand zu bekommen.
Freilich gilt auch: Je mehr Einzelframes, desto weniger von Gewicht ist der Unterschied von 14-Bit zu 16-Bit.

[Dieter_53]

Hallo Christoph, 
herzlichen Dank für diese Erläuterungen. 
Eine Verbesserung meiner Aufnahmen ist also nur mit GuidIng und überlagertem Dithering zu machen. So hatte hatte ich mir das auch vorgestellt. Was natürlich auch fehlt, ist mehr Aufnahmezeit. 
Bisher ist das immer wegen Problemen mit der Montierung (z. B. eine Schraube hatte sich gelockert) und Programmabstürzen gescheitert.
Zu Fragen zum Guiding möchte ich gerne ein neues Thema aufmachen. 

Viele Grüße 
Dieter

[Ralf]

Hallo Dieter und andere CMOS - Interessierte,
ich habe hier folgenden Test gefunden:

http://www.astrosurf.com/buil/atik_vs_zwo/

Hier stand folgende Aussage:

The ZWO models extend artificially the apparent digital dynamic from 12 bits to 16 bits by multiplying each pixel digital intensity by 16. There is no real interest in this way (do not believe that a 16-bit camera is used !). Atik exploit the same artificial operation if the « Pad Data » option is selected, but there is no problem to switch off the option: the pixel values will range now from 0 to 4095, the naturel values given by the internal CMOS 12-bit ADC.



Ich habe mittlerweile Einiges zum Thema Bitauflösung und CMOS Chip gelesen, bin aber noch nicht wirklich "durch" im Verständnis. Einigermaßen klar ist mir die gute Eignung für Kurzeitbelichtung bei geringem Rauschen. Wie schon geschrieben wurde, viele Einzelbilder gewinnen.


Besten Gruß
Ralf