Le but de ce projet est de modifier une webcam afin d'en tirer le maximum. Cette modification s'articule autour de trois axes principaux : - électronique : il s'agit là de réaliser les fameuses modifications issues des idées de S. Chambers. Celles qui nous intéressent là sont le contrôle du shutter, la coupure du préampli et le remplacement du capteur d'origine (1/4" couleur) par un capteur plus sensible 1/4" N&B, voire 1/3" N&B (champ plus grand). - thermique : afin de pousser à l'extrême les possibilités de la webcam et ainsi de laisser la porte ouverte aux poses les plus longues possibles, il s'agit de refroidir le capteur afin de réduire le bruit thermique. Pour ce faire nous placerons une plaque à effet Peltier à l'arrière de celui-ci. La plaque choisie est un modèle de 9mm x 9mm parfaitement adapté aux dimensions du capteur. - mécanique : les modifications décrites ci-dessus ne peuvent être faites sans passer par une modification mécanique (impossible de rentrer tout ce petit monde dans le boîtier d'origine). Il s'agira là du principal challenge de ce projet : faire un ensemble mécanique contenant toute l'électronique et ayant de bonnes caractéristiques thermiques, dont les dimensions sont les plus petites possibles.
Premières idées...
D'un point de vue électronique, les choses sont déjà plus ou moins figées. Seule l'alimentation du Peltier sera à réaliser, pour le reste, se référer à S. Chambers. Mécaniquement, la première solution qui nous vient à l'esprit est de réaliser un boîtier cylindrique. La hauteur intérieure sera définie par la hauteur du PCB de la webcam. Pour une réduction optimale de l'encombrement, nous orienterons le choix de la webcam vers une Toucam Pro I ou II de Philips. La carte mère de la webcam sera placée verticalement. Le capteur CCD étant situé au centre de ce PCB, il faudra donc songer à le déporter. Une mesure rapide des dimensions de la carte mère montre qu'il est envisageable d'avoir un diamètre extérieur de 2", dimension standard que l'on retrouve sur la plupart des porte oculaires.
La plupart des autres idées sont venues suites des discussion et réflexions avec Gaëtan Z. que je remercie pour son aide, ses idées, et pour la réalisation mécanique de la "bête" L'image suivante montre les premières idées :
Des idées aux plans mécaniques...
Une fois les idées mises en ordre, nous avons pu passer à la réalisation de schémas mécaniques "sérieux", sous Solidworks. L'assemblage se compose de 8 éléments principaux : - la partie arrière : en plus de faire partie de la coque, elle a aussi un rôle thermique. Un certain nombre d'ailettes ont été dessinées afin d'augmenter la surface d'échange avec l'air ambiant, en vue d'un refroidissement passif. - le doigt caloporteur chaud : c'est lui qui va faire l'interface entre la face chaude du Peltier et la partie arrière. Afin de drainer au mieux la chaleur, il doit donc être le plus grand possible. - le doigt caloporteur froid : nous aurions très bien pu envisager de coller la face froide du Peltier directement sous le CCD. Cependant, cela aurait posé problème au niveau de la régulation de température dans la mesure où il aurait été difficile de bien placer la sonde de température. Un petit cube en cuivre de 10mm de côté vient donc faire l'interface froide entre le Peltier et le capteur. - la partie avant : le diamètre extérieur de cette partie est de 50,8mm (2"). Une fois montée, cette partie viendra se glisser entièrement dans le porte-oculaire si celui-ci est bien en 2". A l'avant de cette pièce se situent deux filetages : le premier est destiné à accueillir les filtres au format 2", le second est au format 1/4" pour les filtres de cette dimension. - les deux "piliers" : deux tiges viennent s'intercaler entre la partie avant et arrière et sont vissées des deux côtés. Ce sont elles qui assurent la liaison entre les deux parties de la webcam. - le support de CI : permet de bien caler la carte mère - la bague 31,75mm : une bague peut se visser dans le filetage 31,75mm pour être utilisée avec un porte oculaire au coulant 1"1/4.
