Allsky Kamera #2

Anfangs wollte ich nur eine bessere Position für meine alte Allsky Kamera finden, doch dann sah ich eine günstige Watec WAT-902H bei ebay und griff sofort zu. Neben der blöden Position und des daraus resultierenden eingeschränkten Sichtfelds, störte mich auch die geringe Empfindlichkeit des SK-1004X Videomoduls. Bei aufgenommenen Meteoren konnte man nämlich nie genau die Sternbilder erkennen, durch die das Objekt flog. So war es schwierig die Winkelgeschwindigkeit usw. zu bestimmen. Die WAT-902H ist hier um einiges empfindlicher und bietet zudem einen C/CS Mount, für den es eine größere Objektivauswahl gibt.

Der erste Test

Bei einem Test am 21.11.2011 konnte ich mich von der Empfindlichkeit des Sensors überzeugen. Der Himmel war leider teilweise mit durchziehenden Wolken bedeckt, wodurch die Grenzgröße natürlich nicht besonders hoch war. Bei meinem Test verwendete ich ein 3.5-8mm f1.4 Vario Objekiv bei 3.5mm f1.4. Die Temperatur betrug etwa 5°C und die Kamera befand sich im Low-Gain Modus bei 1/50s Belichtungszeit.

 EinzelbildStack aus 1024 Bildern mit abgezogenem Darkframe (2048 Bilder)

Im Livebild konnte man immer wieder die Plejaden etwas über dem Rauschen aufblitzen sehen. Daher sollte die erreichbare Grenzgröße im Livebild mindestens bei 2,86mag (Alkione) liegen. Das gestackte Summenbild besteht aus 1024 frames á 1/50s. Es wurde noch ein nachträgliches Masterdark aus 2048 frames á 1/50s abgezogen. Leider gab es dabei ein paar Übertragungsfehler, wodurch die farbigen horizontalen Striche ins Bild kamen. Plejaden, Hyaden, Taurus, Perseus, Ares und viele weitere Sterne und Sternbilder sind jedoch problemlos zu erkennen.

Low- oder High-Gain?

Diese Frage stellte ich mir anfangs auch, vor allem da im Datenblatt eine Mindestbeleuchtung von 0.002 Lux im Low- und 0.0003 Lux im High-Gain Modus angegeben war. Bei einem Test erkannte ich jedoch, dass die Kamera High-Gain Modus zwar mehr Sterne zeigte aber das Rauschen um ein vielfaches stärker wurde. Eine Bewegungserkennungssoftware hätte dabei wohl sicherlich größere Probleme wirkliche Bewegungen aus dem Rauschen heraus zu filtern und richtig zu erkennen. Daher habe ich es letztendlich bei der Low-Gain Einstellung belassen.

Die Unterbringung

Eine Meteorkamera ist natürlich Tag und Nacht der Witterung ausgesetzt und braucht somit ein stabiles wasserdichtes Gehäuse. Das SK-1004X Modul brachte ich ja in einem Überwachungskameragehäuse unter. Im Nachhinein finde ich diese Lösung aber nicht mehr ganz optimal, da ich immer mal leichten Wassereintritt in das Gehäuse hatte und der große Blickwinkel leider auch leicht abgeschattet wird. Ich orientierte mich deswegen an professionellen Allsky Kameras. Diese sitzen oft einem abgedichteten Rohr, welches am oberen Ende eine Glaskuppel hat. Eine passende und vor allem günstige “Kuppel” fand ich dann bei ebay. Es handelt sich um transparente Christbaumkugeln aus Kunststoff, die aus zwei Hälften bestehen. Eine der Hälften passte zu meinem Glück wunderbar auf eine 100er Abflussrohr Muffe, die noch im Schuppen lag. Ich befestigte die Kuppel mit Silikon auf der Muffe, damit auch die Verbindungsstellen wasserdicht bleiben. Die Kamera schraubte ich mit 2 Winkeln auf ein rundes Holzbrettchen, das ich dann in der Muffe festklemmte. Durch niedrige Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeit kann es schnell passieren, dass die Kuppel oder die Kameralinse beschlägt. Deswegen war eigentlich auch noch eine kleine Heizung geplant. Bei einem Test stellte ich jedoch fest, dass bereits die Abwärme der Kamera das neue Gehäuse um ca. 6°C erwärmt, was eine zusätzliche Heizung wohl überflüssig macht. Das untere Ende des neuen Gehäuses schließt ein Endstück ab, an dem sich auch die Hohlstecker Buchse zur 12V Stromversorgung sowie eine BNC Buchse für das Videosignal befindet.

Von obenVon der SeiteVon unten

Anschluss an den Server

Per RS232/Seriell steuerbare RelaisplatineVom Dach zum Server führt ein ca. 20m langes Koaxialkabel mit einer Impendanz von 75Ω für den Videostrom, sowie ein dünnes zweiadriges Kabel für die 12V Versorgungsspannung. Als Stecker/Buchsen verwende ich BNC für Video und gewöhnliche Hohlstecker für den Strom. Zwischen 12V Netzteil und Kamera habe ich noch eine selbst gebastelte Relaisplatine platziert, durch die ich die Kamera per RS232/Seriell an- und ausschalten kann.

Software

Auf meinem Linux Server mit Ubuntu 10.04 setze ich, wie schon bei der ersten Kamera, die Bewegungserkennungssoftware Motion ein. Ich bin jedoch auf der Suche nach einem Programm, das besser für meine Zwecke geeignet ist und das Livebild z.B. an den derzeitigen Sternenhimmel fittet, Sichtungen automatisch analysiert usw. Wer da etwas gutes für Linux kennt, kann mir gern eine Mail schreiben!

Maximum + Mittelwert Stack. Die Strichspur könnte einen Meteor darstellen, wurde jedoch vermutlich durch reflektiertes Licht ein einem Regentropfen erzeugt
In wolkigen und stürmischen Vollmondnächten registriert die Kamera leider sehr viele Bewegungen und nimmt deshalb viele Videos auf. Die alle jeden Tag nach Meteoren zu durchsuchen ist natürlich recht zeitaufwändig aber zum Glück kann Motion auch so konfiguriert werden, dass es, nachdem ein Video aufgenommen wurde, ein angegebenes Script startet. Ich habe daher ein Bash Script geschrieben, das mit Hilfe der ImageMagick software suite die Einzelbilder der Videos stackt. Dabei stacke ich die Bilder als Maximum, wobei immer das hellste Pixel eingesetzt wird und Meteore eine typische Strichspur hinterlassen und zusätzlich mittle ich alle Bilder, sodass das Bildrauschen aber auch Meteore usw. unterdrückt und schwache Sterne im Endbild sichtbar werden. Diese beiden Bilder kombiniere ich dann noch mal, wodurch ein entrauschtes Endbild mit der Strichspur heraus kommt. So habe ich von jedem Video schon mal ein nützliches Vorschaubild, in dem Meteore usw. erkennbar sind. Zudem kann man das Script noch dahingehend erweitern, dass z.B. die Himmelsrichtungen, Positionen von Sternen, Planeten, Mond usw. markiert werden.

Die Kamera in Aktion

Mittlerweile ist die Kamera fest auf unserem Hausdach montiert und sucht fließig nach Meteoren. Leider ist der Himmel seit Tagen bedeckt, sodass ich die Grenzgröße der Kamera mit Kuppel noch nicht ermitteln konnte. Durch den aufgehenden Mond konnte ich jedoch schon mal näherungsweise die Himmelsrichtungen bestimmen. Der Blick scheint in jede Richtung frei. Lediglich im NW ist ein kleiner Teil durch eine Fichte verdeckt.

die Kamera auf dem HausdachGemitteltes Video mit Wolken und MondGemitteltes Video mit Regentropfen und MondGemitteltes Video mit Leuchtspur eines Meteors (03.02.2012 4:16 MEZ)Gemitteltes Video mit Leuchtspur eines Meteors (20.02.2012 23:24 MEZ)

Weiterführende Links

Watec WAT-902H Dokumentation
Meine alte Allsky Kamera