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QHY4040使用手册
2019 年 06 月 01 日
高端科学级CMOS相机 QHY4040
用户手册 Rev. 1.0

 
本文档为在线文档,您可以保存此pdf文件或者打印此文件。QHYCCD保留在不提前告知的情况下修改此文档的权利。
包装内容
打开包装盒之后,请先检查包装盒内的以下配件是否齐全:
3.0USB线 1.5米 1根
自锁电源线 1根
12V电源适配器 1个
干燥管、干燥剂 1套
M54转2英寸延长圈 1个
中心倾角调节环 1个
防尘盖 1个
保修卡 1张
驱动下载卡 1张
出厂检测报告 1张
相机 1台
 

选配件
车载电源 1个


目录
01 软件安装
02各接口说明

03在SharpCap中使用QHY4040
04在ASCOM中使用QHY4040
05在EZCAP_QT中使用QHY4040
06在FireCapture中使用QHY4040
07FAQ
08相机保养
09规格参数
10机械尺寸及后焦距
11 版本历史
 
01软件安装
请打开QHY4040服务支持页面

1.下载并安装相机驱动(链接)



 
2.下载并安装ASCOM平台(链接)

 
3.下载并安装ASCOM驱动(链接)


4.  QHY4040相机支持使用SharpCap作为拍摄软件,请下载并安装SharpCap软件,QHY4040可以在SharpCap 2.9版或者更高的版本中使用。如果您在国内无法访问SharpCap的官方网站,请科学上网下载,也可联系QHYCCD技术提供帮助。
注意对于最新版的SharpCap,QHY4040也需要最新的qhyccd.dll,为此请下载最新的qhyccd.dll 在软件安装目录中进行替换。
 
5.  首先给QHY4040接入12V电源,然后通过USB3.0数据线将QHY4040相机连接至您的电脑。在将相机连接至电脑之前一定要确保QHY4040已经接入电源,否则相机会无法识别。第一次连接时,系统会发现新设备并为之寻找驱动。你可以点击“跳过从Windows更新获得驱动软件”跳过网上搜索步骤,然后电脑会在本地自动找到驱动并安装。当驱动软件都安装成功后,你可以在设备管理器中看到QHY5IIISeries_IO,如下图所示。
注意:QHYQHY4040的输入电压不能低于11.5V否则不能正常运行。




当您下载并安装好新的驱动后,请拔出USB数据线,然后再重新插入以使新的驱动生效。
02各接口说明

03 在SharpCap中使用QHY4040
1.  给QHY4040接入12V电源,使用USB3.0数据线连接您的QHY4040至电脑。
 
2.  开启SharpCap。如果前面所提及的软件和驱动都安装成功,那么视频图像就会自动出现,同时你也可以在软件的左下角看到帧率,如下图所示。


3. 如果您在连接相机之前已经启动了SharpCap软件,为了打开相机,您可以点击菜单栏中的摄像头,然后在选中QHY4040.
 
4. 偏置(offset)调节,当你对相机进行完全遮光后,可能你会发现图像并不是真的全黑。有时这会降低图像对比度的质量。你可以通过调整偏置(offset)来获得一个更好的暗场。你可以通过打开直方图(histogram)来确认这一点。

5. 通过选中“LX”模式,您可以扩展曝光时长范围进行长曝光。QHY4040配置了放大器发光抑制电路,它可以大幅度抑制长曝光时放大器产生的发光。需要注意的是,由于QHY4040内部搭载的CMOS芯片内部电路集成度很高,不能完全由外部电路控制,因此完全的抑制住边角亮光是不可能的。当你进行长曝光时仍然可以看到一些边角亮光,这是正常的。
 
一张在-10℃环境下、10s曝光时间、增益设置50的长曝光图像.
 

6. QHY4040接入12V电源后,温度控制电路就会启动,您可以通过调整下图中的设置来控制CMOS的温度。

控制温度主要有两种方式,一种是调整制冷器功率(Cooler Power),一种是设置目标温度(Target Temperature)。如果您想要通过设置目标温度这种方式来直接控制CMOS的温度,您应该先点击“Auto”再来通过调整滑动条来设置目标温度。
 
在使用制冷功能之前,应该先阅读FAQ中的问题”如何保护制冷器”来更好的使用制冷功能。


04在ASCOM中使用QHY4040
QHY4040可以在很多支持ASCOM平台的软件上工作。目前QHY4040仅支持常规的ASCOM connection,但是不支持ASCOM VIDEO connection。 需要注意的是QHY4040将会一直传输最大的比特位深来得到最佳的DSO成像表现。图像的格式为16bit,高位对齐,低位补零。
MAXIMDL
1. 首先您需要确认ASCOM平台和ASCOM驱动都已经成功安装。
2. 开启MAXIMDL
3. 按照下图的提示来完成设置
 
 
在拍摄前需要点击Connect
 

 

 
06 在EZCAP_QT中使用QHY4040
EZCAP_QT 是一款由QHYCCD开发的软件,对于QHYCCD深空相机,它拥有基础的拍摄功能。 您可以在前面的链接中下载使用它。
1. 安装EZCAP_QT软件;
2. 首先给QHY4040接入12V电源,然后通过USB3.0数据线将QHY4040相机连接至您的电脑。
3. 启动EZCAP_QT,在Menu->Camera中点击”Connect”,如果相机是成功的连接的,EZCAP_QT软件的标题就会显示相机的固件版本以及相机的ID,如下图所示;


可在Language中切换成简体中文。
 
4. 在 “相机设置” 中点击“温度控制”,设置CMOS传感器的温度。您可以开启”自动 “来设定目标温度。比如,在此我们设置目标温度为-10C。CMOS传感器的温度将会很快下降到此温度(大约需2-3分钟)。如果您想要关闭制冷,您可以选择“停止”。如果您只想设置制冷功率而不设置温度,您可以设置功率的百分值。
 
 
5. 您可以使用预览窗口(preview tab)来进行预览,还可以使用对焦工具来进行对焦。然后使用拍摄窗口(Capture tab)来捕获图像。
 


6. 在EZCAP_QT中有一个图像任务规划器,您可以参考下表拍摄一系列的图像。

 


08 FAQ
1.如何避免相机卡死?
如果相机一直卡死,它有可能是多种原因导致的,您可以按照下面的提示进行检查。
1)   您的电脑配置的是否是VIA芯片组或者一些类型的主板,在SharpCap上根本不出图(但是在ASCOM上工作却正常)在这种情况下,您需要开启相机的DDR缓冲
2)   您的电脑和赤道仪是否漏电?这可能会导致漏电流通过GND从电脑上转移到相机上。这有可能会影响USB传输、丢失数据包、相机卡死。您需要确保电脑和赤道仪都很好的接地。
3)   USB接口的电压是否足够高?一些电脑的USB接口电压达不到5V。这样可能会导致相机一直卡死。在这种情况下,您可以选择通过使用带电源的USB3.0 Hub来连接电脑和相机,这样能够确保相机得到5V的电压。
4)   CPU使用率是否太高?如果CPU使用率过高,将会导致很多帧丢失并且会使得相机卡死。您可以增大USB traffic值来降低FPS,从而获得更稳定的图像传输。
5)   USB连接线是否连接牢靠?有时相机与USB连接线的连接问题以及电脑与USB连接线的连接问题会导致信号丢失并且使相机卡死。尤其是当USB连接线移动时。在这种情况下,您可以尝试在USB接头和插口部分涂一些硅油。这样会使得USB连接更加稳定。
6)   避免静电。有时人体上携带的静电会导致相机卡死。在触碰相机前,您可以接触一下电脑机箱外壳来释放静电。
7)   一些计算机的前置USB接口不太适合高速数据传输(原因是它们是通过连接线连接到主板的,这样使得信号完整性变差)。如果您发现相机在前置USB接口使用时一直卡死,您可以尝试将相机连接至它的后置USB接口(它们直接连接到了主板的芯片组)。
 
2. 如何清洁CMOS传感器和光学窗口?
如果您发现在CMOS传感器上有灰尘,您先可以拧掉QHY4040的前半部分,然后使用单反相机传感器用的清洁套装清洁CMOS传感器。注意QHY4040的CMOS传感器清洁过程中一定要小心谨慎。
您同样可以使用单反清洁工具或者镜头纸来进行清洁。注意用力不能过大,因为涂层很脆弱很容易被擦出划痕。
 
 
3.QHY4040的辉光抑制功能保证图片零辉光。

 
4.什么是相机内置DDR缓冲器?它的优点有哪些?
QHY4040内置有128MB DDRII 图像缓冲器。它有两个优点:
它可以缓冲整张图像从而避免在USB传输过程中丢失。因为CMOS传感器一旦开始工作就会不间断地曝光,输出图像,周而复始,并且不能停顿。但是计算机会因为操作系统多任务处理的特性会暂停一下USB传输,如果这个暂停时间过长,USB中的存储能力很小的缓冲器就会充满,导致即将到来的数据丢失。还有可能会导致一帧的部分数据丢失形成一个坏帧。对于短时间曝光,这也许不会造成太大的问题,但是对于长曝光,这意味着要丢失一帧长曝光图像。128MB DDRII缓冲器可以通过将整帧图像存储起来和传输,从而解决这样的问题。即使USB传输暂停很长时间也不会丢失数据。
另一个优点就是当使用一些运行不快的或者对USB3.0支持不好的电脑时,它会使视频图像更加细腻顺畅,这些电脑不能很好的进行高速数据传输,数据会经常丢失,有了DDR缓冲器,它可以缓冲很多图像数据然后发送到电脑。即使USB3.0经常暂停传输,它也会保证数据不丢失。 SharpCap中有选项来打开或者关闭DDR缓冲功能。目前版本的ASCOM驱动一直工作在DDR模式中。
 
 
5.如何保护制冷器?
QHY4040的制冷器可以实现将近35℃的环境温差。您在使用过程中应该避免热冲击,所谓热冲击是指当制冷器的温度骤然上升或下降时,制冷器由于热胀冷缩原理所要承受的内部强应力,距离的热冲击会缩短制冷器寿命甚至彻底损害制冷器。
因此,当您开始使用制冷器来调整CMOS的温度时,您应该避免一下就将制冷器开启到最大功率,而应该逐步的增大制冷器的功率。在断开电源前,如果制冷器的功率比较高,你也应该逐步减小制冷器的功率然后再断开电源。
 
 
 
6. 在开启DDR模式的状态下相机运行一段时间后帧率下降为0,该如何解决?
有部分用户反映,其带有DDR模块的相机在SharpCap上运行一段时间后帧率下降为零;这样的问题是由于CMOS芯片的输出速率高,而计算机的接收速率慢导致的。CMOS传感器一旦开始工作就会不间断地曝光,输出图像,周而复始,并且不能停顿。如果计算机由于操作系统的原因暂停USB传输过于频繁,就会导致DDR数据溢出,使得坏帧不断产生,进入DDR的图像没有一张图像是完整的,因此帧率为零。
解决方法:
第一个方法更换更好的电脑,对于性能不好的电脑我们建议更换来保证相机运行正常。
第二个方法就是在SharpCap关闭DDR模式,但是对于性能不是非常好的电脑,由于其本身数据传输速度较慢,这种方法不一定有效。


7. QHY4040如何避免水平噪声
当相机连接在具有高噪声的USB端口时会出现水平噪声的图像,更换USB接口,当相机处于良好USB端口上可以得到干净图像。点击查看详情
 

8.相机保养
干燥相机CMOS腔
CMOS传感器位于CMOS腔内。在QHY4040相机的前端的侧面有一个孔。 如果CMOS腔内有潮气使得传感器玻璃结雾,您可以通过这个孔连接硅胶管来进行干燥。
请在硅胶棒中放入有效的硅胶干燥剂并确保里面有棉花以防止硅胶进入到CMOS腔内。
 
9.如何防止CMOS密封腔的光学窗口结雾
如果环境湿度非常大,CMOS密封腔的光学窗口就可能有结露的问题,QHY4040有一个内置的加热板来给 加热来防止结雾,在大多数情况下,它的效果非常明显。如果结雾问题仍然存在,请尝试一下方法:
1. 避免让相机朝向地,冷空气的密度要比热空气的密度大,如果相机朝下向地,冷空气会更容易接触到玻璃使得它降温进而结雾。
2. 提高CMOS传感器的温度。您可以稍微提高一下CMOS传感器的温度来防止玻璃结雾。
3. 检查加热板是否工作,如果加热板没有工作,玻璃会非常容易结雾,通常情况下加热板的温度在25℃的环境下可以达到65-70℃。如果它没有达到这么热,有可能是因为加热板损坏,您可以联系我们来更换加热板。

10.关于外触发控制,QHY4040硬件支持外触发功能,如有需要请在购买前联系QHYCCD加装此功能。

11.SharpCap中 Speer 设置
当相机处于高速情况下时,图像有可能会出现相位错位的情况,请尝试调低速递(Speed)解决。
在软件的Speed设置中有的步数会出现0帧无法出图,请参见下表设置 Speed。

8bit     Speed 0 1 2 3 4
Use DDR Buffer Off Yes Yes Yes Yes Yes
Use DDR Buffer On Yes Yes Yes No No
16bit    Speed 0 1 2 3 4
Use DDR Buffer Off Yes No No No No
Use DDR Buffer On Yes No No No No

10规格参数
QHY4040FSI-U3 科学级CMOS相机规格表
型号 QHY4040FSI
CMOS芯片 Gpixel Gense4040 FSI version
像素大小 9.0um*9.0um
传感器表面玻璃 Clear Glass
全解析度
4096*4096
有效像素数
16.8mega pixel
感光面积
36.9mm*36.9mm
满井电荷数
 
输出样本深度
单12BIT输出。 12BIT / 8BIT输出
注意:由于USB3.0传输速度的限制。目前USB3.0版本的QHY4040仅支持单个ADC通道。 对于双ADC通道,请等待QHY4040 10GigaE版本。
典型尺寸
 
帧率@全分辨率下
20FPS@4096*4096 8bit (Clock Speed 4)
18FPS@4096*4096 8bit (Clock Speed 3)
16FPS@4096*4096 8bit (Clock Speed 2)
12FPS@4096*4096 8bit (Clock Speed 1)
8FPS@4096*4096 8bit (Clock Speed 0)
8FPS@4096*4096 12bit (Clock Speed 0)
读出噪声 4e
暗电流 TBD
曝光时间范围 20us-300sec
快门类型 电子滚动快门
电脑接口 USB3.0  (in QHY4040FSI-USB3)         (in Nov 2018) 
10GigaE Fiber (in QHY4040FSI-10G)  (Under developer)
内置图像缓存 128MByte(512Mb) DDR2 memory in QHY4040FSI-USB3
2GByte(8Gb) DDR3 memory in QHY4040FSI-10G
制冷系统
双层制冷系统(-35C below ambient)
Anti-Dew 加热器
Yes
望远镜接口
M54/0.75 快速安装/中心调整环上的内螺纹
光学窗口

AR+AR高品质增透滤镜

后截距
17.5mm(±0.2)
重量
785g
参考价格
QHY4040FSI-USB3   

机械尺寸图:
注:如需精确每一台的后截距参数,请在购买前联系QHYCCD,我们将在发出前为您标注每一台的后截距参数。

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