Modificación de una webcam Philips ToUCam pro 740k para larga exposición

Con la popularización de las cámaras web, empleadas para videoconferencia a través de internet, desde hace algunos años hemos tenido en el mercado una gran variedad de estos instrumentos y un abaratamiento constante, lo que ha permitido empezar a usarlas, e incluso “descuartizarlas” sin que supusiera demasiado trauma, en diversas aplicaciones más o menos lúdicas.

Características de la cámara

La Philips ToUCam pro 740k (foto de la izquierda) ha supuesto una pequeña revolución en el mundo CCD de la astronomía amateur. Todo empezó cuando el aficionado estadounidense Steve Chambers modificó la electrónica de una Philips Vesta (antecesora de la ToUcam) para poder realizar imágenes de larga exposición, como veremos a continuación. Este modelo que utilizamos aquí, es algo más evolucionado que la Philips Vesta, siendo sus características:

Chip CCD: ICX098

Dimensiones del chip: 3.6 x 2.7 mm

Nº de píxels: 640 x 480

Tamaño del píxel: 5.6 µm

Respuesta espectral del chip ICX098 de la Philips ToUcam

La Modificación para Larga Exposición

La modificación de Steve Chambers consiste fundamentalmente en substituir la señal que proviene de un chip interno de la cámara y que controla la exposición de las imágenes, por una señal externa que controlará nuestro ordenador.

Para hacer esto, debemos "desconectar" tres patitas (pines) del chip D16510 de la ToUcam. Como se ve en el esquema de la derecha, los pines 8 y 13 pasan a estar conectados entre sí. Los lugares donde antes estaban conectados los tres pines 8, 10 y 13 pasan a llamarse "pads".

Podemos usar unos microtaladros que existen en la placa de la cámara para sacar las conexiones de estos tres pads.

Para realizar este trabajo he tenido la suerte de contar con cierto instrumental de trabajo, principalmente el microscopio-lupa del Laboratorio del Grupo Repol, empresa en la cual trabajo. Disponer de algún medio para ampliar la imagen de trabajo es esencial en la modificación de la cámara, como se verá a continuación.

Circuito de la ToUcam, ya modificado (cables de colores y circuito de la izquierda)

En un primer momento pensé en utilizar una cámara a través del microscopio (este instrumento está preparado para ello), pero este procedimiento fue descartado por obtener un campo muy reducido, incluso con los mínimos aumentos.

A la derecha, la toUcam vista por otra toUcam: detalle parcial del ccd ¡en el que se ven las conexiones internas del chip!

Detalle del chip CCD a través del microscopio-lupa

MODIFICACIÓN DE LA CÁMARA COMPLETADA

El material utilizado fue:

Una aguja hipodérmica

Un mini-soldador, con la punta afilada

Microscopio-lupa

Componentes descritos en el esquema

Conector DB9, para el cable exterior

Cajita de plástico, para alojarlo todo

Una buena dosis de tila, para los nervios.

Elementos externos

Como cuerpo de la cámara utilicé una caja de plástico de un pequeño mando a distancia (derecha). Igualmente simple es el tubo adaptador al pota-oculares: se trata del socorrido tubo de película fotográfica.

Como se ve en la foto, para la unión de ambas piezas usé una buena dosis de pegamento termo-fusible. En la parte inferior de la caja se puede observar el interruptor de larga exposición (izquierda) y el conector DB9 (derecha).

En el esquema inferior se detallan las conexiones de la cámara al ordenador, mediante un conector DB9 hembra (al cuerpo de la cámara) y dos conectores al ordenador: USB y DB25 al puerto de la impresora. El led rojo de actividad de la cámara se ha sacado también al exterior para que no interfiriera en las imágenes.

Este es el aspecto del cable, sin el led rojo.

Ultimamente, estoy empleando una caja más pequeña para la cámara. A continuación se muestran unas fotos de este nuevo aspecto y su acoplamiento en el foco primario del telescopio

Aspecto de la caja de menor tamaño. El circuito es el mismo, pero se ha usado un diseño más sencillo, ya que se accede al circuito quitando una tapa trasera.

Cámara aclopada al foco primario de un Schmitt-Cassegrain. Se aprecia el conector DB9 (negro) que, en este caso, conecta la cámara con el circuito de control del telescopio.

Rodrigo Castillo · Diciembre 2003