1. Nombre del Proyecto: CONTROLADOR VERSÁTIL PARA CCD s VERSIÓN 2.0

Transcripción

1 1. Nombre del Proyecto: CONTROLADOR VERSÁTIL PARA CCD s VERSIÓN Responsables del Proyecto: S. Zazueta, Enrique Colorado. 3. Breve descripción del Proyecto: Diseño de un controlador versátil para cámaras basadas en CCD con las siguientes características: Diseño modular. Interfaz Ethernet (protocolo de comunicación TCP/IP) Resolución del convertidor 16 bits con ruido de lectura menor que una cuenta del convertidor, tarjeta de bajo ruido (300 KHz). La tarjeta de lectura de alta velocidad (3 MHz) presenta un ruido de lectura de 5 cuentas. Secuencia de relojes y de lectura definida por programación. Expandible hasta 24 fases de reloj. Frecuencia máxima de muestreo programable. Voltajes máximos de las fases de reloj +/- 15 volts. Posibilidad de manejar EM-CCD, fase de alto voltaje programable hasta 50 volts. Control de la temperatura del detector. 4. Importancia del proyecto: Construir cámaras científicas y de propósito específico para el IA-UNAM. Disminuir la dependencia de los proveedores externos de cámaras científicas. Desarrollar un controlador que pueda adaptarse a diferentes tipos de CCD. 5. Avances en el 2016: El proyecto se encuentra en una etapa avanzada, no se ha podido avanzar más ya que no tenemos ningún detector CCD científico. El diseño modular del controlador permite ir actualizando diferentes partes de acuerdo a los avances de la tecnología. Actualmente estamos usando la tarjeta MicroZed para el control del CCD ya que consta de un FPGA Xilinx programable donde se ha programado ya las secuencias de lectura del CCD y las transferencia de los datos vía DMA al micro-controlador y posteriormente se transmite a la PC vía red. También ya se tiene una tarjeta de fases y una de video la cual se rediseñara ya que tiene 3 cuentas de ruido del ADC y se quiere tener de ruido solo una cuenta del convertidor. También se realizaron los tramites y justificaciones pertinentes para adquirir un CCD E2V 4240 científico grado 0 y un sistemas de enfriamiento Cryo Tiger los

2 cuales llegaran hasta el Participantes del proyecto durante el 2016: Salvador Zazueta (20%), Francisco Murillo (10%), Fernando Quiroz (10%), Enrique Colorado (10%). 7. Financiamiento interno empleado en el 2016: Compras de un CCD científico E2V CCD42-40 grado 0 de 2kx2k pixeles ($19,000 dlls) y un sistema criogénico Cryo Tiger ($20,40=40 dlls) a través de Laboratorios nacionales. 8. Calendario de trabajo propuesto para el 2017: Académico % trabajo Descripción Salvador Zazueta 20 Desarrollo de la programación de los FPGA, software de bajo nivel. Enrique Colorado 10 Interfaz de usuario, calibración y pruebas finales. Fernando Quiroz 20 Diseño de circuitos impresos y amplificadores de bajo ruido. Francisco Murillo 10 Diseño de electrónica digital. María Pedrayes 20 Botella criogénica con Crio Tiger 9. Infraestructura: Será necesario el uso de los talleres de electrónica, mecánica y laboratorio de detectores. 10. Financiamiento solicitado al Instituto de Astronomía para el 2017: CANTIDAD US DLLS DESCRIPCIÓN 2, Material para la construcción de la botella con enfriamiento criogénico, dedo frio, conexiones térmicas con cobre con aleación de berilio, o-rings, la ventana y tornillería en acero inoxidable. 2, Conector eléctrico para vacio, válvula de vacío, electrónica interna y bases para sujetar el detector hechos de teflón. 1, Circuitos impresos finales de varias capas mandados a fabricar externamente.

3 11. Resumen del calendario de trabajo pasado y futuro: Basados en el CV-CCD se han desarrollado y actualizado los siguientes prototipos de cámara: 4 cámaras EM-CCD (diferente detector) para la Marina. Se ha actualizado la cámara CCD SiTE4 (1kx1k). Sistema híbrido de nuestro CV-CCD y el adquirido de Photometrics antes Site1. También se actualizó el anterior Site3 estamos en espera de que el detector nos sea regresado de CICESE (se le despegó una conexión). Los niveles de ruido de estos detectores son 13e (pozo de 300,000) a 40 KHz para el Site4 y 52e a 250 KHz para el Site5. Los detectores SITE utilizados son los que estaban en las cámaras adquiridas a Pixelvision que se encontraban sin usar debido a muchos problemas de operación y fallas del software, además el fabricante ha desaparecido con lo que se perdió el soporte. Cámara para el laboratorio de óptica 1300x1000. El nivel de ruido es de 13e (pozo de 80,000e) a temperatura ambiente y velocidad de lectura de 350 KHz. Cámara criogénica basada en el CCD97 (528x512) con ganancia programable 1:1000. La velocidad de lectura es de 2 MHz A continuación se presenta una serie de fotografías de las cámaras construidas y en proceso. Controlador híbrido CVCCD Site4

4 Otra vista del CVCCD Site4 Cámara CCD97 para la marina con controlador CVCCD CVCCD E2V CCD97 controlador completo (velocidad de lectura de pixel 2 MHz)

5 CVCCD Cámara KAF1402, el detector está contenido en la base cuadrada en primer plano, al fondo se ve el controlador.

6 Tarjeta secuenciadora basada en FPGA (tamaño 3.5x3.5 pulgadas) CVCCD CÁMARA KAF 1402 toma del controlador, la caja de encima es el control del obturador. En el 2016: Básicamente fijamos el sistema de control a la tarjeta SoC (System on a Chip) MicroZed el cual cuenta con un FPGA Xilix donde ya lo programamos para que sea la máquina de estado de control de todas las señales necesarias para leer el detector.

7 Vista superior del controlador MicroZed Actividades para el 2017: Construir una botella criogénica basada en enfriamiento de ciclo cerrado con cryo-tiger (5 meses). Construir una cámara basada en el CCD4240 con su electrónica versátil basada en electrónica programable con FPGA s (6 meses). Mucho del avance dependerá de la rapidez de las compras y la llegada del detector CCD y Cryo Tiger.