Die Kameras der Serien C0, CG und C1 mit Global-Shutter-CMOS-Sensoren wurden als kleine, leichte Kameras für Mond- und Planetenaufnahmen sowie für das Autoguiding entwickelt. Mit einer geeigneten Bildkalibrierung liefern diese Kameras auch bei Deep-Sky-Aufnahmen für Einsteiger überraschend gute Ergebnisse. Die verwendeten CMOS-Sensoren reagieren bis kurz vor dem Sättigungspunkt linear auf Licht. Daher können die Kameras der Serien C0, CG und C1 für einige wissenschaftliche Anwendungen für Einsteiger verwendet werden, beispielsweise in der Forschung zu variablen Sternen.
Die größere Abmessung des C1-Modells ermöglicht das Hinzufügen einiger Funktionen, allen voran ein Gebläse zur Kühlung.
Die Kameras C0, CG und C1 sind für den Betrieb in Verbindung mit einem PC ausgelegt. Im Gegensatz zu digitalen Fotokameras, die unabhängig vom Computer betrieben werden, benötigen wissenschaftliche Kameras in der Regel einen Computer für die Steuerung, das Herunterladen, die Verarbeitung und die Speicherung von Bildern usw.
Um die Kamera zu betreiben, benötigen Sie einen Computer, der unter einem modernen 32- oder 64-Bit-Windows- oder Linux-Betriebssystem läuft.
Die Kameras sind für den Anschluss an den Host-PC über eine USB 3.0-Schnittstelle mit einer Übertragungsrate von 5 Gbit/s ausgelegt. Die Kameras sind auch mit einem USB 2.0-Anschluss kompatibel.
Alternativ kann auch der Moravian Camera Ethernet Adapter verwendet werden. Dieses Gerät kann bis zu vier Cx- (mit CMOS-Sensoren) oder Gx-Kameras (mit CCD-Sensoren) beliebigen Typs anschließen und bietet eine 1-Gbit/s- und 10/100-Mbit/s-Ethernet-Schnittstelle für den direkten Anschluss an den Host-PC. Da der PC dann das TCP/IP-Protokoll für die Kommunikation mit den Kameras verwendet, ist es möglich, einen WLAN-Adapter oder ein anderes Netzwerkgerät in den Kommunikationspfad einzufügen.
Die Kameras C0, CG und C1 benötigen für den Betrieb keine externe Stromversorgung, sie werden über die USB-Verbindung vom Host-PC mit Strom versorgt.
Die Kameras C0, CG und C1 sind zu sehr kurzen Belichtungszeiten fähig. Die kürzeste Belichtungszeit beträgt 125 μs (1/8000 Sekunde). Dies ist auch die Einheit, in der die Belichtungszeit angegeben wird. Die zweitkürzeste Belichtungszeit beträgt also 250 μs usw. Die Belichtungszeit wird vom Host-PC gesteuert, und es gibt keine Obergrenze für die Belichtungszeit. In der Praxis sind die längsten Belichtungszeiten durch die Sättigung des Sensors entweder durch einfallendes Licht oder durch Dunkelstrom begrenzt.
Kühlung: Der Dunkelstrom ist ein Merkmal aller Kamerasensoren. Er wird als „dunkel“ bezeichnet, da er unabhängig davon entsteht, ob der Sensor Licht ausgesetzt ist oder nicht. Dunkelstrom erscheint im Bild als Rauschen. Je länger die Belichtungszeit, desto größer ist das Rauschen in jedem Bild. De rDunkelstrom hängt exponentiell von der Temperatur ab, weshalb das erzeugte Rauschen auch als „thermisches Rauschen“ bezeichnet wird. In der Regel halbiert sich der Dunkelstrom, wenn die Sensortemperatur um 6° oder 7 °C gesenkt wird.
Während keine der C0-, CG- oder C1-Kameras mit einer aktiven thermoelektrischen (Peltier-)Kühlung ausgestattet ist, verwenden die C1-Modelle einen kleinen Lüfter, der die Luft im Kameragehäuse austauscht. Darüber hinaus befindet sich direkt auf dem Sensor ein kleiner Kühlkörper, um so viel Wärme wie möglich abzuleiten (mit Ausnahme der C1-1500, deren Sensor zu klein ist, um mit einem Kühlkörper ausgestattet zu werden). Der C1-Sensor kann also nicht unter die Umgebungstemperatur gekühlt werden, aber seine Temperatur wird so nah wie möglich an der Umgebung gehalten.
Im Vergleich zu den geschlossenen Designs der C0- und CG-Kameras kann die Sensortemperatur in der C1 zwischen 7° und 10 °C niedriger sein, wodurch der Dunkelstrom um mehr als die Hälfte reduziert wird.
Der Lüfter kann mit der Kamerasoftware gesteuert werden.
Autoguider-Anschluss: Astronomische Teleskopmontierungen sind nicht präzise genug, um die Sterne bei Langzeitbelichtungen ohne kleine Korrekturen perfekt rund zu halten. Gekühlte astronomische Kameras und digitale Spiegelreflexkameras ermöglichen perfekt scharfe und hochauflösende Bilder, sodass selbst kleine Unregelmäßigkeiten in der Nachführung der Montierung als Verzerrungen der Sterne sichtbar werden. Die Kameras C0, CG und C1 wurden speziell für die automatische Nachführung (Autoguiding) der Montierung entwickelt. Die Guiding-Kameras wurden so konzipiert, dass sie ohne mechanisch bewegliche Teile (mit Ausnahme eines magnetisch schwebenden Lüfters) funktionieren. Der elektronische Verschluss ermöglicht extrem kurze Belichtungszeiten und die Aufnahme von Tausenden von Bildern in kurzer Zeit, was für ein qualitativ hochwertiges Guiding erforderlich ist.
Die Kameras C0, CG und C1 arbeiten in Verbindung mit einem PC. Die Korrekturen für die Nachführung werden nicht in der Kamera selbst berechnet. Sie sendet lediglich die aufgenommenen Bilder an den PC. Die auf dem PC laufende Software berechnet die Abweichung vom Sollzustand und sendet entsprechende Korrekturen an die Teleskopmontierung. Der Vorteil der Verwendung eines PC zur Bildverarbeitung liegt darin, dass aktuelle PCs im Vergleich zu den in der Guiding-Kamera integrierten Prozessoren über eine überwältigende Rechenleistung verfügen. Guiding-Algorithmen können dann die Position von Sternen mit Subpixel-Genauigkeit bestimmen, mehrere Sterne abgleichen, um die durchschnittliche Abweichung zu berechnen, wodurch die Auswirkungen der Sichtbarkeit begrenzt werden, usw.
Die berechneten Korrekturen können über eine PC-zu-Montierung-Verbindung an die Montierung zurückgesendet werden.
Software SIPS: Die leistungsstarke SIPS-Software (Scientific Image Processing System), die mit der Kamera geliefert wird, ermöglicht die vollständige Steuerung der Kamera (Belichtung, Kühlung, Filterauswahl usw.). Auch automatische Bildsequenzen mit verschiedenen Filtern, unterschiedlichem Binning usw. werden unterstützt.
Dank vollständiger ASCOM-Standardunterstützung kann SIPS auch zur Steuerung anderer Geräte verwendet werden. Dazu gehören insbesondere Teleskopmontierungen, aber auch Fokussierer, Kuppel- oder Dachsteuerungen, GPS-Empfänger usw. SIPS unterstützt auch die automatische Nachführung, einschließlich Bild-Dithering. Sowohl die „Autoguider”-Port-Hardware-Schnittstelle (6-adriges Kabel) als auch die „Pulse-Guide API”-Nachführmethoden werden unterstützt.
SIPS kann jedoch weit mehr als nur Kameras und Observatorien steuern. Es stehen zahlreiche Tools für die Bildkalibrierung, die Verarbeitung von 16- und 32-Bit-FITS-Dateien, die Bearbeitung von Bildersätzen (z. B. Median-Kombination), die Bildtransformation, den Bildexport usw. zur Verfügung.
Da das erste „S“ in der Abkürzung SIPS für „Scientific“ (wissenschaftlich) steht, unterstützt die Software sowohl die astrometrische Bildreduktion als auch die photometrische Verarbeitung von Bilderserien.
Das „Guiding”-Tool ermöglicht das Ein- und Ausschalten der Autoguiding-Funktion, das Starten des automatischen Kalibrierungsvorgangs und die Neuberechnung der Autoguiding-Parameter, wenn das Teleskop die Deklination ändert, ohne dass eine neue Kalibrierung erforderlich ist. Auch beim Umschlagen der Montierung ist keine neue Autoguider-Kalibrierung mehr erforderlich.
