ToupTek AE676C Kamera Test: Eine vielseitige Astronomie-Kamera

Alin Iacobescu ist ein Astrofotograf aus Rumänien mit 4 Jahren Erfahrung in der Astrofotografie. Er hat zuvor ToupTek Astro-Produkte getestet, darunter die HOPE D60 und die AE676C, und seine praktischen Erfahrungen und Einblicke in die Leistung von Astronomieausrüstung unter realen Aufnahmebedingungen geteilt.

In dieser Rezension erforscht Alin weiterhin die Fähigkeiten der ToupTek Astro AE676C Astrokamera und testet ihre Leistung in verschiedenen Astrofotografie-Anwendungen, von der Deep-Sky-Bildgebung bis zur Hochgeschwindigkeits-Mondaufnahme.

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Der folgende Inhalt wird aus der Perspektive des Autors geteilt.

Um die Leistung der AE676C in der Deep-Sky-Astrofotografie zu bewerten, wählte ich die zentrale Region des Herznebels (IC 1805), Melotte 15, als Aufnahmeobjekt. Die Bilder wurden aus Rumänien unter stark lichtverschmutztem Himmel mit einer Bortle 8/9 Bewertung aufgenommen.

Mein Setup

• Standort / Himmel: Rumänien, Bortle 8/9
• Hauptkamera: ToupTek AE676C (HCG - Gain 101, Offset 23)
• Teleskop: Askar 71f
• Brennweite: 490mm
• Pixelskala: 0.84" pro Pixel
• Montierung: ZWO AM5N
• Verwendete Filter: Askar C1 (15nm) & Altair (6nm) - Ha & Oiii
• Software: NINA, PHD2, PixInsight

Aufnahme

1. Nacht 1 (ohne Dithering):

1. Bias: 100x0.001s
2. Darks: 50x180s @ 10C
3. Flats: 30x3s
4. Lichter: 70x180s @ 10C
5. Filter: 15nm Ha & 35nm Oiii
6. Guiding durchschnittlicher Gesamt-RMS: 0.7”
   

2. Nacht 2 (Dithering):

• Bias: 100x0.001s
• Darks: 50x180s @ 10C
• Flats: 30x3s
• Lichter: 70x180s @ 10C
• Filter: 6nm Ha & 6nm Oiii
• Guiding durchschnittlicher Gesamt-RMS: 0.6”

Für diesen Test wählte ich Melotte 15, die zentrale Region des Herznebels (IC 1805). Die Daten wurden über zwei Nächte aufgenommen, mit jeweils 3,5 Stunden Integrationszeit pro Nacht unter Verwendung verschiedener Ha- und Oiii-Schmalbandfilter (15 nm und 6 nm).

In der ersten Nacht wollte ich die Erfahrung eines Astrofotografie-Einsteigers simulieren. Ich verwendete einen 15-nm-Dual-Schmalbandfilter, den ich zu Beginn meines Hobbys (vor 3 Jahren) gekauft hatte, zusammen mit der Snapshot-Funktion in NINA. Die Idee war, das Setup so budgetfreundlich wie möglich zu halten und zu sehen, welche Ergebnisse erzielt werden konnten. Heutzutage gibt es auf dem Markt bessere Filter zu einem ähnlichen Preis, aber ich verwendete, was ich hatte.

Das gestackte Bild der ersten Nacht zeigte eine merkliche Menge an Wandrauschen, das durch Dithering reduziert werden kann.

Für die zweite Nacht wollte ich den Newbie++-Benutzer (mein aktuelles Niveau) darstellen. Ich wechselte zu einem 6-nm-Dual-Schmalbandfilter und verwendete die Sequencer-Funktion in NINA, die Dithering ermöglichte. Dies spiegelt jemanden wider, der auf seine zweite Astrofotografie-Kamera aufrüstet und versteht, dass ein guter Filter in diesem Fall leicht so viel kosten kann wie die Kamera selbst (für einen B8-Himmel sind diese Filter der Schlüssel zur DSO-Astrofotografie).

Ich konfigurierte das Dithering so, dass es alle 3 Bilder mit einem Offset von etwa 12 Kamerapixeln (AE676C) erfolgte. Dies reduzierte das Wandrauschen, obwohl es es nicht vollständig eliminierte. Dithering jedes Bildes könnte das Ergebnis potenziell weiter verbessern, aber letztendlich bleibt die thermische Temperatur einer der größten limitierenden Faktoren.

In beiden Nächten wurde der Sensor von ca. 35°C auf 10°C gekühlt, bei einer Umgebungstemperatur von ca. 26°C, um thermisches Rauschen zu reduzieren. Auch mit Kühlung war thermisches Rauschen immer noch die dominante Rauschquelle in den finalen Bildern, was aufgrund der kleineren Pixelgröße, die von Natur aus rauschintensiver sind als größere, verständlich ist. Die wichtigste Erkenntnis ist, dass diese Kamera stark auf Kalibrierungsrahmen angewiesen ist, um qualitativ hochwertige Bilder zu produzieren, insbesondere Dunkel- und Bias-Rahmen.

Wie erwartet, macht die Verwendung schmalerer Filter das thermische Rauschen in jedem einzelnen Bild deutlicher, da weniger Licht den Sensor erreicht. Bei weniger verfügbarem Signal wird das Rauschen zu einem größeren Teil des Bildes. Dies macht es noch wichtiger, gute Rauschunterdrückungspraktiken während der Aufnahme anzuwenden, wie z.B. das Aufnehmen von Kalibrierungsrahmen, das maximale Kühlen des Sensors und die Verwendung von Dithering.

Ein riesiger Dank geht an Seti Astro @setiv2 für das PI Cosmic Clarity Plugin, das half, Walking Noise zu reduzieren!!!

Ich würde erwarten, dass sie in kühleren Jahreszeiten, wenn der Sensor auf 0°C oder weniger gekühlt werden kann, was im Allgemeinen eine Umgebungstemperatur unter 15°C erfordert, noch besser abschneidet. Unter diesen Bedingungen sollte das thermische Rauschen reduziert und leichter zu handhaben sein.

Unter Berücksichtigung dieser Faktoren würde ich die AE676C in folgenden Fällen als DSO-Kamera verwenden:

• Leichte USB-C-betriebene Reisesets
• Kältere Jahreszeiten mit besserem Himmel, wo ich die zusätzliche Pixelauflösung nutzen könnte (mein Hauptbildgebungssystem - 1,58" pro Pixel vs. AE676C & Askar 71f - 0,84" pro Pixel) 

Insgesamt kann die AE676C angesichts ihres Preises erfolgreich als Deep-Sky-Kamera eingesetzt werden, hat aber ihre Grenzen. Wie bereits in meiner Rezension erwähnt, war ihr Hauptzweck eine Planetenkamera mit zusätzlichen Funktionen. 

Einzele 180s Sub - 15nm Filter (links) vs 6nm Filter (rechts)

Rohbild - Stack 70x180s Subs jeweils - 15nm Filter (links) vs 6nm Filter (rechts)

Hintergrund entfernt - Bildstapel 70x180s Subs jeweils - 15nm Filter (links) vs 6nm Filter (rechts)

BXT - CosmicClarity - BXT - Stack 70x180s Subs jeweils - 15nm Filter (links) vs 6nm Filter (rechts)

Sternloser Nebel + Kurven - Stack 70x180s Subs jeweils - 15nm Filter (links) vs 6nm Filter (rechts)

Endgültig bearbeitetes Bild - Stapel 70x180s Subs jeweils - 15nm Filter (links) vs 6nm Filter (rechts)

Die Stacks der 2 Nächte wurden in PixInsight genau gleich bearbeitet.

Randnotiz:

Nach der Aktualisierung der gesamten Software (NINA, Ascom-Plattform und ToupTek-Treiber) wurde die Kamera ohne Probleme erkannt. Eine kleine Verbesserung, die ich mir wünschen würde, ist die Anzeige der Kamerabits beim Wechsel zwischen den verschiedenen Modi (LCG, HCG, HDR).

Nachfolgend finden Sie die NINA-Abkühl- und Aufwärmkurven, um das Verhalten der Kühlung zu bewerten. Es ist zu beobachten, dass der Kühler scharf auf 100% ein- oder auf 0% ausgeschaltet wird, was in kälteren oder feuchteren Umgebungen zu Temperaturschocks/Kondensation führen könnte; dies ist streng eine Spekulation und wurde nicht getestet. 

NINA-Benutzeroberfläche und verfügbare Kameraoptionen

Abkühlverhalten

Aufwärmverhalten

 

Mondkamera - Testaufbau (Letzter Test)

Mein Setup

• Standort / Himmel: Rumänien, Bortle 8/9
• Hauptkamera: ToupTek AE676C (LCG - Gain 100)
• Teleskop: Askar 71f
• Brennweite: 490mm
• Pixelskala: 0.84" pro Pixel
• Montierung: ZWO AM5N
• Verwendete Filter: Kein Filter - Volles Kameraspektrum
• Software: SharpCap Pro, AutoStakkert!, PixInsight

Erwerb

• Erfassungsbereich: 3536x3536 (volle Auflösung)
• Farbraum: RAW8
• Lesemodus: LCG
• Binning: 1x1
• Gain: 100
• Belichtung: 7ms (etwas zu viel, vielleicht 6 oder 6,5ms wären besser gewesen)
• USB-Geschwindigkeit: 2
• Sensortemperatur: 34.1°C
• Ausgabeformat: SER-Datei (*.ser)
• FPS: 28
• Höhe: 25°
• Mond: 90%

Für den letzten Test dieser Kamerarezension beschloss ich, sie für ihren vorgesehenen Zweck als Planetenkamera zu verwenden. Ich wählte den Mond als Ziel, da er ein leicht zu erfassendes Objekt ist und sowohl Anfänger als auch erfahrene Astrofotografen anspricht.

 

In Kombination mit einem 500-mm-Brennweiten-Teleskop bietet die ToupTek AE676C eine Vollbildaufnahme des Mondes und lässt genügend Raum im Bild, um jegliches Driften oder leichtes Fehlzentrieren während der Aufnahme zu berücksichtigen.

 

Ich hatte den Mond nur etwa 15 Minuten lang sichtbar, aber in dieser Zeit gelang es mir, zwei Videos hintereinander aufzunehmen, die jeweils aus 5.000 Belichtungen bestanden. Theoretisch hätte die gesamte Aufnahmezeit etwa 6 Minuten betragen sollen, aber in der Praxis dauerte es eher 9 Minuten.

 

Die Kamera hielt eine konstante Bildrate von 28 FPS für die ersten ca. 3.700 Belichtungen jedes 5.000-Bilder-Videos. Danach sank die Bildrate, da der Puffer voll wurde, wobei etwa 171 Bilder unter den verwendeten Einstellungen im Puffer gespeichert waren. Ich vermute, dass dies wahrscheinlich an der SSD in meinem PC lag, einem MiniX Z350 0dB, ausgestattet mit einer FORSEE XP1000F512G SSD.

 

Für die verbleibenden rund 1.300 Bilder betrug die durchschnittliche Aufnahmerate zwischen 6 und 8 FPS, mit etwa 330 verlorenen Bildern. Dies entspricht einer Reduzierung von rund 20 %, sobald der Puffer gesättigt war, oder etwa 6,5 % des gesamten Videos.

 

Ich vermute, dass dies eher eine SSD-Einschränkung als ein Kameraproblem war, da die Kamera Daten schneller generierte, als die SSD dauerhaft schreiben konnte. Angesichts der begrenzten Aufnahmezeit, die ich für den Mond hatte, dachte ich nicht daran, die Speicherzuweisung in SharpCap zu erhöhen, was das vorübergehende Speichern weiterer Bilder im RAM ermöglicht hätte, bevor sie auf die SSD geschrieben werden. Dies ist eine Lektion für zukünftige Sessions, und ich werde sicherstellen, mindestens 4 GB RAM statt der standardmäßigen 1 GB für diesen Zweck zuzuweisen.

 

Insgesamt war trotz einiger verlorener Frames die endgültige Videoqualität nicht beeinträchtigt. Als grobe Vorstellung: Jedes 5000-Frame-Video mit den genannten Spezifikationen beträgt ungefähr 60 GB.

Nach der Aufnahme stapelte ich die besten 20 %, 10 % und 5 % der 10.000 Bilder in AutoStakkert! und verarbeitete das Ergebnis anschließend in PixInsight unter Verwendung von BXT, NXT und Farbkalibrierung. Mit diesem relativ geringen Verarbeitungsaufwand war ich mit dem Endergebnis sehr zufrieden. Ich muss ehrlich sein, ich fand keine Unterschiede zwischen den 3 Optionen, also behielt ich die besten 20 %.

Für dieses Experiment habe ich keine Filter verwendet und der Kamera stattdessen erlaubt, ihr volles Spektrum zu erfassen. Infolgedessen, kombiniert mit der geringen Höhe des Mondes während der Aufnahme, hatte das endgültige Bild einen deutlichen Gelbstich. Die Verwendung eines UV/IR-Sperrfilters und die Aufnahme des Mondes in größerer Höhe würden die Farbe verbessern, obwohl dies auch während der Nachbearbeitung leicht zu korrigieren ist.

Die ToupTek AE676C wurde für die Planetenfotografie entwickelt, und das merkt man. Der 512 MB Onboard-Puffer ist ein echter Vorteil, aber es lohnt sich sicherzustellen, dass Ihr PC mit dem Datendurchsatz mithalten kann, um die beste Leistung zu erzielen.

Linkes Rohbild Stapel, rechtes verarbeitetes Bild.

 

Abschließende Erklärung

Nachdem ich die Kamera in den drei wichtigsten Szenarien getestet habe, für die sie beworben wird, nämlich als All-Sky-Kamera, Deep-Sky-Objekt (DSO)-Kamera und Planetenkamera, kann ich mit Zuversicht sagen, dass sie ein unglaubliches Produkt für den Preis und ein wahres Schweizer Taschenmesser unter den Kameras ist. Meiner Meinung nach glänzt sie wirklich als Planetenkamera und als All-Sky-Kamera, während sie auch eine respektable Leistung für die DSO-Bildgebung liefert.

 

In der praktischen Anwendung zeigte die ToupTek Astro AE676C ihre Vielseitigkeit bei verschiedenen Astrofotografie-Anwendungen, von Deep-Sky-Aufnahmen unter schwierigen, lichtverschmutzten Himmelsbedingungen bis hin zu hochauflösenden Mondaufnahmen.

Mit ihrem Sony IMX676 Sensor, hoher Empfindlichkeit, schnellen Bildraten und kompaktem Design bietet die AE676C Astrofotografen eine flexible Bildgebungslösung zur Erkundung einer breiten Palette von Himmelsobjekten.

Wie Alins Erfahrung zeigt, ist das Testen in der Praxis eine der besten Möglichkeiten, um zu verstehen, wie eine Astronomiekamera über die Spezifikationen hinaus funktioniert. Ob beim Erfassen schwacher Nebel oder feiner Monddetails, die AE676C bietet Astrofotografen, die ihre Bildgebungsreise erweitern möchten, weiterhin neue Möglichkeiten.