ToupTek AE676C, banc d'essai de la caméra : Une caméra astronomique polyvalente

Alin Iacobescu est un astrophotographe roumain avec 4 ans d'expérience dans l'astrophotographie. Il a déjà testé des produits ToupTek Astro, notamment le HOPE D60 et l'AE676C, partageant ses expériences pratiques et ses réflexions sur les performances des équipements astronomiques dans des conditions d'imagerie réelles.

Dans cette revue, Alin continue d'explorer les capacités de la caméra astronomique ToupTek Astro AE676C, testant ses performances dans différentes applications d'astrophotographie, de l'imagerie du ciel profond à la capture lunaire à haute vitesse.

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Pour évaluer les performances de l'AE676C en astrophotographie du ciel profond, j'ai choisi la région centrale de la nébuleuse du Cœur (IC 1805), Melotte 15, comme cible d'imagerie. Les images ont été capturées depuis la Roumanie sous un ciel fortement pollué par la lumière, avec une classification Bortle de 8/9.

Ma configuration

• Lieu / ciel : Roumanie, Bortle 8/9
• Caméra principale : ToupTek AE676C (HCG - Gain 101, offset 23)
• Télescope : Askar 71f
• Longueur focale : 490 mm
• Échelle de pixels : 0,84" par pixel
• Monture : ZWO AM5N
• Filtres utilisés : Askar C1 (15 nm) & Altair (6 nm) - Ha & Oiii
• Logiciels : NINA, PHD2, PixInsight

Acquisition

1. Nuit 1 (sans dithering) :

1. Bias : 100x0.001s
2. Darks : 50x180s @ 10°C
3. Flats : 30x3s
4. Lumières : 70x180s @ 10°C
5. Filtre : Ha 15nm & Oiii 35nm
6. RMS total moyen de guidage : 0,7”
   

2. Nuit 2 (avec dithering) :

• Bias : 100x0.001s
• Darks : 50x180s @ 10°C
• Flats : 30x3s
• Lumières : 70x180s @ 10°C
• Filtre : Ha 6nm & Oiii 6nm
• RMS total moyen de guidage : 0,6”

Pour ce test, j'ai choisi Melotte 15, la région centrale de la nébuleuse du Cœur (IC 1805). Les données ont été capturées sur deux nuits, avec 3,5 heures de temps d'intégration chaque nuit en utilisant différents filtres à bande étroite Ha et Oiii (15nm et 6nm).

Pendant la première nuit, j'ai voulu simuler l'expérience d'une personne débutant en astrophotographie. J'ai utilisé un filtre à double bande étroite de 15 nm que j'avais acheté au début de ce passe-temps (il y a 3 ans), avec la fonction Snapshot de NINA. L'idée était de maintenir la configuration aussi économique que possible et de voir quels résultats pouvaient être obtenus. De nos jours, il existe de meilleurs filtres sur le marché à un prix similaire, mais j'ai utilisé ce que j'avais.

L'image empilée de la première nuit a montré une quantité notable de bruit de marche, qui peut être réduite en utilisant le dithering.

Pour la deuxième nuit, j'ai voulu représenter l'utilisateur débutant++ (mon niveau actuel). Je suis passé à un filtre à double bande étroite de 6 nm et j'ai utilisé la fonction Séquenceur de NINA, qui a permis le dithering. Cela reflète quelqu'un qui passe à sa deuxième caméra d'astrophotographie et qui comprend qu'un bon filtre peut facilement coûter autant que la caméra elle-même dans ce cas (pour un ciel B8, ces filtres sont la clé de l'astrophotographie DSO).

J'ai configuré le dithering pour qu'il se produise toutes les 3 images avec un décalage d'environ 12 pixels de la caméra (AE676C). Cela a réduit le bruit de marche, bien qu'il ne l'ait pas complètement éliminé. Le dithering à chaque image pourrait potentiellement améliorer davantage le résultat, mais finalement la température thermique reste l'un des plus grands facteurs limitants.

Les deux nuits, le capteur a été refroidi d'environ 35°C à 10°C, avec une température ambiante d'environ 26°C, afin de réduire le bruit thermique. Même avec le refroidissement, le bruit thermique restait la source dominante de bruit dans les images finales, ce qui est compréhensible en raison de la plus petite taille des pixels, qui sont intrinsèquement plus bruyants que les plus grands. Le principal enseignement est que cette caméra dépend fortement des images de calibration pour produire des images de bonne qualité, en particulier les images sombres et les images de biais.

Comme prévu, l'utilisation de filtres plus étroits rend le bruit thermique de chaque image individuelle plus perceptible car moins de lumière atteint le capteur. Avec moins de signal disponible, le bruit devient une partie plus importante de l'image. Il est donc encore plus important d'appliquer de bonnes pratiques de réduction du bruit pendant l'acquisition, telles que la capture d'images de calibration, le refroidissement maximal du capteur et l'utilisation du dithering.

Un grand merci à Seti Astro @setiv2 pour le plugin PI Cosmic Clarity qui a aidé à réduire le bruit de marche !!!

Je m'attendrais à ce qu'il soit encore plus performant pendant les saisons plus froides, lorsque le capteur peut être refroidi à 0°C ou moins, ce qui nécessite généralement une température ambiante inférieure à 15°C. Dans ces conditions, le bruit thermique devrait être diminué et plus facile à gérer.

Compte tenu de ces facteurs, j'utiliserais l'AE676C comme caméra DSO dans les cas suivants :

• Configurations de voyage légères alimentées par USB-C
• Saisons plus froides avec un meilleur ciel où je pourrais profiter de la résolution de pixels supplémentaire (mon équipement d'imagerie principal - 1,58" par pixel contre AE676C & Askar 71f - 0,84" par pixel) 

Dans l'ensemble, l'AE676C peut être utilisée avec succès comme caméra de ciel profond compte tenu de son prix, mais elle a ses limites. Comme mentionné précédemment dans ma revue, son objectif principal était une caméra planétaire avec des fonctionnalités supplémentaires. 

Sous-image unique de 180 s - Filtre 15 nm (gauche) vs filtre 6 nm (droite)

Image brute - empilement de 70 sous-images de 180 s chacune - filtre 15 nm (gauche) vs filtre 6 nm (droite)

Arrière-plan supprimé - empilement d'images de 70 sous-images de 180 s chacune - filtre 15 nm (gauche) vs filtre 6 nm (droite)

BXT - CosmicClarity - BXT - empilement de 70 sous-images de 180 s chacune - filtre 15 nm (gauche) vs filtre 6 nm (droite)

Nébuleuse sans étoiles + Courbes - empilement de 70 sous-images de 180 s chacune - filtre 15 nm (gauche) vs filtre 6 nm (droite)

Image traitée finale - empilement de 70 sous-images de 180 s chacune - filtre 15 nm (gauche) vs filtre 6 nm (droite)

Les empilements des 2 nuits ont été édités exactement de la même manière dans PixInsight.

Remarque :

Après la mise à jour de tous les logiciels (NINA, plateforme Ascom et pilotes ToupTek), la caméra a été détectée sans problème. Une petite amélioration que j'aimerais voir est la signalisation des bits de la caméra lors du changement entre les différents modes (LCG, HCG, HDR).

Vous trouverez ci-dessous les graphiques de refroidissement et de réchauffement de NINA pour évaluer le comportement du refroidissement. On peut observer que le refroidisseur s'allume brusquement à 100% ou s'éteint à 0%, ce qui pourrait entraîner des chocs thermiques/condensation dans des environnements plus froids ou plus humides ; il s'agit d'une pure spéculation et cela n'a pas été testé. 

Interface NINA et options de la caméra disponibles

Comportement au refroidissement

Comportement au réchauffement

 

Caméra lunaire - Configuration du test (test final)

Ma configuration

• Lieu / ciel : Roumanie, Bortle 8/9
• Caméra principale : ToupTek AE676C (LCG - Gain 100)
• Télescope : Askar 71f
• Longueur focale : 490 mm
• Échelle de pixels : 0,84" par pixel
• Monture : ZWO AM5N
• Filtres utilisés : Aucun filtre - Spectre complet de la caméra
• Logiciels : SharpCap Pro, AutoStakkert!, PixInsight

Acquisition

• Zone de capture : 3536x3536 (pleine résolution)
• Espace couleur : RAW8
• Mode de lecture : LCG
• Binning : 1x1
• Gain : 100
• Exposition : 7ms (un peu trop, peut-être 6 ou 6,5ms aurait été mieux)
• Vitesse USB : 2
• Température du capteur : 34,1°C
• Format de sortie : fichier SER (*.ser)
• FPS : 28
• Altitude : 25°
• Lune : 90%

Pour le test final de cette revue de caméra, j'ai décidé de l'utiliser pour son objectif principal en tant que caméra planétaire. J'ai choisi la Lune comme cible car c'est un objet facile à capturer et qui plaît à la fois aux débutants et aux astrophotographes expérimentés.

 

En combinaison avec un télescope d'une longueur focale de 500 mm, la ToupTek AE676C permet un cadrage complet du disque lunaire tout en laissant suffisamment de place dans le cadre pour compenser tout dérive ou léger décentrage pendant la capture.

 

La Lune n'a été visible que pendant environ 15 minutes, mais pendant ce temps, j'ai réussi à capturer deux vidéos consécutives, chacune composée de 5 000 expositions. En théorie, le temps de capture total aurait dû être d'environ 6 minutes, mais en pratique, cela a pris près de 9 minutes.

 

La caméra a maintenu un taux de 28 ips constant pour les 3 700 premières expositions environ de chaque vidéo de 5 000 images capturées. Après cela, le taux d'images a chuté à mesure que le tampon se remplissait, avec environ 171 images stockées dans le tampon avec les réglages utilisés. Je pense que cela était probablement dû au SSD de mon PC, un MiniX Z350 0dB équipé d'un SSD FORSEE XP1000F512G.

 

Pour les quelque 1 300 images restantes, le taux de capture s'est établi en moyenne entre 6 et 8 IPS, avec environ 330 images perdues. Cela représente une réduction d'environ 20 % une fois que le tampon est saturé, soit environ 6,5 % de la vidéo totale.

 

Je soupçonne qu'il s'agissait d'une limitation du SSD plutôt que d'un problème de caméra, car la caméra générait des données plus rapidement que le SSD ne pouvait les écrire. Compte tenu du temps de capture limité dont je disposais pour la lune, je n'ai pas pensé à augmenter l'allocation de mémoire dans SharpCap, ce qui aurait permis de stocker plus d'images temporairement dans la RAM avant d'être écrites sur le SSD. C'est une leçon apprise pour les sessions futures, et je veillerai à allouer au moins 4 Go de RAM au lieu des 1 Go par défaut à cette fin.

 

Dans l'ensemble, malgré quelques images perdues, la qualité vidéo finale n'a pas été compromise. Pour vous donner une idée, chaque vidéo de 5000 images aux spécifications mentionnées représente environ 60 Go.

Après l'acquisition, j'ai empilé les 20%, 10% et 5% les meilleures des 10 000 images dans AutoStakkert! puis j'ai traité le résultat dans PixInsight en utilisant BXT, NXT et la calibration des couleurs. Avec cet effort de traitement relativement minime, j'ai été vraiment satisfait du résultat final. Pour être honnête, je n'ai pas trouvé de différences entre les 3 options, j'ai donc conservé les 20% les meilleures.

Pour cette expérience, je n'ai utilisé aucun filtre et j'ai laissé l'appareil photo capturer toute sa gamme spectrale. En conséquence, combiné à la faible altitude de la Lune lors de l'acquisition, l'image finale présentait une teinte jaune notable. L'utilisation d'un filtre UV/IR cut et l'imagerie de la Lune à une altitude plus élevée amélioreraient la couleur, bien que cela soit également facile à corriger lors du post-traitement.

La ToupTek AE676C a été conçue pour l'imagerie planétaire, et cela se voit. Le tampon intégré de 512 Mo est un réel avantage, mais il est important de s'assurer que votre PC peut suivre le débit de données pour obtenir les meilleures performances.

Image brute empilée à gauche, image traitée à droite.

 

Déclaration finale

Après avoir testé la caméra dans les trois principaux scénarios pour lesquels elle est annoncée, à savoir une caméra pour le ciel entier, une caméra pour objets du ciel profond (DSO) et une caméra planétaire, je peux affirmer en toute confiance qu'il s'agit d'un produit incroyable pour son prix et d'un véritable couteau suisse. À mon avis, elle excelle vraiment à la fois comme caméra planétaire et comme caméra pour le ciel entier, tout en offrant des performances respectables pour l'imagerie DSO.

Grâce à cette expérience pratique, la ToupTek Astro AE676C a démontré sa polyvalence dans différentes applications d'astrophotographie, de l'imagerie du ciel profond sous des ciels difficiles et pollués par la lumière à la capture lunaire à haute vitesse.

Avec son capteur Sony IMX676, sa haute sensibilité, ses fréquences d'images rapides et sa conception compacte, l'AE676C offre aux astrophotographes une solution d'imagerie flexible pour explorer un large éventail de cibles célestes.

Comme le montre l'expérience d'Alin, les tests en conditions réelles sont l'un des meilleurs moyens de comprendre les performances d'une caméra astronomique au-delà des spécifications. Qu'il s'agisse de capturer des nébuleuses faibles ou des détails lunaires fins, l' AE676C continue d'offrir de nouvelles possibilités aux astrophotographes désireux d'élargir leur parcours d'imagerie.