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1. En el caso de la figura 2 la trayectoria completa es nome observa imagenes otro enri y el archivo guardado es som0005 fits display in IRAF Normalmente las im genes se despliegan en una ventana propia como la mostrada en la figura 3 Si esta opci n est activa las im genes se enviar n al IRAF para su despliegue por tanto es importante que antes de activar esta opci n ya est activo el IRAF con el DS9 Los botones Focus y Macros se describen en una secci n posterior 395 743 6009 Figura 3 Ventana de despliegue 13 Ventana de despliegue Si no est activa la opci n display in IRAF las im genes se desplegar n en la ventana mostrada en la figura 3 Es posible cambiar los contrastes del despliegue modificando los valores de los umbrales de referencia usando los botones siguientes U Th Incrementa el valor del umbral superior en 0 2 veces la desviaci n est ndar de los valores de los pixeles de la imagen U Th Disminuye el valor del umbral superior en 0 2 veces la desviaci n est ndar de los valores de los pixeles de la imagen L Th Incrementa el valor del umbral inferior en 0 2 veces la desviaci n est ndar de los valores de los pixeles de la imagen L Th Disminuye el valor del umbral inferior en 0 2 veces la desviaci n est ndar de los valores de los pixeles de la imagen Con el bot n Palette es posible seleccionar ent2. programa pasar a la ventana principal la cual se muestra en la figura 2 y que se describe a continuaci n Ventana principal Esta ventana cuenta con una secci n donde es posible determinar el tama o del arreglo que se desea leer xorg Define la columna inicial del arreglo Para leer el arreglo completo este valor debe ser 0 yorg Define el rengl n inicial del arreglo Para leer el arreglo completo este valor debe ser 0 xsize Define el n mero total de columnas Para leer el arreglo completo este valor debe ser 2154 2048 columnas de imagen 100 11 columnas de overscan y 6 columnas introducidas por el controlador ysize Define el n mero total de renglones Para leer el arreglo completo este valor debe ser 2048 Full frame Este bot n pone los valores adecuados a las variables anteriores para leer el arreglo completo gain Este bot n men permite seleccionar entre los valores 1 y 4 pero por el momento s lo funciona el valor 1 binning Permite seleccionar los valores 1 2 3 y 4 para el binning Se aplica el mismo factor de binning tanto a las columnas como a los renglones T 120 0C xorg ar xsize 2154 yorg 0 ysize 2048 Full frame gain 1 gain 1 binning 1 _ Object orion Exposure time fon Expose Dark Bias Focus Macros E automatic save Filter iY fhalpha display in IRAF Di
3. 4 valores permitidos de binning Estos son 1 2 3 y 4 El factor de binning afecta de igual manera a los renglones y a las columnas Es decir no es posible definir factores independientes de binning Con binning diferente de 1 s lo es posible adquirir im genes completas Si se desea adquirir una regi n deber usarse el factor 1 15 Regiones Al adquirir regiones de la imagen no es posible leer las columnas de overscan por lo que el origen xorg no podr ser menor que 50 y el n mero total de columnas no podr ser mayor que 2054 Focus En la ventana principal existe un bot n identificado como Focus Este bot n permite el despliegue de una subregi n de la imagen desplegada Para esto es necesario marcar un cuadro sobre la imagen oprimiendo el bot n izquierdo del mouse sobre lo que seria la esquina superior izquierda y sin soltar el bot n arrastrar el mouse hasta la esquina inferior derecha El cuadro quedar marcado como se muestra en la figura 5 Una vez marcado el cuadro de inter s podr oprimirse el bot n Focus y se desplegar la regi n en una ventana como la mostrada en la figura 6 Se adquirir n tantas im genes como lo indica el recuadro que se encuentra junto al bot n Expose D mo Close U Th U Th Palette Default L Th L Th 1395 743 6009 Figura 5 Ventana de despliegue con regi n para focus Figura 6
4. CCD OAN E2V Programa para la adquisici n de las im genes de un CCD E Colorado y L Guti rrez Instituto de Astronomia UNAM Ensenada Diciembre de 2004 E ae 7 8 Introdueeion a NEEE 5 Descripci n general del sistema de adquisici n oococccccccncncnnnnnnnns 7 Descripci n de los programas un 8 El m dulo para el kernel siaiiniriiins a aid 8 El PrograMa OLY cial lt li iris 8 La interfaz de USU AIO oi le be Ari 9 Descripci n de las ventanas de la interfaz de Usuario oooooooommmmm 11 Ventana de configuraci n onmoconnccinnnninnnnccnnnccnnccnnn crec 11 Ventana pricipal oa iaa end ree ade ee 11 Ventana de despliegue cecccccceceeecceeeeeeceeeeeeeceeeeeeaaeeeesaeaeeeesaaaeeesneaeeeeneaeeesnseaeeeesneeaeeneees 14 Adquisici n de las im genes coooccnconnccccnnccccnnnnnnnnnnnnnncnnnnnnnnnannnnncnnnnnnnnos 15 Imagenes completas rraren rae aii aa aaa A a 15 BIA ne id OEE E N en EETA AEEA 15 REGIONS ii A A A tin an AR ee 16 FOCUS cecilia ntc EE A E TEE N AFE EE EE E E eas uue cd E T 16 Macros ah a a e e a a e po 17 Instalaci n de los programas sisi ion ees 19 Configuraci n de la computadora de adquisici n ooooncicinnnnnnnnnnnncccnncccnncannnnncccnnrnn narran nana 19 Configuraci n de la computadora de interfaz de usuario ooooccconoccccccononccccononcncnananoncncnnonnnnnns 20 Algundasiprecaueioness in are 21 Diagn stico de fallas Hierin 23 Referencias acca p
5. Ventana para el modo focus 16 Macros La ventana principal cuenta con un boton identificado como Macros Con este bot n es posible ejecutar algunos conjuntos de operaciones scripts guardados en un archivo que pueden haber sido escritos por el usuario para simplificar la operaci n del CCD Estos macros se almacenan en un archivo denominado macros ccd ubicado en el directorio nome observa Al oprimir el bot n se desplegar un listado con los macros instalados Al momento de escribir este reporte la lista contiene los siguientes obj bias 20bj 5obj y 5bias A continuaci n se enlista el contenido del archivo macros ccd correspondiente a estos macros para que sirvan de gu a para los usuarios expertos nombre obj nbase o expon fin nombre bias nbase b expon fin nombre 2obj nbase o loop 2 expon delay 5000 endloop fin nombre 5 obj nbase o loop 2 expon delay 5000 endloop fin nmbre 5bias nbase b loop 5 expon delay 5000 endloop fin Archivo macros ccd Los mandos posibles son los siguientes 17 tint t expon delay n saveima loop n endloop variable nombre valor incr nombre cantidad decr nombre cantidad nbase nombre source nombre type nombre A continuaci n presentamos una descripci n de los mandos tint t Establece el tiempo de integracion tdebe estar en milisegundos expon Solicita una exposici n en el detector El tiempo de inte
6. ara el telescopio de 0 84m se muestra a continuaci n gt 0 84m gt 192 168 0 38 gt 6000 20 7 Algunas precauciones 1 Al encender el controlador es importante asegurarse de que est todo conectado 2 Al llenar el cri stato con nitr geno l quido la primera vez despu s de encender el controlador es importante asegurarse de que el sistema est encendido y que se haya iniciado el control de temperatura del CCD Para esto puede iniciarse la interfaz de usuario hasta que aparezca la ventana principal o teclear directamente en la computadora de adquisici n el mando gt e2v INICIALIZA 21 22 8 Diagn stico de fallas Aunque es prematuro elaborar una gu a completa para el diagn stico de fallas dado que es el uso del programa el que dar la pauta para ello exponemos aqu un par de posibles problemas encontrados durante las pruebas realizadas 1 Se inici la exposici n de una imagen y ha transcurrido el tiempo necesario y la imagen no aparece Es probable que la tarjeta de recepci n de las fibras pticas se haya detenido por haber detectado un problema en la recepci n de los datos Para resolver el problema oprima el bot n que se encuentra en la tarjeta localizable en la parte trasera de la computadora de adquisici n Una vez hecho esto reinicie el programa de la interfaz de usuario 2 Al iniciar el programa despu s de oprimir el bot n Continue en la ventana de configuraci n la ventana p
7. graci n ser el que se haya solicitado en la interfaz de usuario o por el tiempo tdado por tint si este mando se dio antes de expon delay n Genera un retardo de n milisegundos saveima Asegura que las im genes se guardar n autom ticamente aunque se haya des seleccionado el bot n correspondiente en la ventana principal loop n Indica que el bloque de instrucciones contenidas desde all y hasta la instrucci n endloop se repetir n veces variable nombre valor Permite definir una variable num rica con el nombre nombre y un valor iniciar dado por valor El nombre no deber ser ninguna de las palabras asignadas a las instrucciones incr nombre cantidad Incrementa la variable nombre en cantidad decr nombre cantidad Decrementa la variable nombre en cantidad nbase base Asigna el nombre base a las im genes adquiridas despu s de esta instrucci n As por ejemplo la primera imagen adquirida usando el macro 5obj del listado anterior ser 00001 fits la siguiente ser 00002 fits y as sucesivamente source nombre Define la etiqueta que se guardar en el rengl n que corresponde a IMAGETYP en el encabezado del archivo FITS type nombre Nombre s lo puede tomar uno de los siguientes valores bias dark y obj Con esta instrucci n se indica al programa el tipo de integraci n que se pretende hacer Con bias el tiempo de exposici n es 0 y no se abre el obtu
8. hace una prueba interna del sistema enciende los voltajes selecciona el amplificador de salida y pone la temperatura de operaci n del CCD LEE TEMP Lee la temperatura del CCD DEBUG Pone una bandera que permite desplegar mensajes para depurar la operaci n del programa El valor a continuaci n de este argumento puede ser 0 no mensajes o 1 ETIME Determina el tiempo de exposici n en milisegundos XSIZE Determina el n mero de columnas del arreglo a leer YSIZE Determina el n mero de renglones del arreglo a leer CBIN Determina el factor de binning en las columnas del arreglo RBIN Determina el factor de binning en los renglones del arreglo CORG Determina la columna inicial del arreglo RORG Determina el rengl n inicial del arreglo DARK Un valor de 1 en este argumento indica al programa que no debe abrir el obturador Un O har que s lo abra COMPU El valor para este argumento indica el IP de la computadora a la que debe mandar la imagen y las respuestas En este caso debe estar funcionando la interfaz grafica en el sitio correspondiente Ejemplos e2v INICIALIZA Inicializa el sistema de adquisici n e2v ETIME 1000 XSIZE 200 YSIZE 300 DEBUG 1 CBIN 2 RBIN 2 CORG 50 RORG 150 DARK 0 COMPU 192 168 1 1 Adquirir un arreglo de 200 x 300 pixeles de 1 segundo de tiempo de exposici n binning 2 en ambas direcciones empezando con la col
9. hivo del dispositivo realizando los siguientes mandos gt mknod dev astropci0 c 254 0 gt chmod 666 dev astropci0 Instalar el programa e2v Descomprimir el archivo fuente ccd_vO 11 tar gz Compilar el archivo fuente tecleando las siguientes instrucciones gt cd ccd gt configure gt make Copiar el programa ejecutable src ccd al directorio de trabajo usr local ccd y renombrarlo como e2v 19 7 Reinicializar la computadora Configuraci n de la computadora de interfaz de usuario A continuaci n se describen los pasos necesarios para compilar los archivos fuentes e instalar los programas necesarios para la operaci n del sistema 1 Compilar los archivos siguiendo la sintaxis siguiente gt g O o appm appm_ccd cpp gt g O o afits afits cpp gt g O o pixel pixel cpp Copiar los siguientes archivos al directorio ust local instrumentacion etc ccds afits appm pixel despliega_iraf macros ccd rutinas tcl ccds oan e2v Para que el programa despliegue las imagenes usando iraf ds9 hacer un link del archivo login cl en el directorio de trabajo usr local instrumentacion etc ccds gt In s nome observa login cl login cl Generar el archivo home observa ccds cfg el cual debe de tener 3 lineas con la etiqueta de nombre del telescopio IP de la PC de control y el puerto de red utilizado para la comunicaci n entre los programas El archivo de configuraci n p
10. ina a A ota ain ata N Hari 25 1 Introducci n El Instituto de Astronomia ha adquirido recientemente un sistema de adquisici n de im genes basado en un CCD integrado por la empresa norteamericana AstroCam Inc con sede en San Diego CA Este sistema cuenta con un CCD de la marca E2V antes Marconi optimizado para una mejor sensibilidad en el azul Pruebas preliminares han mostrado su alta calidad cosm tica as como su excelente eficiencia cu ntica en el lado azul del espectro 1 El sistema viene acompa ado de un software para adquirir las im genes llamado Voodoo que funciona en Windows 2000 y existe una versi n para Linux En ambas versiones hace uso de funciones de Java Lamentablemente este sistema aunque flexible resulta complicado de operar para los usuarios novatos resultando en errores y dificultades en el proceso de adquirir las im genes Adem s no se adapta adecuadamente al esquema de c mputo del Observatorio Por tal motivo se decidi escribir el programa descrito en el presente manual que permite operar el CCD desde una interfaz de usuario que corre en Linux en la computadora general de los usuarios sonaja en el telescopio de 2m agua en el telescopio de 1 5 m y grulla en el telescopio de 84 cm Esta interfaz de usuario se comunica con un programa que funciona en Linux localmente en la computadora a la que se encuentra asociado el CCD Por otra parte se ha buscado simplificar la operaci n del CCD minimizand
11. mpleto no se adapta a las necesidades particulares del OAN Adem s al tener muchas opciones abiertas complica la operaci n del CCD permitiendo muchos errores en la adquisici n Por otra parte cuenta con un despliegue muy limitado que no permite una buena visualizaci n de las im genes 3 Descripci n de los programas El programa de adquisici n cuenta con varias componentes Una de ellas es un m dulo instalable en el kernel de linux en la computadora de adquisici n Otro es un programa denominado e2v que hace propiamente la adquisici n de las im genes operando como un mando en l nea que acepta diferentes argumentos El tercero es la interfaz de usuario propiamente dicha que puede funcionar localmente en la computadora de adquisici n o en una computadora remota Este programa es totalmente gr fico y hace uso de varios programas como se describe en la siguiente secci n El m dulo para el kernel Este m dulo ha sido tomado directamente del software proporcionado por el fabricante y se llama astropci o Este m dulo interact a directamente con el controlador Al iniciar la computadora este programa se carga autom ticamente de manera que el usuario no tiene que preocuparse de hacer alguna instalaci n El programa e2v Este programa puede llamarse directamente como un mando en l nea tecleando e2v y permite los siguientes argumentos INICIALIZA Inicializa el sistema carga los archivos de operaci n de los DSPs
12. o las opciones posibles sin restarle flexibilidad Existen algunas limitaciones en la electr nica del controlador que no han permitido implementar algunas opciones que pueden parecer obvias pero otras seguramente se podr n implementar en el futuro Requeriremos entonces de la retroalimentaci n que s lo los usuarios del programa podr n proporcionar por lo que agradeceremos sus opiniones y comentarios a fin de generar eventualmente algunas actualizaciones al programa 2 Descripci n general del sistema de adquisici n Como se ha mencionado el programa aqu descrito fue desarrollado para adquirir las im genes de un CCD manejado con un controlador de CCDs SDSU Gen III manufacturado por la empresa AstroCam Inc El CCD con el que se ha probado el programa es un CCD de la marca E2V con 2048 x 2048 pixeles adelgazado e iluminado por atr s con un recubrimiento del tipo Astroband para mejorar su respuesta en el azul Este CCD ha sido instalado en un cri stato de Infrared Labs en el que puede operarse a 120 C con nitr geno l quido con un tiempo entre llenados superior a 24 horas El controlador que consta de una doble etapa de lectura y conversi n anal gico digital se comunica con una computadora externa mediante un enlace con fibra ptica empleando una tarjeta interfaz con ducto PCI Originalmente el sistema viene con un software propietario para la adquisici n de las im genes denominado Voodoo el cual aunque es muy co
13. rador con dark tampoco se abre el obturador pero el tiempo de exposici n esta dado por el valor dado en la ventana correspondiente o por la instrucci n tint 18 6 Instalaci n de los programas A continuaci n se describen los pasos necesarios para configurar la computadora de adquisici n y la computadora de interfaz de usuario Configuraci n de la computadora de adquisici n Para configurar la computadora de adquisici n cuando se instala por vez primera es necesario seguir los siguientes pasos 1 Configurar el sistema para que no utilice la parte alta de la memoria ya que en esta regi n el modulo astropci o almacena la imagen adquirida Para lograr esto es necesario a adir la linea append MEM xxxM al archivo etc lilo conf donde xxx representa el tama o en megabytes del buffer de memoria deseado Por ejemplo si se tiene una PC con 128MB de memoria RAM y se desea utilizar 28 MB como buffer es necesario a adir la instrucci n append MEM 100M en el archivo mencionado Como s per usuario debe ejecutar luego el mando ilo v Copiar el m dulo astropci o al directorio lib modules x x x misc donde x X x representa la versi n del kernel del sistema operativo Teclear el mando gt depmod Al archivo etc rc d rc local se le anexar n las siguientes instrucciones gt PATH usr local bin PATH gt insmod astropci gt faucet 6000 in cat sh Generar el arc
14. re varias paletas de pseudocolor para visualizar la imagen Colocando el mouse sobre la imagen y oprimiendo el bot n izquierdo del mismo es posible leer el valor del pixel correspondiente Las coordenadas del pixel y su valor se despliegan en la parte inferior de la imagen Es importante no mover los umbrales ni leer el valor del pixel ni cambiar la paleta durante la lectura de una imagen para evitar conflictos 14 5 Adquisici n de las imagenes Cuando se inicia una exposici n todos los botones quedaran inhibidos como se muestra en la figura 4 Object orion W automatic save Filter halpha _ display in IRAF Directory home observa imagenes otro enri Base name spm Taking exposure of 0 1 seconds Last image spmO005 fits Figura 4 Ventana principal despu s de iniciar una exposici n Im genes completas Una imagen completa en este CCD estar formada por 2048 columnas x 2048 renglones de imagen Adem s a las columnas se le agregan 100 columnas de overscan para tener una referencia del bias Adicionalmente la electronica de lectura introduce 6 columnas adicionales sin informacion valida De esta manera la imagen resultante sera de 2154 x 2048 pixeles de 16 bits cada uno Para leer la imagen completa basta con oprimir el bot n Full image con lo cual se pondran los valores adecuados tanto de origen como de tama o del arreglo Binning Existen
15. rectory home observa limagenesf otro enri Base name spm Acquisition complete Last image spm0005 fits Figura 2 Ventana principal Adicionalmente en esta secci n se despliega la temperatura a la que est operando el CCD En otra secci n es posible introducir tanto el nombre del objeto observado como el filtro empleado si se es el caso Estos par metros tambi n se guardan en el encabezado del archivo FITS Una tercera secci n permite determinar el tiempo de exposici n y adquirir la imagen que corresponde Expose Adquiere tantas im genes como lo indica el recuadro que acompa a a este bot n integrando cada vez el tiempo definido en Exposure time 12 Dark Realiza la misma funci n que Expose sin abrir el obturador Bias Adquiere tantas im genes como lo indica el recuadro que acompa a a este bot n con un tiempo de exposici n igual a cero y con el obturador cerrado automatic save Activando esta opci n las im genes se guardar n autom ticamente al ser adquiridas de lo contrario s lo se podr n desplegar El nombre con el que se guardar n las im genes tendr el prefijo dado por Base name al cual se le agregar un n mero secuencial de cuatro cifras determinado autom ticamente La imagen quedar almacenada en el directorio determinado por la trayectoria definida por Directory Esta trayectoria podr modificarse editando el campo correspondiente
16. rincipal no aparece sino hasta despu s de transcurrido un tiempo cerca de 3 minutos En este caso se trata de un problema de comunicaci n a trav s de la red Revise que tanto la computadora de interfaz de usuario como la de adquisici n de im genes est n conectadas a la red 23 24 o 0 9 Referencias El CCD Marconi M Richer 2004 En http naro astrossp unam mx Instruments ccds intro_marconi htm Annual Report on CCD Imaging at the OAN A Watson M Richer A Godinez and T Garcia 2004 En http haro astrossp unam mx Instruments ccds ccocal aug2004 report paf Manual de instalaci n de la c mara cient fica basada en el CCD marconi E Colorado E Lopez 2005 Publicaciones OAN UNAM Beginning Linux Programming Richard Stones y Neil Matthew Wrox Press Noviembre 1999 Effective Tcl Tk Programming Mark Harrison y Michael McLennan Addison Wesley 1998 Linux device drivers Alessandro Rubini O Reilly 1998 Practical programming in Tcl amp Tk Brent y B Welch Prentice Hall 1997 Image Processing in C D Phillips R amp D Publications USA 1994 25
17. umna 50 y el rengl n 150 En este caso abrir el obturador para adquirir una imagen y la enviar a la computadora con un IP 192 168 1 1 La interfaz de usuario La interfaz de usuario llamada ccds oan e2v consta b sicamente de un programa gr fico escrito en Tcl Tk Este programa funciona a base de ventanas las cuales se describen en un capitulo posterior y hace uso de tres programas escritos en C appm convierte las im genes adquiridas al formato ppm para poder desplegarlas en una ventana propia afits convierte las im genes adquiridas al formato FITS para ser almacenadas o desplegadas usando otra utiler a como IRAF con DS9 pixel Permite calcular el valor de un pixel determinado indicado por el cursor del mouse sobre la ventana de despliegue 10 4 Descripci n de las ventanas de la interfaz de usuario Ventana de configuraci n Para iniciar el programa s lo hay que teclear ccds oan e2v en una ventana de mandos Al iniciar este programa mostrar la ventana de configuraci n de la figura 1 Telescope 84cm Observer UNKNOWN Figura 1 Ventana de configuraci n En esta ventana es posible introducir manualmente el instrumento y el nombre del observador A trav s del men Telescope es posible seleccionar uno de los tres telescopios del OAN Esta informaci n se registrar en el encabezado del archivo FITS de cada imagen almacenada Al oprimir el bot n Continue el
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