CARACTERÍSTIQUES DEL SENSOR PELTIER

Aquesta mena de sensors estan basats en el que per aquests rodals en diem una cèl·lula Peltier, i que en el món anglosaxó en diuen una "thermocouple junction", és a dir, una unió termopar. El seu funcionament es basa en el que es coneix com efecte Peltier-Seebeck, però que en definitiva són tres efectes: l'efecte Seebeck (relació entre temperatura i diferència de potencial o voltatge), l'efecte Peltier (el procés físic a partir del qual observem que la tensió que es produeix a cada banda de la unió termopar és funció de la temperatura) i l'efecte Thomson, en honor de l'inefable i genial Lord Kelvin (relació entre el gradient de temperatura i el corrent). De fet, l'efecte Peltier i l'efecte Thomson venen a ser al mateix; Lord Kelvin el va descriure primer, però fou Peltier qui va aconseguir explicar aquest fenomen a nivell físic. Aquí presentem el sandvitx que hem fet amb el sensor en qüestió, juntament amb els dis circuits que fem servir, primer per amplificar el senyal i segon, per enregistrar-lo:

TODOs - Properes Correccions dels Sensors

Les dades enregistrades durant els darrers dies (registre del 5-9 d'Agost de 2008; vegeu plot més avall) són força heterogènies i ens presenten diversos trets característics que serviran per orientar les properes recalibracions del sensor. (to be continued...)

DETECCIÓ DE NÚVOLS AMB PELTIER

OBJECTIUS

Donat que existeix una certa relació entre la llum d'origen urbà reflectida pels núvols (circumstància que ens permet 'veure'ls' de nit) i la lectura del sensor Peltier (que els detecta en la banda de l'infraroig), definim doncs els següents objectius:

1. Determinar el millor protocol de tractament de les imatges que ens permeti obtenir el senyal més representatiu possible de la nuvolositat, i que nosaltres estimem a partirdel del nivell mig de fons de cel.
2. Determinar la relació entre la sèrie de valors de fons de cel i la sèrie de valors del sensor Peltier.

RESULTATS PRELIMINARS

Observacions

1. En primer lloc resulta evident que cal contrastar les imatges dels núvols captades per la càmera. Aquest procediment és el que ens permetrà intensificar la informació detectada per la càmera, i per tant, obtenir el màxim d'informació de cada imatge pel que fa la llum reflectida pels núvols. El que no ens permetrà d'entrada, és quantificar la nuvolositat, ja que de moment no fem servir un protocol fix sinó un mètode adaptatiu que ens re-escala el rang de sortida de cada píxel de la imatge. Observem tanmateix que la sèrie de valors de fons del cel resultant (mitja aritmètica, de moment) obtinguda amb un mètode de contrast d'imatge ens aporta igualment la informació més representativa i significativa.
2. Una característica desitjable del l'algorisme o protocol de contrast és que no introdueixi cap biaix en la sèrie. Ans al contrari, que la sèrie resultant sigui neutra pel que fa el valor mig dels valors. Per exemple, que en nits clares la sèrie presenti una tendència pràcticament horitzontal.
3. Sembla existir un cert desfasament entre el pas dels núvols i la lectura del sensor (més lenta). Aquest desfasament el podem estimar en uns 2-4 minuts.
4. Val a dir que, malgrat que els resultats són francament molt prometedors, ens cal disposar encara d'algunes bones sèries de referència (imatges ben exposades de nits amb núvols) per tal de poder correlacionar adequadament les dues sèries.

Tendència del sensor Peltier en nits clares

En nits clares com les del 23-24/Juliol/2008 (ftp://www.dsyst.net/home/jesus/fits_aao/20080724), en les que no s'observen patrons de nuvolositat evidents, la sèrie de valors del sensor Peltier, però, presenta una tendència ascendent força habitual al llarg de cada nit. Confio en que puguem corregir aquesta tendència a partir de la sèrie de temperatura. D'altra banda, la sèrie de valors mitjos del cel manifesta una perfecta estabilitat al llarg de tota la nit:

I la mateixa seqüència lleugerament suavitzada per mitjà d'una mitja mòbil de 15 imatges (la qual cosa ens dóna un promitjat d'aproximadament uns 5 minuts):

Ja em disculpareu el meu escepticisme (corregeix-me Joan si m'equivoco) però em fa l'efecte que a partir d'una sèrie de valors de fons de cel tan sorollosa com poc indicativa de res, poc o res podem deduir d'aquesta mena de patrons que apareixen en aquest gràfic. Més significativa és, però, la sèrie de valors del sensor Peltier. Un cop més cal reconèixer que definitivament ens cal poder "disfrutar" d'algunes nits ben nuvoloses per a poder determinar res amb un mínim de fiabilitat.

Algorismes i protocols de contrast de les imatges

En la darrera nit enregistrada (ftp://www.dsyst.net/home/jesus/fits_aao/20080725b), la primera de les quals en disposem imatges i registre Peltier, hem provat d'aplicar diferents algorismes. D'entre el munt de proves que hem dut a terme en podem destacar el següents resultats.

En aquest primer cas hem aplicat una equalització per histograma. El pas de núvols correspon als diferents senyals invertits. La signatura dels núvols no hauria de ser pas negativa (substractiva) sinó a l'inrevés. Aquest resultat, però, és degut al fet que gran part del senyal de la imatge ha estat eliminat perquè estava cremada. Malgrat la correcta identificació dels núvols, caldrà comprovar-ne el resultat amb imatges exposades correctament. El en següent cas, obtingut amb un promitjat local previ amb el codi següent: strel('disk',2); imtophat(im2_0,se); El resultat és anàleg a l'anterior però amb un major detall de la variació de petita escala:

Finalment, a títol d'exemple del que podem considerar com un algorisme poc interessant per a les nostres necessitats, podem presentar el següent gràfic, obtingut amb una seqüència d'equalització per histograma, seguit d'una normalització imadjust

El resultat és que la signatura dels núvols és difícilment reconeixible en la sèrie.

Exemple: Afegeixo aquí sota una seqüència de tres imatges d'una mateixa foto (25/07/2008: image_0251.fits) amb una certa nuvolositat, i amb un Peltier = 199. La primera de les imatges correspon a la foto en B/N sense tractar, la segona imatge és la seva representació en fals color, i la tercera correspon a la imatge contrastada per mitjà d'una equalització per histograma: