Sonnesensor

Sonnesensore gi speziell Liichtsensore genannt, déi d'Richtung vun der Sonn oder d'Stäerkt oder d'Dauer vun der Sonnestralung erfaassen an drop reagéiere kënnen.

E Sonnesensor um däitschen "Technologieerprobungssatellit" TET-1

Haustechnik

A modernen Hae niser kënne jeo Sonnenastralung d'Rolllueden oder déi baussenzeg Jalousien automatesch sou gesteiert ginn, datt keng direkt Sonn an d'Banneraim schéngt. Besonnesch bei Passivhaiser besteet soss am Summer d'Gefor vun enger Iwwerhëtzung.

Photovoltaik

Photovoltaikanlage sollen ëmmer a Richtung Sonn gedréint sinn. Dofir gëtt et zwou Méiglechkeeten: entweeder kann déi optimal Ausriichtung op d'Sonn no der Auerzäit an dem Datum berechent ginn, oder d'Kollektere kënnen iwwer e Sonnesensor an d'Sonn gedréit ginn. Bei dëser zweeter Optioun gëtt et vill einfach analog Differenzreegeler bis hin zu Léisunge mat Schlitz-/Punktmasken an CMOS-Bildsensoren.

Autoen

Sonnesensor vun enger Auto-Klimaanlag

Am heefegste fënnt ee Sonnesensoren an den Autoen. Do kann d'Leeschtung vun der Klimaanlag jee no der Positioun an der Intensitéit vun der Sonn fir d'Passagéier individuell virgesteiert ginn. Normalerweis besteet sou ee Sonnesensor aus op d'mannst zwéi liichtempfindleche Sensoren (LDR, Photodiode), déi an ënnerschiddlech Richtunge ausgeriicht sinn – oder iwwer eng Optik a verschiddene Richtungen empfindlech sinn. D'Differenz vun de béiden Ausgangssignaler ergëtt d'Deviatioun vum Sonnestand aus der Mëttellinn vun de Sensoren, d'Moyenne vun de Signaler ass eng Mooss fir d'Intensitéit vun der Sonn. De Sensor ass meeschtens an der Mëtt vum Armaturebriet agebaut.

Asaz an der Raumfaart

An der Raumfaart gi Sonnesensoren dacks eenzel oder zu méi (z. B. sechs Stéck bei Mariner 1 an 2 a 16 beim Mars Reconnaissance Orbiter) als Lagsensore fir d'Lagreegelung vu Satellitten respektiv hire Solarzellenausleeër gebraucht. Si bestëmmen dobäi d'Lag vun engem Satellit relativ zu der Sonn. Dëst ass grondsätzlech nëmme méiglech, wann d'Sonn am Siichtfeld (oder field of view op Englesch) vum Sensor steet. Hiren Asaz ass also nëmmen ageschränkt, wann d'Satellittebunn ze no un engem Planéit läit. An deem Fall musse Moossname geholl ginn, fir Stéierungen duerch d'Reflexioun vu Sonneliicht duerch de Planéit ze ënnerdrécken.

Et ënnerscheet een tëscht digitalen an analoge Sonnesensoren.

Analog Sonnesensore gi meeschtens fir dat grafft Regléieren (z. B. kuerz nom Start) oder als Backupsystem vum Satellit benotzt. Si hunn eng einfach Struktur, a kënnen Donnéeë séier sammelen. Mat 45 bis 180° hu si och e groussen Erfaassungsberäich. Een Nodeel kann dogéint, jee no Funktiounsprinzip, e Manktem u Genauegkeet sinn. Beim Satellit GOCE sinn dat zum Beispill 10°. Meeschtens ginn als Moosssystem einfach Instrumenter benotzt, déi d'Wäermtofstralung moossen (z. B. op Basis vun temperaturofhängege Widderstänn). Och Fotosensore kënnen dofir benotzt ginn. Si sinn un allen dräi Säiten (Raumrichtungen) vum Satellit ubruecht a bestëmmen nëmme d'Richtung, aus där déi gréisste Liichtastraalung kënnt. Dat geschitt, andeems d'Wäerter vun deene verschiddene Sensore matenee verglach ginn.

Donieft gëtt et awer och nach Sensoren, déi méi komplizéiert sinn. Si schaffe mat jee zwéi Fotoelementer pro Sensor a Moossen d'Differenz tëscht de béide Fotoelementer, fir d'Richtung ze bestëmmen. Déi Richtungsbestëmmung gëtt duerch e mechanesch-opteschen Opbau erméiglecht. Dat kann zum Beispill eng rechtwénkleg Opstellung vun de Fotoelementer sinn. D'Fotoelementer kënnen awer och niewentenee opgestallt ginn, mat enger senkrechter Trennmauer oder engem aneren Element, dat Schiet mécht.

Digital Sonnesensore baséieren am Prinzip op digitalen Optische Positiounssensoren oder Billerkennungssystemer. Déi Billerkennungssystemer erkennen d'Sonn mat Hëllef vun Zeile- oder Matrixsensore (CCD- oder CMOS-Kamera-Sensoren). Dat erlaabt eng wiesentlech méi genee Bestëmmung vun der Positioun. Beim Satellit GOCE sinn dat zum Beispill 0,02° bei engem Erfaassungsberäich vun 128°.

Sensormatrix bei digitale Schlitzsensore

Bei Zeilesensoren a bei ettlechen analoge Sonnesensore ginn dacks och sougenannt Schlitzsensore agesat. Bei hinne fält d'Sonneliicht duerch e schmuele Schlitz op de Sensor, dee senkrecht zum Schlitz ausgeriicht ass. Den Erfaassungsberäich ass hei ofhängeg vun der Längt vum Schlitz. Bei den Zeilesensore kommen dobäi meeschtens méi Zeile zum Asaz, bei deenen d'Opléisung vun de Fotosensore a Richtung vum Schlitz ëmmer méi grouss gëtt (Binär- oder Graycode). Well d'Zeilesensore nëmmen eng Achs bestëmmen, mussen der dovun op d'mannst zwou disponibel sinn, oder et kënnt e V-fërmege Schlitz mat enger spezieller Auswäertsoftware zum Asaz.

De Nodeel vun alle Sonnesensore ass, datt nëmmen eng zweedimensional Bestëmmung vun der Lag vun de Satellitte méiglech ass. Déi drëtt Raumrichtung (Wénkel zu der Äerd) muss duerch zousätzlech Sensore (z. B. Äerdsensoren, Horizontsensore oder Magnéitfeldsensoren) ermëttelt ginn. Hir Virdeeler sinn déi héich Zouverlässegkeet an hiert klengt Gewiicht (<0,5 kg) souwéi hir Dimensiounen.

Weider Asazgebidder

An der Meteorologie gi mat Sonnesensore op der Basis vu Fotoelementer d'Dauer an d'Intensitéit vum Sonneschäin bestëmmt.

Kuckt och

Portal Astronomie

• Stäresensor

Um Spaweck

• NASA: Spacecraft Sun Sensors (PDF; 2,6 MB)
• Free Patents Online: Three-axis-stabilized earth satellite and corresponding sun and earth acquisition manoeuvers