##  [Sonnensensor](/de/node/47241) 

 Definition

Ein Sensor, der die Richtung (Sonnenvektor) oder das Vorhandensein der Sonne relativ zu einem Fahrzeug misst, üblicherweise durch Erfassung einfallenden Sonnenlichts mittels Photodioden, Photodiodenarrays, CMOS/CCD-Detektoren oder durch Abschattungsmethoden; verwendet vor allem zur Raumfahrzeuglagebestimmung und Solar-Ausrichtung.

 

 

 

 

 

 





## Prinzip

Prinzip

Ermittlung der Sonnenrichtung durch Messung der relativen Bestrahlungsstärke oder des Einfallswinkels über mehrere Detektorelemente oder Blenden; Umwandlung von Photostrom oder Bildschwerpunkt in einen Einheitsvektor im Fahrzeugkoordinatensystem, ggf. mit Schwellwerten für Sonnen-/Nicht-Sonnen-Erkennung.

 

 

 

 

 





## Demonstration

Demonstration

Ein 3U-CubeSat montiert sechs grobe Photodioden-Sonnensensoren an orthogonalen Flächen und einen feinen zweiachsigen CCD-Sonnensensor auf der Oberseite. Während des Entwirbelns liefern die groben Sensoren eine anfängliche Sonnenvektorschätzung; nach Stabilisierung verfeinert der Feinsensor den Sonnenwinkel für präzisen Solarpanel-Pointing.

 

 

 

 

## Fehlanwendung

Fehlanwendung

Das verlässliche Nutzen eines Sonnensensors zur genauen Lagebestimmung bei Sonnenverdeckung, im Erdschatten, bei spiegelnden Reflexionen von benachbarten Oberflächen oder bei Sättigung durch direkte Sonneneinstrahlung führt zu fehlerhaften Vektoren.

 

 

 

 

 





## Konsequenz

Konsequenz

Richtig eingesetzt bieten Sonnensensoren eine kostengünstige, energiearme absolute Referenz für Sonnenrichtung, ermöglichen autonomes Solarpanel-Pointing, grobe Lagebestimmung, sichere Sonnenakquisition im Safe-Mode und Redundanz zu Trägheits- oder Sternsensoren.

 

 

 

 

## Umkehrung

Umkehrung

Das Konzept kann durch einen Sternen-Tracker oder Horizont-Sensor ersetzt werden, der die Lage relativ zu Sternen oder Planetenrand statt relativ zur Sonne bestimmt; diese Umkehr tauscht die Abhängigkeit vom Sonnenlicht gegen höhere Präzision bei Dunkelheit.

 

 

 

 

 





## Abgrenzung

Abgrenzung

Gilt nur für Geräte, die Sonnenrichtung oder -präsenz optisch/photometrisch an Bord ableiten; schließt nur flussorientierte Pyranometer, thermische Sensoren ohne Richtungsauflösung und bodengebundene Photometer aus. Funktioniert nicht im Erdschatten, in tiefen Schattenzonen oder wenn die Einstrahlung außerhalb des Sichtfeldes oder Dynamikbereichs liegt.

 

 

 

 

 





## Semantische Spannung

Semantische Spannung

Spannung besteht zwischen 'Sonnensensor' als richtungsgebender Lagereferenz und 'Solar-Irradianz-Sensor' als Leistungsüberwachungsgerät: Beide messen Sonnenlicht, unterscheiden sich jedoch durch Zweck (Richtung vs. Fluss) und Messgeometrie.

 

 

 

 

 





## Synthese

Synthese

Ein Sonnensensor ist ein an Bord montiertes optisches Instrument, das durch Vergleich von Einstrahlungswerten zwischen Detektorelementen einen Sonnenrichtungsvektor oder einen Sonnen-/Nicht-Sonnen-Zustand liefert; er ist eine einfache, energieeffiziente absolute Referenz, die mit anderen Lagessensoren zu verwenden ist, um Einschränkungen durch Verdunkelung, Sättigung und Reflexionen zu überwinden.