Um sensor solar ou sensor solar (do inglês sun sensor ) é um instrumento de navegação que equipa as plataformas de veículos espaciais , como satélites artificiais e sondas espaciais . Permite, de acordo com os modelos, detectar a presença ou posição do sol .
Os sensores solares são usados pelo sistema de controle de atitude da espaçonave para apontar seus painéis solares em direção ao Sol ou para manter sua orientação em uma determinada posição, a fim de apontar instrumentos científicos e antenas de telecomunicações. Mais simples em design do que um localizador de estrelas , é, no entanto, menos preciso.
Na sua forma mais simples, o coletor solar é uma célula fotovoltaica simples que detecta a presença ou ausência de luz (com um limiar de detecção alto o suficiente para que a única luz detectada seja a luz solar) como os dispositivos. Permitindo a ativação automática da iluminação (terrestre) quando a luz está muito baixa. No entanto, esta forma de sensor fornece apenas uma indicação muito imprecisa da posição do sol e está sujeita a vários vieses (em particular por causa de fontes secundárias de luz, como a Terra).
Os sensores mais complexos são compostos por uma ou mais células fotossensíveis colocadas na frente de uma abertura que permite a passagem da luz solar de tal forma que, dependendo da inclinação do sensor em relação ao Sol, a área iluminada da célula difere (em área e / ou posição).
O ângulo em relação ao sol, quando este é visível, é medido pela comparação das intensidades das correntes geradas por duas células fotovoltaicas posicionadas lado a lado, voltadas para uma abertura, dentro de um compartimento fechado. Se as duas células recebem a mesma quantidade de luz, o sol está voltado para o sensor. Caso contrário, a célula mais brilhante é a "mais distante" do sol.
No diagrama acima, com a corrente medida nos terminais da célula 1 e a corrente medida nos terminais da célula 2, a função f tal que é uma função quase linear do ângulo , desde que permaneça no intervalo . Esta amplitude de medição é considerada uma medição precisa . Nesse ínterim , uma das duas correntes é zero. A medição do ângulo ainda é possível, mas é menos precisa, falamos de medição grosseira .
Utilizando dois pares de células perpendiculares entre si, é possível obter a posição do sol em relação ao plano dos sensores.
O princípio geral dos coletores solares não lineares é o mesmo dos coletores lineares, exceto que as células fotossensíveis não estão mais no mesmo plano. Por exemplo, eles podem estar nas faces opostas de uma pirâmide ou de um cubo , com uma proporção maior do que no caso de sensores lineares. Este tipo de montagem torna possível ter uma amplitude de medição grosseira maior (apenas uma face iluminada) (até 180 °) em detrimento de uma amplitude de medição fina bastante baixa (dependendo da inclinação da pirâmide no caso de uma pirâmide sensor).
Também permite obter a direção do sol em dois eixos no mesmo ponto (o ápice da pirâmide), posicionando dois pares de células fotovoltaicas (uma célula por face) na pirâmide.
Para maximizar o campo de detecção, o compartimento (e, portanto, a abertura) pode ser eliminado, possivelmente retendo bordas para filtrar a luz refletida pelo veículo espacial que suporta o sensor. O sensor torna-se assim capaz de detecção hemisférica do sol, ao custo de menos precisão e maior sensibilidade às interferências (reflexos, fontes de luz secundárias).
Os coletores solares digitais não utilizam mais o princípio da diferença de corrente entre duas células fotovoltaicas, mas sim a iluminação pelo Sol de alguns pixels de um sensor digital ( CCD ou CMOS ). A abertura é uma fenda estreita, e possivelmente a luz do sol previamente filtrada para não danificar os sensores muito sensíveis. A posição do (s) pixel (es) iluminado (s) permite determinar o ângulo de incidência do raio de sol. O princípio pode ser generalizado para 2 eixos.