Abstract
--------
Abstract
--------
This thesis deals with prototype development of a digital sun sensor
for use in sounding rockets. Different possible principles of
operation is reviewed, and also how this particular instrument
operates. The design is thoroughly explained, including the on board
digital logic.
Basically, this instrument operate by letting light pass through a
filter and then a pin-hole. On the image plane behind the pin-hole the
location of the light beam is detected with a CMOS line camera. The sun
angle can then be determined from the location of the light beam using
trigonometry. Some processing is done on board the sounding rocket.
To completely reconstruct the rocket's orientation the data has to be
post-processed together with data from other orientation
instruments. From the sun sensor alone only information about the sun
angle, spin frequency, coning frequency and coning angle can be
acquired.
The goal of this thesis was to make a sun sensor (reference sensor) as
a part of a complete orientation system for use in sounding rockets.
The result is a sun sensor with a 120\grad field of view with a
resolution of 0.06\grad. The readout speed is 6510 Hz. The cost of
making one copy of this instrument is approximately 4500 NOK, excluding work hours.
----------
Sammendrag
----------
Denne oppgaven omhandler prototypeutvikling av en digital
solsensor for sonderaketter. Det gåes igjennom noen mulige
måleprinsipper og hvordan dette instrumentet opererer. Konstruksjonen
av instrumentet blir grundig gjennomgått, inklusive den digitale
logikken.
Instrumentet virker ved at lyset passerer gjennom et filter og et
pin-hole (knappenålshull). På baksiden registreres det, på et
CMOS-linjekamera, hvor lyset
treffer. Ut i fra hvor lyset treffer kan man, ved hjelp av
trigonometri regne ut hvilken vinkel lyset treffer sensoren. Noe
databehandling gjøres i instrumentet. For å rekonstruere rakettens
orientering må dataene postprosesseres
sammen med data fra andre orienteringsinstrumenter. Fra solsensoren
alene kan man kun få informasjon om solvinklene, spinnfrekvensen,
koningsfrekvens og koningsvinkel.
Målet med denne oppgaven var å lage en solsensor (referansesensor) som
en del av et komplett orienteringssystem for bruk i sonderaketter.
Resultatet er en solsensor med ca 120\grad synsfelt med en oppløsning
på ca 0.06\grad. Utlesningshastigheten er på 6510 Hz. Prisen for å
lage en kopi er på ca 4500 NOK pluss arbeidstimer.