Sviluppo, implementazione e verifica sperimentale di un sensore di sole basato sulla piattaforma Raspberry

Tra i possibili riferimenti per la determinazione d’assetto, nei satelliti viene spesso sfruttata la linea di direzione del sole, rilevata e stimata attraverso un apposito dispositivo. Nel presente lavoro di tesi viene descritto lo sviluppo e la validazione di un sensore di sole digitale a basso costo, basato su un microcontrollore ed una fotocamera CMOS, entrambi di Raspberry Pi. Il prototipo, progettato durante il tirocinio curriculare, è stato ottimizzato con scopo finale l’integrazione nel banco prova Alma-Test Bed, sviluppato all’interno dell’Università di Bologna per la validazione di sistemi di controllo d’assetto per nanosatelliti. Nella prima parte del documento, partendo dai cenni teorici che stanno alla base del funzionamento di un sensore di sole digitale, vengono descritte le strutture hardware e software di un sensore di sole basato su una camera e un microcontrollore Raspberry Pi e sono, inoltre, descritti il montaggio e il primo tuning del prototipo. La seconda parte è, invece, incentrata sulla validazione sperimentale del sensore attraverso test di ripetibilità iterativi. Attraverso la selezione di un’opportuna distanza focale, viene garantito un FOV di 88° gradi sull’asse di imbardata e di 71° sull’asse di beccheggio. Attraverso i test su un banco prova basato su una fonte di luce collimata, è stato verificato che gli errori nella determinazione delle rotazioni sul piano perpendicolari alla fonte di luce sono inferiori a 0.32°.