PIC 2024/2025
A determinação da atitude (orientação espacial do satélite) é fundamental para o funcionamento correto de qualquer missão espacial. É ela que permite manter os painéis solares alinhados com a fonte de energia, as antenas viradas para a Terra, e os sensores e câmaras apontados com precisão. Sem uma referência externa consistente, o satélite pode perder energia, falhar comunicações ou recolher dados inúteis.
Uma solução possível é o uso de sensores solares. No entanto, os sensores comerciais são normalmente caros, complexos e inacessíveis para equipas pequenas ou projetos educacionais. A nossa proposta visa resolver isso com uma solução simples, acessível e eficaz.
Os sensores solares disponíveis no mercado são frequentemente inacessíveis devido ao seu custo elevado ou à baixa precisão. Equipas com orçamentos reduzidos não conseguem integrar este tipo de tecnologia nas suas missões, o que compromete o sucesso e a fiabilidade dos seus sistemas espaciais.
Desenvolvemos uma solução baseada numa matriz de fotodíodos e em ranhuras direcionais. Cada eixo do satélite possui uma ranhura que deixa passar a luz solar de forma controlada, iluminando diferentes fotodíodos consoante o ângulo de incidência.
Os sinais recolhidos são condicionados, convertidos e processados por um microcontrolador ESP32, que calcula o vetor solar e o envia para o computador de bordo para determinação da orientação.
Começámos por desenhar o circuito do sensor e simular o seu funcionamento no LTSpice. Após validação, construímos o protótipo e produzimos várias PCBs personalizadas.
Para testar o sensor, construímos um Simulador de Espaço Profundo: uma caixa com uma fonte de luz que simula o Sol e um sistema mecânico que permite variar a orientação do satélite, recriando várias condições de teste.
Os testes com o simulador validaram o funcionamento da solução e abriram portas a futuras melhorias na precisão e robustez.
Os testes iniciais foram promissores: a solução apresenta um consumo muito eficiente e resultados estáveis, embora ainda com margem para melhoria na precisão angular. Estamos confiantes de que esta é uma excelente base para um sensor solar acessível e fiável.
Visita a nossa mesa no Eletrocap e vê o nosso protótipo em funcionamento — teremos todo o gosto em responder às tuas perguntas!
