DE102009045031A1 - Radiation sensor for solar panels - Google Patents

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DE102009045031A1
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Michael Killermann
Alexander Kist
Sebastian Schütz
Klaus Prof. Dr. Hofbeck
Harry Schilling
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GEORG-SIMON-OHM HOCHSCHULE fur ANGEWANDTE WISSENSCHAFTEN FACHHOCHSCHULE NUERNBERG
Georg Simon Ohm Hochschule fuer Angewandte Wissenschaften Fachhochschule Nurnberg
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GEORG-SIMON-OHM HOCHSCHULE fur ANGEWANDTE WISSENSCHAFTEN FACHHOCHSCHULE NUERNBERG
Georg Simon Ohm Hochschule fuer Angewandte Wissenschaften Fachhochschule Nurnberg
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Abstract

Ein Strahlungssenor zur Positionserkennung der Sonne umfasst ein Sensorgehäuse mit mehreren unter einem Winkel gegeneinander angeordneten Bohrungen, in denen LEDs fixiert sind. Die LEDs können aufgrund ihrer sehr engen Strahlenbündelung als äußerst präzise Positionssensoren eingesetzt werden. Zudem können Verschmutzungen einer Abdeckung des Sensors einfach erkannt werden. Hierzu wird eine LED als Lichtquelle betrieben, während die anderen LEDs das reflektierte Licht messen. Durch diesen Sensor lassen sich Sonnenkollektoren äußerst präzise ausrichten.A radiation sensor for detecting the position of the sun comprises a sensor housing with several bores arranged at an angle to one another, in which LEDs are fixed. Due to their very narrow beam bundling, the LEDs can be used as extremely precise position sensors. In addition, soiling of a cover of the sensor can be easily recognized. For this purpose, one LED is operated as a light source, while the other LEDs measure the reflected light. With this sensor, solar collectors can be aligned extremely precisely.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft einen Strahlungssensor, insbesondere einen Lichtsensor zur Ermittlung der Position einer Strahlungsquelle. Insbesondere betrifft sie einen Sonnensensor, mit dem die exakte Position der Sonne ermittelt werden kann. Durch einen solchen Sensor können beispielsweise Solaranlagen optimal auf die Sonne ausgerichtet werden.The invention relates to a radiation sensor, in particular a light sensor for determining the position of a radiation source. In particular, it relates to a sun sensor with which the exact position of the sun can be determined. By such a sensor, for example, solar systems can be optimally aligned with the sun.

Stand der TechnikState of the art

In der US 5,117,744 ist ein Sonnensensor offenbart, wie er beispielsweise zur Steuerung der Klimaanlage von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann. Das Sonnenlicht fällt durch eine Blende auf eine in vier Teilflächen unterteilte Fläche von Solarzellen. Entsprechend des Sonnenstandes werden unterschiedliche Solarzellen oder Teile davon beleuchtet. Durch den aus den Solarzellen gewonnen Strom kann auch die Intensität der Sonnenstrahlung ermittelt werden.In the US 5,117,744 a sun sensor is disclosed, as it can be used for example for controlling the air conditioning of motor vehicles. The sunlight falls through an aperture on an area of solar cells divided into four partial areas. Depending on the position of the sun, different solar cells or parts thereof are illuminated. The electricity generated from the solar cells can also be used to determine the intensity of solar radiation.

Die US 4,711,998 offenbart einen weiteren Sensor, mit dem der Sonnenstand mit höherer Genauigkeit ermittelt werden kann. Es werden hier drei Solarzellen, die jeweils durch Spiegelflächen voneinander abgeschattet sind, eingesetzt und deren Signale mathematisch ausgewertet, um die Sonnenposition zu errechnen.The US 4,711,998 discloses another sensor with which the position of the sun can be determined with higher accuracy. Here are three solar cells, which are each shaded by mirror surfaces of each other, used and evaluated their signals mathematically to calculate the sun's position.

Die US 7,378,628 B2 offenbart einen weiteren Solarsensor, bei dem vier optische Sensorelemente durch Abschattungsflächen voneinander getrennt angeordnet sind.The US 7,378,628 B2 discloses another solar sensor in which four optical sensor elements are separated from each other by shading surfaces.

Nachteilig an den zuvor genannten Sensoren ist, dass diese jeweils einen hohen Aufwand bei der Fertigung erfordern. So muss, um eine ausreichende Sensorgenauigkeit zu erhalten, die Positionierung der einzelnen Sensorelemente sowie der Abschattungselemente mit hoher Präzision erfolgen. Um eine hohe Winkelauflösung zu erreichen, sind hohe Abschattungselemente notwendig, so dass sich eine relativ große Bauform des Sensors ergibt. Weiterhin sind diese Sensoren nicht in der Lage, Verschmutzungen auf der Sensoroberfläche zu erkennen.A disadvantage of the aforementioned sensors is that they each require a high outlay on production. Thus, in order to obtain sufficient sensor accuracy, the positioning of the individual sensor elements and the shading elements must be carried out with high precision. In order to achieve a high angular resolution, high shading elements are necessary, resulting in a relatively large design of the sensor. Furthermore, these sensors are not able to detect contamination on the sensor surface.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Strahlungssensor, insbesondere einen Lichtsensor zu schaffen, welcher eine hohe Präzision aufweist und gleichzeitig kostengünstig fertigbar ist. Weiterhin soll der Sensor in der Lage sein, Verschmutzungen auf der Oberfläche einer Sensorabdeckung zu erkennen und gegebenenfalls die Messwerte entsprechend zu korrigieren.The invention has for its object to provide a radiation sensor, in particular a light sensor, which has a high precision and at the same time cost manufacturable. Furthermore, the sensor should be able to detect contamination on the surface of a sensor cover and, if necessary, to correct the measured values accordingly.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a device according to one of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Ein erfindungsgemäßer Strahlungssensor dient zur Erkennung der Position einer Lichtquelle oder Wärmequelle. Insbesondere soll mit einem solchen Sensor die Position der Sonne erkannt werden. Sonnenkollektoren, wahlweise fotoelektrische Kollektoren wie Solarzellen oder auch thermische Kollektoren oder auch optische Kollektoren haben den besten Wirkungsgrad, wenn sie auf die Sonne ausgerichtet sind. Insbesondere bei optischen Kollektoren, bei denen Sonnenlicht durch Linsensysteme in Lichtleiter gebündelt und durch diese zur weiteren Verwendung weitergeleitet wird, sind relativ empfindlich auf Abweichungen von der Richtung der Sonne zur optischen Achse des Systems. Daher sind hier besonders präzise Sensoren zur Erkennung der Sonnenposition notwendig.A radiation sensor according to the invention serves to detect the position of a light source or heat source. In particular, the position of the sun should be detected with such a sensor. Solar collectors, optional photoelectric collectors such as solar cells or thermal collectors or optical collectors have the best efficiency when they are aligned with the sun. In particular, in optical collectors in which sunlight is bundled by lens systems in optical fibers and passed through them for further use, are relatively sensitive to deviations from the direction of the sun to the optical axis of the system. Therefore, particularly precise sensors for detecting the position of the sun are necessary here.

Ein erfindungsgemäßer Strahlungssensor hat ein Sensorgehäuse 10 mit Bohrungen 11a, 11b, 11c, 11d, 11z zur Aufnahme von LEDs 20a, 20b, 20c, 20d, 20z. Diese Bohrungen sind unter einem Winkel gegeneinander angeordnet und haben einen Durchmesser, so dass LEDs in einem Standardgehäuse, beispielsweise mit 3 mm oder 5 mm Durchmesser in diese eingesetzt werden können. Ein Grundgedanke der Erfindung ist, dass LEDs grundsätzlich auch als Fotosensoren betrieben werden können. Sie können ebenso wie Fotodioden unter Lichteinfall eine geringe Fotospannung abgeben. Alternativ hierzu wird bei Beaufschlagung der LED in Sperrrichtung ein strahlungsabhängiger Fotostrom durch die LED fließen. Beide Effekte lassen sich zur Erzeugung eines Messsignals nutzen. Im Vergleich zu Fotodioden ist der Wirkungsgrad und die Empfindlichkeit von LEDs wesentlich geringer. Dies spielt allerdings keine Rolle, da bei einem Sonnensensor eine Lichtquelle mit relativ hoher Strahlungsintensität erkannt werden muss. Weiterhin sind im Gegensatz zu herkömmlichen Fotodioden, welche üblicherweise auf einen breiten Lichteintrittswinkel ausgelegt sind, LEDs häufig auch für extrem kleine Strahlungswinkel lieferbar. Diese werden dann beispielsweise zu einer punktförmigen Beleuchtung eingesetzt. Durch den Einsatz solcher LEDs mit einem schmalen Lichtaustrittsaustrittswinkel erreicht man im Betrieb als Lichtsensor auch eine sehr schmale Bündelung der Charakteristik. Um nun einen präzisen Sensor zu erhalten, müssen diese stark bündelnden LEDs äußerst präzise in eine Sensoranordnung eingebaut werden. Dies erfolgt durch die Fixierung der LEDs in Bohrungen des Sensorgehäuses. Da diese LEDs kostengünstig in präzisen Standardgehäusen lieferbar sind, wird im Sensorgehäuse nur eine entsprechend angeordnete präzise Bohrung zur Aufnahme einer LED benötigt. Die LED kann nun auf einfache Weise in die Bohrung eingesetzt, beispielsweise eingepresst und/oder auch beispielsweise mit Epoxydharz verklebt Werden. Um eine besonders hohe Präzision zu erreichen, kann man die LED vor dem Einkleben justieren.A radiation sensor according to the invention has a sensor housing 10 with holes 11a . 11b . 11c . 11d . 11z for receiving LEDs 20a . 20b . 20c . 20d . 20z , These holes are arranged at an angle to each other and have a diameter so that LEDs in a standard housing, for example, with 3 mm or 5 mm in diameter can be used in this. A basic idea of the invention is that LEDs can basically also be operated as photosensors. Like photodiodes, they can emit a low photo voltage when exposed to light. Alternatively, upon exposure of the LED in the reverse direction, a radiation-dependent photocurrent will flow through the LED. Both effects can be used to generate a measurement signal. Compared to photodiodes, the efficiency and sensitivity of LEDs is much lower. However, this does not matter because with a sun sensor, a light source with relatively high radiation intensity must be detected. Furthermore, in contrast to conventional photodiodes, which are usually designed for a wide light entrance angle, LEDs are often also available for extremely small radiation angles. These are then used for example to a point-like lighting. By using such LEDs with a narrow light exit exit angle, a very narrow bundling of the characteristic is achieved during operation as a light sensor. In order to obtain a precise sensor, these strongly focusing LEDs have to be installed extremely precisely in a sensor arrangement. This is done by fixing the LEDs in holes of the sensor housing. As these LEDs are available inexpensively in precise standard housings, the sensor housing requires only a correspondingly positioned, precise hole to accept an LED. The LED can now easily in used the hole, for example, pressed and / or also be glued, for example, with epoxy resin. To achieve a very high precision, you can adjust the LED before gluing.

Man erreicht hier mit geringstem Fertigungsaufwand eine äußerst präzise Anordnung der LEDs in Bezug auf das Gehäuse und somit auch eine präzise optische Ausgestaltung des Lichtsensors. Um die Präzision noch weiter zu erhöhen, kann die Empfangscharakteristik einzelner LEDs oder auch des gesamten Sensors vermessen und entsprechende Korrekturwerte zur späteren Korrektur der Sensormesswerte abgespeichert werden. Mit derartigen Sensoren konnten Winkelauflösungen von besser als 0.1 Grad erreicht werden.It achieves a very precise arrangement of the LEDs with respect to the housing and thus also a precise optical design of the light sensor with minimal manufacturing effort. In order to increase the precision even further, the reception characteristic of individual LEDs or the entire sensor can be measured and corresponding correction values can be stored for later correction of the sensor measured values. With such sensors angle resolutions of better than 0.1 degrees could be achieved.

Entsprechend der Erfindung werden nun wenigstens zwei LEDs unter einem Winkel gegeneinander angeordnet, so dass diese niemals gleichzeitig mit ihrer Mittelachse zur Sonne stehen können. Die beiden LEDs dürfen also nicht parallel angeordnet sein. Nun liefert immer diejenige LED, welche näher in Richtung zur Sonne ausgerichtet ist, das größere Signal. Aufgrund dieser Signale ist es nun einfach, einen Stellmotor oder eine andere Stelleinrichtung zur Positionierung des Sonnenkollektors anzusteuern, so dass beide LEDs das gleiche Signal abgeben und somit beide gleich weit von der Sonne entfernt sind, denn dann liegt die Sonne genau in der Mitte zwischen den LEDs.According to the invention, at least two LEDs are now arranged at an angle to each other, so that they can never stand at the same time with their central axis to the sun. The two LEDs must therefore not be arranged in parallel. Now always delivers that LED, which is closer to the sun, the larger signal. Because of these signals, it is now easy to control a servomotor or other positioning device for positioning of the solar collector, so that both LEDs emit the same signal and thus both are equidistant from the sun, because then the sun is exactly in the middle between the LEDs.

Weiterhin ist entsprechend der Erfindung noch eine Steuereinheit vorgesehen, welche die Signale der LEDs auswertet und/oder wahlweise die LEDs ansteuert, so dass diese Licht emittieren. Es ist offensichtlich, dass eine LED, welche gerade zur Emission von Licht angesteuert wird, nicht gleichzeitig zur Detektion von Licht verwendet werden kann. Allerdings ist es möglich, die LEDs in einem getakteten Betrieb zwischen Lichtemission und Lichtdetektion umzuschalten. Alternativ können auch verschiedene LEDs Licht emittieren, während andere LEDs gleichzeitig Licht detektieren.Furthermore, a control unit is provided according to the invention, which evaluates the signals of the LEDs and / or optionally controls the LEDs, so that they emit light. It is obvious that an LED which is being driven to emit light can not be used simultaneously for the detection of light. However, it is possible to switch the LEDs in a clocked operation between light emission and light detection. Alternatively, different LEDs may emit light while other LEDs simultaneously detect light.

Die Hauptaufgabe des erfindungsgemäßen Strahlungssensors ist es, ein Stellsignal für die Nachstellung eines Sonnenkollektors zu erzeugen. Hierbei wird der Strahlungssensor vorzugsweise synchron mit dem Sonnenkollektor verstellt bzw. ausgerichtet, so dass die Einfallsrichtung des Sonnenlichtes auf den Strahlungssensor parallel zur Einfallsrichtung auf den Sonnenkollektor ist. Hierfür hat der erfindungsgemäße Strahlungssensor die maximale Auflösung in einer Mittelachse des Sensors, welche vorzugsweise identisch mit der Gehäusemittelachse 13 ist. Grundsätzlich kann ein solcher Sensor aber auch zur Positionsbestimmung relativ zu seiner Mittelachse verwendet werden.The main task of the radiation sensor according to the invention is to generate a control signal for the adjustment of a solar collector. In this case, the radiation sensor is preferably adjusted or aligned synchronously with the solar collector, so that the direction of incidence of the sunlight on the radiation sensor is parallel to the direction of incidence on the solar collector. For this purpose, the radiation sensor according to the invention has the maximum resolution in a central axis of the sensor, which preferably identical to the housing center axis 13 is. In principle, however, such a sensor can also be used for position determination relative to its central axis.

Erfindungsgemäße Strahlungssensoren haben wahlweise zwei, drei oder auch vier LEDs. Grundsätzlich sind auch mehr LEDs möglich. Ein Sensor mit zwei LEDs erlaubt die Nachführung eines Sonnenkollektors in einer Achse. Mit einem Sensor mit drei oder vier LEDs ist eine Nachführung in zwei Achsen möglich. Bei einem Sensor mit drei LEDs sind diese vorzugsweise um die Gehäusemittelachse, jeweils um 120° gegeneinander versetzt, in einem konstanten Abstand zur Gehäusemittelachse angeordnet. Bei einem Strahlungssensor mit vier LEDs sind diese, wie bei der Anordnung mit drei LEDs, jedoch nur um einen Winkel von 90° gegeneinander versetzt angeordnet.Radiation sensors according to the invention optionally have two, three or even four LEDs. In principle, more LEDs are possible. A sensor with two LEDs allows the tracking of a solar collector in one axis. With a sensor with three or four LEDs, tracking in two axes is possible. In the case of a sensor with three LEDs, these are preferably arranged around the housing center axis, offset by 120 ° relative to each other, at a constant distance from the housing center axis. In the case of a radiation sensor with four LEDs, however, these are arranged offset from each other by only an angle of 90 °, as in the arrangement with three LEDs.

Um eine möglichst hohe Winkelauflösung des Sensors zu erreichen, haben die LEDs einen entsprechend kleinen Abstrahlwinkel. Dieser sollte kleiner als 30°, bevorzugt kleiner als 10° sein. Durch die Auswahl geeigneter LEDs kann der Sensor bei gleichem mechanischem Aufbau einfach an unterschiedliche Auflösungen angepasst werden.In order to achieve the highest possible angular resolution of the sensor, the LEDs have a correspondingly small radiation angle. This should be less than 30 °, preferably less than 10 °. By selecting suitable LEDs, the sensor can be easily adapted to different resolutions with the same mechanical structure.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Mittelachsen der LED gegenüber der Gehäusemittelachse um einen bestimmten Winkel nach außen verkippt. Dieser Winkel entspricht bevorzugt dem halben Abstrahlwinkel der einzelnen LEDs. Denkbar wäre auch eine Verkippung nach innen, so dass die Strahlungskeulen der LEDs sich kreuzen.In a further advantageous embodiment of the invention, the central axes of the LED relative to the housing center axis tilted by a certain angle to the outside. This angle preferably corresponds to half the radiation angle of the individual LEDs. It would also be conceivable to tilt inwards so that the radiation lobes of the LEDs intersect.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Strahlungssensor wenigstens eine abgedunkelte LED auf. Diese LED ist vorzugsweise permanent abgedunkelt, beispielsweise in einen dunkeln Gehäuseinnenraum 12 integriert. Das Ausgangssignal dieser LED wird zur Erhöhung der Messgenauigkeit herangezogen. So kann beispielsweise ein von dieser LED erzeugter Dunkelstrom von den Signalströmen der zur Messung verwendeten LEDs abgezogen werden. Damit lässt sich auf einfache Weise eine Temperaturkompensation der Vorrichtung erreichen. Eine solche Temperaturkompensation ist besonders wichtig, da Sonnenkollektoren und somit auch der Strahlungssensor direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist und sich somit im Betrieb deutlich erwärmen wird. Um die Erwärmung zu reduzieren, ist vorzugsweise der der Sonne zugewandte Teil des Sensorgehäuses reflektierend beschichtet bzw. verspiegelt.In a further advantageous embodiment of the invention, the radiation sensor has at least one darkened LED. This LED is preferably permanently darkened, for example in a dark housing interior 12 integrated. The output signal of this LED is used to increase the measuring accuracy. Thus, for example, a dark current generated by this LED can be subtracted from the signal currents of the LEDs used for the measurement. This makes it easy to achieve a temperature compensation of the device. Such temperature compensation is particularly important because solar panels and thus the radiation sensor is exposed to direct sunlight and thus will heat up significantly during operation. In order to reduce the heating, preferably the part of the sensor housing facing the sun is reflective coated or mirrored.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Feinsensor mit hoher Winkelauflösung zur präzisen Positionierung vorgesehen. Hier werden bevorzugt LEDs mit geringen Abstrahlwinkeln eingesetzt. Weiterhin ist ein Grobsensor zur groben Ausrichtung vorgesehen. Hier werden bevorzugt LEDs mit großen Abstrahlwinkeln eingesetzt. Zuerst wird die grobe Position der Strahlungsquelle mit dem Grobsensor ermittelt, dann wird auf den Feinsensor zu exakten Positionierung umgeschaltet. Anstelle oder auch zusätzlich zum Grobsensor kann auch eine Berechnung des Sonnenstandes aufgrund der Ortskoordinaten und der Zeit erfolgen. Gegebenfalls können diese Informationen über Satellitennavigation, wie GPS (Global Positioning System) ermittelt werden. Durch den Vergleich mit dem Soll-Sonnenstand aus diesen Werten kann auch auf einfache Weise eine Kalibrierung des Sensors durchgeführt werden.In a further embodiment of the invention, a fine sensor with high angular resolution is provided for precise positioning. Here, LEDs are preferably used with low radiation angles. Furthermore, a coarse alignment coarse sensor is provided. Here LEDs are preferably used with large radiation angles. First, the coarse position of the radiation source with the Coarse sensor determined, then switched to the fine sensor to exact positioning. Instead of or in addition to the coarse sensor, a calculation of the position of the sun based on the location coordinates and the time can be done. If necessary, this information can be determined via satellite navigation, such as GPS (Global Positioning System). By comparing with the desired sun position from these values, a calibration of the sensor can also be carried out in a simple manner.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine zusätzliche Fotodiode und/oder LED zur Tag/Nacht-Erkennung vorgesehen. Durch eine Tag/Nacht-Erkennung kann beispielsweise nachts die Steuereinheit 30 deaktiviert werden, um die Stromaufnahme der gesamten Anordnung zu reduzieren. Ebenso kann der Sonnenkollektor in eine geschützte Nachtposition gefahren werden.In a further advantageous embodiment of the invention, an additional photodiode and / or LED for day / night detection is provided. By a day / night detection, for example, at night the control unit 30 be deactivated to reduce the power consumption of the entire arrangement. Likewise, the solar collector can be driven into a sheltered night position.

Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine zusätzliche LED 20z als Wolkensensor vorgesehen. Diese LED 20z ist unmittelbar auf die Sonne ausgerichtet. Entsprechend ist er parallel zur Sensormittelachse angeordnet. Durch Auswertung der Verhältnisse der Strahlungsintensität zwischen der LED 20z als Wolkensensor und den weiteren LEDs (20a, 20b, 20c, 20d) kann ermittelt werden, ob die Strahlung diffus oder stark gerichtet empfangen wird. Bei direkter Sonneneinstrahlung ohne Bewölkung wird die LED 20z als Wolkensensor ein wesentlich höheres Signal als die übrigen LEDs erzeugen. Bei diffuser Strahlung sind die Unterschiede in den Signalen wesentlich geringer.According to a further embodiment of the invention is an additional LED 20z provided as a cloud sensor. This LED 20z is aimed directly at the sun. Accordingly, it is arranged parallel to the sensor central axis. By evaluating the ratios of the radiation intensity between the LED 20z as a cloud sensor and the other LEDs ( 20a . 20b . 20c . 20d ) can be determined whether the radiation is received diffused or strongly directed. In direct sunlight without clouds, the LED 20z As a cloud sensor generate a much higher signal than the other LEDs. With diffuse radiation, the differences in the signals are much lower.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Steuereinheit 30 vorgesehen, welche Messverstärker 34a, 34b und weitere Mittel zu Messung bzw. Auswertung der Signale der LED aufweist. Weiterhin ist optional wenigstens eine Stromquelle 35a, 35b zur Beaufschlagung wenigstens einer LED mit Strom vorgesehen. Dadurch kann wenigstens eine LED zur Lichtemission gezielt angesteuert werden.In a further embodiment of the invention is a control unit 30 provided which measuring amplifier 34a . 34b and further means for measuring or evaluating the signals of the LED has. Furthermore, optionally at least one power source 35a . 35b provided for applying at least one LED with power. As a result, at least one LED for light emission can be specifically controlled.

Durch die Ansteuerung der LEDs zur Lichtemission können auch verschiedene Betriebszustände signalisiert werden. So kann beispielsweise eine LED, welche gerade die maximale Sonnenintensität erhält, im intermittierenden Betrieb (blinkend) dies signalisieren. Alternativ kann auch eine oder mehrere LEDs mit anderen, beispielsweise den niedrigsten Intensitäten, zur Lichtemission angesteuert werden. Dies erlaubt eine einfache Justage der gesamten Einrichtung oder auch eine Fehlersuche.By controlling the LEDs for light emission, various operating states can also be signaled. Thus, for example, an LED, which just receives the maximum sun intensity, in intermittent operation (flashing) signal this. Alternatively, one or more LEDs with others, for example the lowest intensities, can be triggered for emitting light. This allows a simple adjustment of the entire device or a troubleshooting.

Ein erfindungsgemäßer Sensor wird bevorzugt zur Positionserkennung der Sonne, kann aber auch zur Positionserkennung des Mondes und anderer, auch künstlicher, Lichtquellen eingesetzt werden.An inventive sensor is preferred for detecting the position of the sun, but can also be used for position detection of the moon and other, even artificial, light sources.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines Strahlungssensors nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Another aspect of the invention relates to a method for calibrating a radiation sensor according to one of the preceding claims.

In einem ersten Schritt wird in wenigstens eine der LED 20a, 20b, 20c, 20d ein Strom eingespeist, so dass die wenigstens eine LED Licht imitiert. Besonders günstig ist es, wenn hier tatsächlich nur in eine einzige LED Licht eingespeist wird. In einem darauf folgenden Schritt wird das Signal aus wenigstens einer der anderen LEDs gemessen. So wird Licht, welches von einer der LEDs imitiert wird, von Verschmutzungen an der Oberfläche des Sensors oder einer weiter darüber liegenden Abdeckung zumindest teilweise reflektiert und kann dann von den anderen LEDs, welche kein Licht imitieren, erkannt werden. Entsprechend einer Verschmutzung wird mehr oder weniger Licht reflektiert und entsprechend groß ist die Signalamplitude in den anderen LEDs.In a first step, at least one of the LEDs is turned on 20a . 20b . 20c . 20d a current is fed so that the at least one LED imitates light. It is particularly favorable if light is actually only fed into a single LED here. In a subsequent step, the signal from at least one of the other LEDs is measured. Thus, light which is imitated by one of the LEDs is at least partially reflected by contaminants on the surface of the sensor or a further overlying cover and can then be detected by the other LEDs which do not imitate light. According to pollution, more or less light is reflected and correspondingly large is the signal amplitude in the other LEDs.

In einem weiteren Verfahrensschritt, der nach diesem oder vor dem ersten Schritt durchgeführt werden kann, wird der Dunkelstrom, d. h. ohne Lichtemission durch eine LED, gemessen.In a further process step, which can be carried out after this or before the first step, the dark current, i. H. without light emission by an LED, measured.

In einem abschließenden Auswerteschritt wird dann die Differenz zwischen dem gemessenen Signal mit Lichtemission einer LED und dem gemessenen Signal ohne Lichtemission derjenigen LED ausgewertet. Diese Differenz ist ein Maß für die Verschmutzung des Sensors. Zur Durchführung einer solchen Messung wird bevorzugt nur eine LED zur Lichtemission angeregt. Es können in weiteren Messabläufen verschiedene LEDs zur Lichtemission angeregt werden und die entsprechenden Signale der anderen LEDs ausgewertet werden. Somit ist sogar eine Lokalisation der Verschmutzung möglich. Aufgrund dieser Messwerte der Verschmutzung kann nun eine Korrektur der Sensormesswerte erfolgen. Alternativ bzw. zusätzlich kann auch eine Fehlermeldung bei zu stark verschmutztem Sensor abgegeben werden.In a concluding evaluation step, the difference between the measured signal with light emission of an LED and the measured signal without light emission of that LED is then evaluated. This difference is a measure of the contamination of the sensor. To carry out such a measurement, preferably only one LED is excited to emit light. In further measuring sequences, different LEDs for light emission can be excited and the corresponding signals of the other LEDs can be evaluated. Thus, even a localization of pollution is possible. Based on these measured values of the contamination, a correction of the sensor measured values can now take place. Alternatively or additionally, an error message can also be issued if the sensor is heavily contaminated.

Dieses Verfahren wird bevorzugt bei dunkler Umgebung (Nacht) durchgeführt, da sonst die von außen eingestrahlte Grundlichtintensität zu hoch ist.This method is preferably carried out in a dark environment (night), since otherwise the radiated from the outside basic light intensity is too high.

Ein erfindungsgemäßer Sensor kann vorteilhafterweise mit Hilfe eines Kollektorsignals aus dem Sonnenkollektor kalibriert werden. Dieses Kollektorsignal kann beispielsweise durch Messung der von einem Sonnenkollektor abgegebenen Energie, Strom oder Spannung abgeleitet werden. So kann in einem ersten Schritt die grobe Sonnenposition aufgrund des berechneten Sonnenstandes und/oder der unkalibrierten Sensoren angefahren werden. Danach kann der Bereich um die Sonne abgetastet werden, um die Position des maximalen Kollektorsignals und damit des maximalen Wirkungsgrades des Kollektors zu ermitteln. Diese Position wird dann als die neue Mittenposition des Sensors definiert. Die Abtastung der Umgebung der Sonne kann auf einer spiralförmigen Bahn oder auch durch einen Algorithmus gesteuert werden, der ein lokales oder globales Maximum beispielsweise durch Berechnung der ersten bzw. zweiten Ableitung des Kollektorsignals nach dem Ort sucht. Am Punkt des Maximums werden die sensorwerte gemessen und daraus Kalibrierdaten gewonnen. Durch diese Kalibrierung werden auch Toleranzen in der Montage des Sensors in Bezug zum Kollektor und Toleranzen in einem optischen System des Kollektors ausgeglichen. Da die Toleranzen der Kollektornachführung, beispielsweise durch mechanisches Spiel oftmals positionsabhängig sind, erfolgt die Kalibrierung bevorzugt an unterschiedlichen Positionen bei unterschiedlichen Sonnenständen. Nachdem der Sensor kalibriert wurde, kann durch Auswertung der Sensorsignale eine optimale Sonnenposition schnell angesteuert werden. Ein häufiges Verstellen des Sonnenkollektors wie zur Kalibrierung ist dann nicht mehr notwendig.An inventive sensor can advantageously be calibrated with the aid of a collector signal from the solar collector. This collector signal can be derived, for example, by measuring the energy, current or voltage delivered by a solar collector. Thus, in a first step, the rough sun position due to the calculated position of the sun and / or the uncalibrated sensors can be approached. Thereafter, the area around the sun can be scanned to determine the position of the maximum collector signal and thus the maximum efficiency of the collector. This position will then be considered the new one Center position of the sensor defined. The scanning of the Sun's environment can be controlled on a helical path, or also by an algorithm that seeks a local or global maximum, for example, by calculating the first and second derivative of the collector signal by location. At the point of the maximum, the sensor values are measured and calibration data is obtained therefrom. This calibration also compensates for tolerances in the mounting of the sensor with respect to the collector and tolerances in an optical system of the collector. Since the tolerances of the collector tracking, for example by mechanical play are often position-dependent, the calibration is preferably carried out at different positions in different positions of the sun. After the sensor has been calibrated, an optimal sun position can be quickly controlled by evaluating the sensor signals. A frequent adjustment of the solar collector as for calibration is then no longer necessary.

Ein weiteres Einsatzgebiet des Sensors liegt in der Anwendung als Schwingungs- oder Bewegungssensor. Dabei wird der Sensor auf einen beweglichen bzw. stationären Untergrund befestigt. Dies kann zum Beispiel eine Brücke oder Gebäude sein oder der schwingendes Teil eines Motors. Die Lichtquelle befindet sich in einem stationären bzw. beweglichen Teil der Anordnung. Die Lichtquelle sollte dabei vorzugsweise ein Laser oder eine Lichtquelle mit einem geringem Öffnungswinkel sein und den Sensor vollständig beleuchten. In der Ruheposition der Anordnung liefert der Sensor ein Nullsignal. Beginnt die Oberfläche mit dem Sensor zu schwingen oder sich zu Bewegen ist ein Signal am Sensorausgang zu messen. Der Sensor sollte dabei immer ganz im Lichtkegel der Lichtquelle sein, um die Schwingung oder Bewegung gut visualisieren zu können. Dabei kann der Abstand vom Sensor bis zur Lichtquelle beliebig groß sein.Another application of the sensor is in the application as a vibration or motion sensor. The sensor is mounted on a movable or stationary base. This can be, for example, a bridge or building or the vibrating part of an engine. The light source is located in a stationary or movable part of the arrangement. The light source should preferably be a laser or a light source with a small opening angle and fully illuminate the sensor. In the rest position of the arrangement, the sensor provides a zero signal. If the surface begins to oscillate or move with the sensor, a signal is to be measured at the sensor output. The sensor should always be completely in the light cone of the light source in order to visualize the vibration or movement well. The distance from the sensor to the light source can be arbitrarily large.

Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben.The invention will now be described by way of example without limitation of the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawings.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt. 1 shows a device according to the invention in section.

2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit vier LEDs. 2 shows a perspective view of a device according to the invention with four LEDs.

3 zeigt eine Anordnung wie aus 2, jedoch mit einer zusätzlichen LED als Wolkensensor. 3 shows an arrangement like 2 , but with an additional LED as a cloud sensor.

4 zeigt die Strahlungsdiagramme von LEDs des Sensors. 4 shows the radiation patterns of LEDs of the sensor.

5 zeigt eine Sensoranordnung mit tiefer versenkten LEDs. 5 shows a sensor arrangement with lower sunk LEDs.

6 zeigt eine Draufsicht auf einen Sensor mit 2 LEDs. 6 shows a plan view of a sensor with 2 LEDs.

7 zeigt eine Draufsicht auf einen Sensor mit 3 LEDs. 7 shows a plan view of a sensor with 3 LEDs.

8 zeigt eine Draufsicht auf einen Sensor mit 4 LEDs. 8th shows a plan view of a sensor with 4 LEDs.

9 zeigt eine Draufsicht auf einen Sensor mit 4 LEDs und Wolkensensor. 9 shows a plan view of a sensor with 4 LEDs and cloud sensor.

10 zeigt das Blockschaltbild einer kompletten Sensoranordnung mit Steuereinheit. 10 shows the block diagram of a complete sensor assembly with control unit.

In 1 ist ein erfindungsgemäßer Strahlungssensor im Schnitt dargestellt.In 1 a radiation sensor according to the invention is shown in section.

Das Sensorgehäuse 10 umfasst die Bohrungen 11a und 11b zur Aufnahme der LEDs 20a und 20b. Die LEDs sind hier in dem typischen 5 mm LED-Gehäuse ausgeführt. Die Bohrungen haben einen Durchmesser, so dass die LEDs gerade in diese hineingepresst werden können. Die Mittelachsen 21a, 21b der LED 20a, 20b sind unter einem Winkel gegenüber der Gehäusemittelachse 13 angeordnet. Zur Kontaktierung der LED befindet sich in dem Gehäuseinnenraum 12 noch eine Leiterplatte 14. Selbstverständlich können die LEDs auch direkt mit Kabeln oder Drähten angeschlossen werden. Vorteilhafterweise ist auf dieser Leiterplatte 14 auch die Steuereinheit oder zumindest ein Teil davon angeordnet.The sensor housing 10 includes the holes 11a and 11b for receiving the LEDs 20a and 20b , The LEDs are designed here in the typical 5 mm LED housing. The holes have a diameter so that the LEDs can just be pressed into them. The central axes 21a . 21b the LED 20a . 20b are at an angle to the housing center axis 13 arranged. For contacting the LED is located in the housing interior 12 another circuit board 14 , Of course, the LEDs can also be connected directly with cables or wires. Advantageously, on this circuit board 14 also the control unit or at least a part thereof arranged.

In 2 ist eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Strahlungssensors gezeigt. In dem Sensorgehäuse 10 sind vier LED 20a, 20b, 20c, 20d in den Bohrungen 11a, 11b, 11c, 11d angeordnet.In 2 is shown a perspective view of the radiation sensor according to the invention. In the sensor housing 10 are four LEDs 20a . 20b . 20c . 20d in the holes 11a . 11b . 11c . 11d arranged.

In 3 ist ein Strahlungssensor mit einer zusätzlichen LED 20z als Wolkensensor dargestellt. Diese LED 20z ist mit ihrer Mittelachse 21z parallel der Mittelachse 13 des Sensorgehäuses 10 angeordnet.In 3 is a radiation sensor with an additional LED 20z represented as a cloud sensor. This LED 20z is with its central axis 21z parallel to the central axis 13 of the sensor housing 10 arranged.

In 4 sind die Strahlungsdiagramme 22a, 22b der LEDs 20a, 20b dargestellt. Der Abstrahlwinkel ist als derjenige Winkel definiert, bei dem die Strahlungsleistung gegenüber der Strahlungsleistung auf der Mittelachse 21a, 21b auf die Hälfte abgesunken ist. Die Mittelachsen 21a, 21b sind gegenüber der Gehäusemittelachse 13 nach außen verkippt. In diesen Beispielen liegt die Sensormittelachse auf der Gehäusemittelachse. Daher wird hier in der Darstellung zwischen diesen beiden Begriffen oft nicht unterschieden. Wesentlich ist hier aber die Sensormittelachse.In 4 are the radiation patterns 22a . 22b the LEDs 20a . 20b shown. The emission angle is defined as the angle at which the radiation power is compared to the radiation power on the central axis 21a . 21b has dropped to half. The central axes 21a . 21b are opposite the housing center axis 13 tilted outwards. In these examples, the sensor center axis lies on the housing center axis. Therefore, in the presentation between these two terms is often not distinguished. Essential here, however, is the sensor centerline.

In 5 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Strahlungssensors dargestellt. Aufgrund der guten Bündelung durch die LEDs ist eine Abschattung, wie aus dem Stand der Technik bekannt, nicht notwendig. Es können jedoch auf zwei LEDs im Strahlungsdiagramm Nebenkeulen auftreten. Um nun hier einen unerwünschten Strahlungseintritt durch diese Nebenkeulen zu verhindern oder zumindest zu reduzieren, können die LEDs tiefer in die Bohrungen 11a, 11b des Gehäuses 10 versenkt werden. Hiermit ergibt sich auf einfache Art und Weise eine weitere Abschattung. In 5 a further embodiment of a radiation sensor according to the invention is shown. Due to the good bundling by the LEDs shading, as known from the prior art, is not necessary. However, side lobes may appear on two LEDs in the radiation pattern. In order to prevent or at least reduce undesirable radiation entry through these side lobes here, the LEDs can penetrate deeper into the holes 11a . 11b of the housing 10 be sunk. This results in a simple way, a further shading.

In 6 ist noch eine Draufsicht auf den Strahlungssensor, entsprechend der Erfindung in einer Ausführungsform, mit zwei LEDs dargestellt.In 6 is still a plan view of the radiation sensor, according to the invention in one embodiment, shown with two LEDs.

In 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit drei LEDs dargestellt. Diese LEDs 20a, 20b und 20c sind im konstanten Abstand von der Gehäusemittelachse 13, jeweils um einen Winkel von 120° gegeneinander versetzt angeordnet.In 7 another embodiment of the invention is shown with three LEDs. These LEDs 20a . 20b and 20c are at a constant distance from the housing center axis 13 , Each offset by an angle of 120 ° to each other.

In 8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit vier LEDs dargestellt. Diese LEDs 20a, 20b, 20c und 20d sind im konstanten Abstand von der Gehäusemittelachse 13, jeweils um einen Winkel von 90° gegeneinander versetzt angeordnet.In 8th another embodiment of the invention is shown with four LEDs. These LEDs 20a . 20b . 20c and 20d are at a constant distance from the housing center axis 13 , Each offset by an angle of 90 ° to each other.

In 9 ist eine weitere Ausführung mit einem Wolkensensor dargestellt. Die LED 20z als Wolkensensor ist hier in der Mitte der Anordnung angebracht und hat somit bei optimaler Ausrichtung des Sensors ihre Strahlungsmittelachse direkt auf die Sonne ausgerichtet.In 9 another embodiment is shown with a cloud sensor. The LED 20z as a cloud sensor is mounted here in the middle of the arrangement and has thus aligned with optimal orientation of the sensor their beam axis directly to the sun.

In 10 ist noch eine Steuereinheit 30 dargestellt, an welche LEDs 20a, 20b angeschlossen sind. Zur Auswertung der Signale der LEDs 20a und 20b sind Messverstärker 34a, 34b vorgesehen. Diese verstärken die Signale auf ein Niveau, welches von einem Microcontroller bzw. einem vorgeschalteten Analog/Digitalwandler umgesetzt und verarbeitet werden kann. Weiterhin sind Stromquellen 35a, 35b zur Beaufschlagung der LEDs 20a, 20b mit einem Strom zur Lichtemission vorgesehen. Diese Stromquellen werden durch den Microcontroller 31 angesteuert. Hier ist grundsätzlich eine Steuerung durch digitale Signale, so dass die LED ein- bzw. ausgeschaltet werden kann oder auch eine Steuerung durch analoge Signale, beispielsweise über einen Digital/Analogwandler möglich. Es ist auch nicht zwingend notwendig, dass jede LED mit einer Stromquelle mit Strom beaufschlagt werden kann. Es ist jedoch sehr vorteilhaft, wenn dies wenigstens bei einer LED möglich ist. Grundsätzlich wären zur Erkennung von Verschmutzungen des Sensors auch von den Mess-LEDs getrennte LEDs zur Lichtemission einsetzbar. Zur Speicherung von Messdaten, welche auf Verschmutzung hindeuten oder auf weiteren Kalibrierdaten, ist noch ein Kalibrierdatenspeicher 32 vorgesehen. Dieser kann entweder direkt in den Microcontroller integriert sein oder auch als externer Speicherchip realisiert sein. Das Ausgangssignal des Microcontrollers 36 kann dann zur Steuerung des Sonnenkollektors verwendet werden.In 10 is still a control unit 30 shown to which LEDs 20a . 20b are connected. For evaluation of the signals of the LEDs 20a and 20b are measuring amplifiers 34a . 34b intended. These amplify the signals to a level that can be converted and processed by a microcontroller or an upstream analog / digital converter. Furthermore, there are power sources 35a . 35b for charging the LEDs 20a . 20b provided with a current for light emission. These power sources are controlled by the microcontroller 31 driven. Here is basically a control by digital signals, so that the LED can be switched on or off or even a control by analog signals, for example via a digital / analog converter possible. It is also not mandatory that each LED can be powered by a power source. However, it is very advantageous if this is possible at least for one LED. In principle, separate LEDs for light emission could also be used to detect contamination of the sensor from the measuring LEDs. For storing measurement data, which indicate contamination or on further calibration data, is still a calibration data memory 32 intended. This can either be integrated directly into the microcontroller or be implemented as an external memory chip. The output signal of the microcontroller 36 can then be used to control the solar collector.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Sensorgehäusesensor housing
11a, b, c, d11a, b, c, d
Bohrung für LEDBore for LED
1212
GehäuseinnenraumHousing interior
1313
GehäusemittelachseHousing center axis
1414
Leiterplattecircuit board
20a, b, c, d, z20a, b, c, d, z
LEDLED
21a, b, z21a, b, z
Mittelachse der LEDCentral axis of the LED
22a, b22a, b
Strahlungskeulelobe
3030
Steuereinheitcontrol unit
3131
Microcontrollermicrocontrollers
3232
Kalibrierdatenspeichercalibration data
34a, b34a, b
Messverstärkermeasuring amplifiers
35a, b35a, b
Stromquellepower source
3636
Ausgangssignaloutput

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (17)

Strahlungssensor zur Positionserkennung einer Lichtquelle umfassend – ein Sensorgehäuse (10) mit wenigstens zwei unter einem Winkel gegeneinander angeordneten Bohrungen (11a, 11b, 11c, 11d), – wenigstens zwei LED (20a, 20b, 20c, 20d, 20z), welche in jeweils einer der Bohrungen fixiert sind, – eine Steuereinheit (30) zur Ansteuerung der LED (20a, 20b, 20c, 20d, 20z) und/oder Auswertung der Signale der LED (20a, 20b, 20c, 20d, 20z).Radiation sensor for detecting the position of a light source comprising - a sensor housing ( 10 ) with at least two at an angle to each other arranged holes ( 11a . 11b . 11c . 11d ), - at least two LEDs ( 20a . 20b . 20c . 20d . 20z ), which are fixed in each case one of the holes, - a control unit ( 30 ) for controlling the LED ( 20a . 20b . 20c . 20d . 20z ) and / or evaluation of the signals of the LED ( 20a . 20b . 20c . 20d . 20z ). Strahlungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungssensor 3 LED (20a, 20b, 20c) umfasst, welche um die Gehäusemittelachse, jeweils um 120 Grad gegeneinander versetzt angeordnet sind.Radiation sensor according to claim 1, characterized in that the radiation sensor 3 LED ( 20a . 20b . 20c ), which are arranged offset by 120 degrees relative to each other about the housing center axis. Strahlungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungssensor 4 LED (20a, 20b, 20c, 20d) umfasst, welche um die Gehäusemittelachse, jeweils um 90 Grad gegeneinander versetzt angeordnet sind.Radiation sensor according to claim 1, characterized in that the radiation sensor 4 LED ( 20a . 20b . 20c . 20d ), which are arranged offset by 90 degrees relative to each other about the housing center axis. Strahlungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LED einen Abstrahlwinkel von kleiner 30 Grad, bevorzugt 10 Grad besitzen.Radiation sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the LEDs have a radiation angle of less than 30 degrees, preferably 10 degrees. Strahlungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachsen (21a, 21b) der LED (20a, 20b) gegenüber der Gehäusemittelachse (13) um einen Winkel, entsprechend dem halben Abstrahlwinkel der LED (20a, 20b) verkippt sind.Radiation sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the central axes ( 21a . 21b ) of the LED ( 20a . 20b ) with respect to the housing center axis ( 13 ) at an angle corresponding to half the beam angle of the LED ( 20a . 20b ) are tilted. Strahlungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungssensor wenigstens eine abgedunkelte LED umfasst, deren Ausgangssignal durch die Steuereinheit zur Erhöhung der Messgenauigkeit herangezogen wird.Radiation sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the radiation sensor comprises at least one darkened LED whose output signal is used by the control unit to increase the measurement accuracy. Strahlungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der der Lichtquelle zugewandte Teil des Sensorgehäuses Strahlung reflektierend, bevorzugt verspiegelt ist.Radiation sensor according to one of the preceding claims, characterized in that at least the light source facing part of the sensor housing radiation reflective, preferably mirrored. Strahlungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Strahlungssensor mit niedriger Winkelauflösung zur ungefähren Positionsbestimmung und ein zweiter Strahlungssensor mit hoher Winkelauflösung zur exakten Positionsbestimmung vorgesehen ist.Radiation sensor according to one of the preceding claims, characterized in that a first radiation sensor is provided with low angular resolution for approximate position determination and a second radiation sensor with high angular resolution for exact position determination. Strahlungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzlicher Abgleich der Sensorwerte mit Sollstandsdaten der Lichtquelle, insbesondere der Sonne oder des Mondes erfolgt, die vorzugsweise aus Orts- und Zeitangaben oder auch mittels Satellitennavigation bestimmt wurden.Radiation sensor according to one of the preceding claims, characterized in that an additional comparison of the sensor values with reference data of the light source, in particular the sun or the moon is carried out, which were preferably determined from local and time information or by means of satellite navigation. Strahlungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Photodiode zur Tag/Nacht-Erkennung vorgesehen ist.Radiation sensor according to one of the preceding claims, characterized in that an additional photodiode for day / night detection is provided. Strahlungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche LED (20z) als Wolken- oder Verdunkelungssensor vorgesehen ist.Radiation sensor according to one of the preceding claims, characterized in that an additional LED ( 20z ) is provided as a cloud or obscuration sensor. Strahlungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der LED (20a, 20b, 20c, 20d, 20z) mit einem Strom beaufschlagt und dadurch zur Lichtemission angeregt werden kann.Radiation sensor according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the LEDs ( 20a . 20b . 20c . 20d . 20z ) can be charged with a current and thereby excited to emit light. Strahlungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) Messverstärker (34a, 34b) sowie weitere Mittel zur Messung und Auswertung der Signale der LED (20a, 20b, 20c, 20d, 20z) und/oder wenigstens eine Stromquelle (35a, 35b) zur Beaufschlagung wenigstens einer LED mit Strom aufweist.Radiation sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 30 ) Measuring amplifier ( 34a . 34b ) as well as further means for measuring and evaluating the signals of the LED ( 20a . 20b . 20c . 20d . 20z ) and / or at least one power source ( 35a . 35b ) has for energizing at least one LED with power. Strahlungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Schwingungs- oder Bewegungssensor mit einer separaten Lichtquelle betrieben wird.Radiation sensor according to one of the preceding claims, characterized in that it is operated as a vibration or motion sensor with a separate light source. Strahlungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle für den Strahlungssensor einen geringen Öffnungswinkel aufweist und den Strahlungssensor vorzugsweise vollständig beleuchtet.Radiation sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the light source for the radiation sensor has a small opening angle and preferably fully illuminates the radiation sensor. Verfahren zur Kalibrierung eines Strahlungssensors nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend die Schritte: – Einspeisen eines Stromes in wenigstens eine der LED (20a, 20b, 20c, 20d, 20z), so dass die wenigstens eine LED Licht emittiert; – Messung des Signals aus wenigstens einer der anderen LED, welche nicht mit einem Strom zur Emission von Licht beaufschlagt wurde; – Auswertung der Differenz der Signale aus wenigstens einer der anderen LED mit und ohne Lichtemission der Licht emittierenden LED.Method for calibrating a radiation sensor according to one of the preceding claims, comprising the steps: - feeding a current into at least one of the LEDs ( 20a . 20b . 20c . 20d . 20z ) so that the at least one LED emits light; - Measuring the signal from at least one of the other LED, which has not been subjected to a current for the emission of light; - Evaluation of the difference of the signals from at least one of the other LED with and without light emission of the light emitting LED. Verfahren zur Kalibrierung eines Strahlungssensors nach einem der vorhergehenden Ansprüche unter Auswertung Kollektorsignals eines mit dem Sensor verbundenen Sonnenkollektors umfassend die Schritte: – Grobe Positionierung des Sonnenkollektors; – Iterative Messung des Kollektorsignals und Veränderung der Position des Sonnenkollektors, bis das Kollektorsignal ein Maximum erreicht hat; – Messen der Sensorwerte und Erzeugung von Kalibrierdaten.Method for calibrating a radiation sensor according to one of the preceding claims by evaluating the collector signal of a solar collector connected to the sensor, comprising the steps of: - coarse positioning of the solar collector; Iteratively measuring the collector signal and changing the position of the solar collector until the collector signal has reached a maximum; - Measuring the sensor values and generating calibration data.
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