Attiny13 Solarzelle mit Pufferbatterie

[Armin W. (wolf01705)]

Hallo,

bei meinem momentanen Projekt möchte ich einen Feuchtigkeitsmesser für 
den Blumentopf bauen. Dieser soll aller paar 8 Sekunden per WDT 
aufgeweckt werden und den Bodenwiderstand messen (ADC). Dabei soll das 
System hauptsächlich von einer CR2023 Batterie (kein Akku) versorgt 
werden. Da die Schaltung jedoch im Innenbereich verwendet wird und ich 
eine Solarzelle (4V 50mA) übrig habe, hatte ich die Idee, das sobald die 
Solarzelle mehr als 3V liefert die Schaltung von Batterieversorgung auf 
Solarversorgung umschaltet und umgekehrt. Dabei soll die Batterie NICHT 
geladen werden. Leider ist es mir nicht gelungen eine entsprechende 
Schaltung zu finden.
Hat jemand Erfahrung darin und/oder kennt jemand eine entsprechende 
Schaltung?
Oder sollte ich eine andere(aufladbare?) Batterie verwenden?

[Elektronen-Gärtner (Gast)]

Armin W. schrieb:
> Hallo,
>
> bei meinem momentanen Projekt möchte ich einen Feuchtigkeitsmesser für
> den Blumentopf bauen. Dieser soll aller paar 8 Sekunden per WDT
> aufgeweckt werden und den Bodenwiderstand messen (ADC).

1x pro Stunde reicht sicher auch..

[HildeK (Gast)]

Armin W. schrieb:
> Leider ist es mir nicht gelungen eine entsprechende
> Schaltung zu finden.
> Hat jemand Erfahrung darin und/oder kennt jemand eine entsprechende
> Schaltung?
Naja, am einfachsten sind zwei Dioden. An der Solarzelle brauchst du 
sowieso eine, sonst leert diese die Batterie, wenn sie unbeleuchtet ist. 
Eine zweite sollte den Rückstrom in die CR verhindern.
Leider hast du dann einen Spannungsverlust. Mit Schottkydioden ist der 
zwar einigermaßen gering, allerdings haben die auch einen deutlich 
größeren Sperrstrom.
Jede aktive Variante wird auch nicht besonders stromsparend sein. Man 
könnte (vielleicht) mit der Spannung der Solarzelle einen pMOS (LL) im 
Pfad der CR ausschalten, wenn die Spannung groß genug ist.

> Oder sollte ich eine andere(aufladbare?) Batterie verwenden?
Da es diese Akkus (Li) auch in den Bauformen gibt, wäre das die 
einfachste Lösung.

Nebenbei: wenn deine Solarzelle nicht direkt von der Sonne beleuchtet 
wird, kommt kaum was Brauchbares raus.

[batman (Gast)]

Für den Fall, daß doch mal ein Sonnenstrahl drauffällt, sollte evt. noch 
eine 5.1V(?) Z-Diode irgendwo die Vcc begrenzen.

[minifloat (Gast)]

Ich würde da zu einer etwas unorthodoxen Methode tendieren: Versorgung 
über Portpins.
Mit dem ADC und Vref=VCC kannst du ermitteln, welche Quelle gerade mehr 
Spannung liefert.
Diese Quelle dann für den nächsten Mess- und Schlafzyklus zuschalten. 
Die von HildeK genannten

HildeK schrieb:
> pMOS (LL)

sind High-Side bereits in den Porttreibern integriert.

[Wolfgang (Gast)]

Armin W. schrieb:
> Da die Schaltung jedoch im Innenbereich verwendet wird und ich
> eine Solarzelle (4V 50mA) übrig habe, hatte ich die Idee, das sobald die
> Solarzelle mehr als 3V liefert die Schaltung von Batterieversorgung auf
> Solarversorgung umschaltet und umgekehrt.

Die von der Solarzelle gelieferte Spannung springt in dem Moment, wo du 
die Last anhängst, von Leerlaufspannung auf den Betriebspunkt. Wenn die 
Spannung an diesem Betriebspunkt unter deiner Entscheidungsschwelle 
liegt, erzeugt eine aktive Umschaltung (messen und agieren) eine 
wunderbare Schwingung.

[HildeK (Gast)]

Wolfgang schrieb:
> Wenn die
> Spannung an diesem Betriebspunkt unter deiner Entscheidungsschwelle
> liegt, erzeugt eine aktive Umschaltung (messen und agieren) eine
> wunderbare Schwingung.

Ja, kann passieren. Aber schon durch die parasitäre Diode im MOSFET wird 
die Amplitude maximal die 0.7V betragen. Mit paralleler Schottkydiode 
eher nur 0.3V. Und niemand verbietet einem, eine kleine Hysterese 
einzubauen.

Bei wenig Stromaufnahme (so sieht es ja aus) würde ich die Variante mit 
zwei Schottkydioden (BAT54, BAT41 etc,) vorziehen. Die Tiny13A oder 
Tiny25V laufen runter bis VCC=1.8V. Das ist definitiv der kleinste 
Aufwand.

[batman (Gast)]

minifloat schrieb:
> Mit dem ADC und Vref=VCC kannst du ermitteln, welche Quelle gerade mehr
> Spannung liefert.
> Diese Quelle dann für den nächsten Mess- und Schlafzyklus zuschalten.

Wäre die nicht schon über die Port/Bodydioden des Chips mit Vcc 
verbunden?
Ich würde wahrscheinlich eine ladbare Batterie nehmen, denn die meiste 
Zeit wird es (strommäßig) dunkel sein.

[Stefan F. (Gast)]

batman schrieb:
> Wäre die nicht schon über die Port/Bodydioden des Chips mit Vcc
> verbunden?

Ja schon, aber VCC ist dann immer 0,7V geringer und der ADC kann dann 
nicht die Batteriespannung messen (weil bzw. wenn sie höher als VCC 
ist).