Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Widerstände sparen bei Nixie-Ansteuerung


von Mark (Gast)


Lesenswert?

Nabend!

Werden Nixie-Röhren in einer Schaltung statisch angesteuert und das 
nicht durch obsolete ICs, so wird ja meist eine Schaltung aus je einem 
Basisvorwiderstand und einem Transistor MPSA42 verwendet. Meine Frage 
lautet: Kann ich nicht eigentlich an die Basen der Transistoren direkt 
das (5V-)Steuersignal anlegen und die Emitter zusammenschalten, um 
anschließend mit allen Emittern über einen Widerstand nach Masse zu 
schalten? Kleines - grobes - Beispiel:

Mein Steuersignal hat 5V. An Basis-Emitter-Strecke fallen 0,6V ab, wenn 
der Transistor durchschaltet. Also fallen über dem gemeinsamen 
Widerstand zwischen Masse und allen Emittern 4,4V ab. Verwende ich nun 
EINEN 2,2kOhm-Widerstand je Röhre, stellt sich bei hoher 
Stromverstärkung ein Röhrenstrom von etwa 2mA ein, und das relativ 
unabhängig von der Versorgungsspannung, weil ich eine mittelmäßige 
Stromquelle gebaut habe. Nachteilig ist der höhere Spannungsabfall über 
der Kollektor-Emitter-Strecke, der zu entsprechend höherer 
Verlustleistung führen wird. Bei 2mA und 100V Brennspannung bei 180V 
Versorgungsspannung (recht extreme Werte) ergäbe das 160mW, bei 3mA 
240mW. Eventuell für ganz kleine SMD-Transistoren zu viel.

So spare ich den Anodenwiderstand und alle bis auf einen 
Emitterwiderstand bei weitgehend spannungsunabhängiger Stromkonstanz, 
ich kann also die Versorgungsspannung soweit herasetzen, wie es mir 
möglich ist, um den Verbrauch zu minimieren (habe in meiner Nixie-Uhr 
auf dem Schreibtisch etwa 140V eingestellt - reicht bei meinen IN-12).



Jedenfalls meine Frage: Läuft das so und kann man damit tatsächlich zehn 
Widerstände sparen?

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Mark schrieb:
> Läuft das so

Na ja, du hast die Verlustleistung dann in den Transistoren und nicht im 
Vorwiderstand, musst also pro Röhre 10 Bauteile vorhalten, die alle 
quasistatisch den Verlust in Wärme loswerden könnten, statt nur einem 
nicht so temperaturempfindlichen.

Bei 2.5mA Anodenstrom noch kein Problem, bei 10mA schon eher.

von Mark (Gast)


Lesenswert?

Die Einschränkung hab ich ja genannt. IN-18 lassen sich damit wohl nicht 
so stressfrei ansteuern. Habe aber gerade einen Haufen IN-1 bestellt, 
die laut Datenblatt mit 2,5mA betrieben werden. Müssten sich aber auch 
mit 2mA oder 1,5mA betreiben lassen.
Jedenfalls spart das derbe Platz auf der Platine und erscheint mir recht 
intelligent, wenn die Transistoren das ohnehin hergeben.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


Lesenswert?

Mark schrieb:

> Jedenfalls spart das derbe Platz auf der Platine

Als Grobmotoriker darfst du 0805 verwenden, stört kaum.
0603 verschwinden sozusagen im Leiterzug.
Auch 0402 oder 0201 kannst du verwenden, die muss man dann schon suchen.

Platzproblem glaub ich einfach nicht.

von Mark (Gast)


Lesenswert?

Idee zur Verbesserung der Transistorbelastung (wohl nur bei höheren 
Strömen nötig): Doch noch einen Anodenwiderstand einbauen. Die 
Zündspannung bleibt dann ausreichend hoch, wenn kein Strom fließt, und 
wenn welcher fließt, übernimmt dieser Widerstand den meisten 
Spannungsfall und der Transistor nur noch 5 -- 20 Volt. Ein Bauteil mehr 
pro Röhre, das man nur bei höheren Strömen braucht. So wären auch 10mA 
machbar, wenn man richtig dimensioniert.

Also müsste das ja funktionieren. Bleibt die Frage, wieso das vorher 
noch keiner gemacht hat. Das hat mich so skeptisch gemacht.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Mark schrieb:
> Bleibt die Frage, wieso das vorher noch keiner gemacht hat.

Na ja, früher gab es 74141, da kam der eine Widerstand halt an die 
Anode.

von Mark (Gast)


Lesenswert?

H.Joachim S. schrieb:
> Platzproblem glaub ich einfach nicht.

Gut. Platzproblem eher weniger. Aber wenn man darauf verzichten kann, 
ohne dass es die Funktion beeinträchtigt, warum sollte man das nicht 
tun? Dann spart es eben nur ein bisschen Platz, ein bisschen Geld (okay, 
verschwindend gering) und ein bisschen Zeit. Aber wenn es keine 
Nachteile gibt?

von Mark (Gast)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Mark schrieb:
>> Bleibt die Frage, wieso das vorher noch keiner gemacht hat.
>
> Na ja, früher gab es 74141, da kam der eine Widerstand halt an die
> Anode.

Aber heute wird es fast immer so gemacht. Nur aus Gewohnheit weil man ja 
alle Transistoren mit Basisvorwiderstand ansteuert?

von Heiko G. (heikog)


Lesenswert?

Mark schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Mark schrieb:
>>> Bleibt die Frage, wieso das vorher noch keiner gemacht hat.
>>
>> Na ja, früher gab es 74141, da kam der eine Widerstand halt an die
>> Anode.
>
> Aber heute wird es fast immer so gemacht. Nur aus Gewohnheit weil man ja
> alle Transistoren mit Basisvorwiderstand ansteuert?

Ein Nachteil ist wohl der MPSA42 nur 6V Emitter-Base Breakdown Voltage 
hat. Da ist man bei 5V Ansteuerung ja schon recht nahe dran.

von Michael U. (amiga)


Lesenswert?

Hallo,

sowohl TPIC6B595 als auch ULN2803 eignen sich zum Ansteuern von Nixies 
wenn die Differenz von Brenn- und Löschspannung nicht zu groß ist.
Die 74141 begrenzen bei 60V, obige ICs bei 50V.
Die Röhren bekommen ihren Anodenwiderstand und speziell die '595 sparen 
Portpins. Panaplex SP353, IN-12 und IN-2 laufen damit ohne Probleme.

Gruß aus Berlin
Michael

von Peter D. (peda)


Lesenswert?

Heiko G. schrieb:
> Ein Nachteil ist wohl der MPSA42 nur 6V Emitter-Base Breakdown Voltage
> hat. Da ist man bei 5V Ansteuerung ja schon recht nahe dran.

4,4V / 6V = 75%
Nix mit nahe dran.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Die 5V Versorgung von TTL wurde ja absichtlich so gewählt, dass 
UBEreverse kein Problem darstellt. Man darf halt keine mit 12V 
versorgten CD4028 nehmen.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.