Hallo liebe Leute, Kleiner 'Disclaimer' : Ich bin ein blutiger Anfänger in Sachen Elektrotechnik. Daher werden sich sicherlich einige wundern warum ich gleich mit so einem ambitionierten Projekt angefangen habe. Eigentlich studiere ich Physik; Elektrotechnik hat es mir aber irgendwie schon immer angetan. Mein Problem versuche ich so ausführlich wie möglich zu beschreiben. Bitte seid gnädig :). Wie bereits erwähnt ist mein Projekt eine Nixie-Uhr. Realisiert habe ich das mit einem Arduino Micro, einem Nixie-Step-Up-Wandler für meine Röhren Z5660M (in der Grafik ganz unten zu sehen) und Shift-Registern 74HC595N. Meine Hauptspannungsquelle ist ein 12V-Adapter mit 1.5A Ausgangsstrom. Diese 12V gehen einmal an den Step-Up-Wandler und an einen LM317LZ Spannungswandler um 5V für den Arduino bereitzustellen. Die Platine verwendet eine Massefläche für 'alle' verbauten Bauteile. Den Schaltplan von Step-Up-Wandler, Arduino und Spannungsregler seht ihr in der angehängten Grafik. Soweit so gut. Bis jetzt läuft die Uhr einwandfrei. Die Röhren werden durch das von mir geschriebene Programm und die Uhrzeit wird auch korrekt dargestellt. Die Leuchtkraft der Röhren ist wie gewünscht hell und die vom Step-Up-Wandler erzeugte Spannung beträgt unter Last 150V (ohne 170V). Ich wollte den Arduino mit einem DCF77-Modul von Conrad betreiben, damit dieser die Zeit automatisch für mich aktuell hält. Leider funktioniert dieser gar nicht. Ich habe auf einen Pull-Up-Widerstand (50 kOhm) geachtet, welcher DCF-Ausgang mit VCC verbindet. Das Programm des Arduinos habe ich so eingestellt, das die Onboard-LED immer dann leuchtet soll, wenn das DCF-Modul auch ein logisches An ausgibt. Diese LED ist durchgehend dunkel. Verbinde ich das DCF-Modul mit einem RaspberryPi und lasse mir an dem gleichen Ort, wo sich meine Uhr sonst befand, den Zustand des Moduls ausgeben, bekomme ich ein korrektes DCF-Signal. Ich kann also ausschließen, dass das Modul entweder kaputt oder der Empfang an meinem Ort nicht gegeben ist. Gestern habe ich probiert, die Erdung und die Spannung des DCF-Moduls nicht über den 5V-Spannungswandler abzugreifen, sondern über den Arduino - mein Gedanke war das evtl. hier eine Brummschleife vorliegt (?). Wie gesagt, ich bin nicht so erfahren. Als ich dann etwas am Programm des Arduinos ändern wollte, der Arduino also per USB angeschlossen, das 12V-Netzteil aber nicht angeschlossen war, fing plötzlich die LED in den richtigen DCF-Signal Intervallen zu leuchten. Sobald ich das 12V-Netzteil angeschlossen habe, wurde mir nur wieder eine dunkle LED angezeigt. Mir kam der Gedanke, das der Nixie-Step-Up-Wandler etwas damit zu tun haben könnte und habe den verstellbaren Widerstand des Step-Up-Wandlers so hochgedreht, das die Spannung nicht mehr zum zünden der Röhren ausreicht. Beim verstellen des Widerstandes veränderte sich das Leuchtverhalten der LED, bzw. die Ausgabe des Moduls, sehr interessant. Erst flackerte sie sehr schnell und gleichmäßig. Wenn das Modul eine 1 ausgab, flackerte dieser 1 Zustand sehr schnell. Je weiter ich den Widerstand zu niedrigeren Ausgangsspannungen veränderte, umso langsamer wurde das flackern, bis das korrekte DCF-Signal angezeigt wurde. Jedoch waren jetzt die Röhren komplett aus. Ich bin jetzt etwas irritiert und ratlos was nun das Problem sein könnte. Das mir hier Strom fehlt kann ich mir nicht vorstellen, weil die Ausgangsleistung des Netzteils eigentlich ausreichend sein sollte. Mit einem Stromzähler, an dem das Netzteil einmal im Vollbetrieb angeschlossen war, konnte ich auch 0.5A messen. Das kann es also doch eigentlich gar nicht sein. Weiß einer evtl. woran das liegen kann? Ein Stichwort welches ich schon mal gehört habe war galvanische Trennung, ist da was dran? Ich würde mich riesig freuen wenn mir jemand hier weiterhelfen könnte. Liebe Grüße, Felix
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Meine Nixie auf ähnlicher Basis bügelt sporadisch über schlecht eingestellte Radiosender.. heisst wenn ich nen Frequenzpfeifen im Radio höre ist der Sender nicht richtig drin oder es hat sich verstellt.
Hallo, ein DCF77 Modul läßt sich durch alles mögliche stören. Der StepUp erzeugt mit Sicherheit genug Störungen im seinem Umfeld, speiziell wenn er irgendwo in der 50-100kHz-Gegend läuft. Bei mir hier hilft ohnehin nur, das DCF-Modul abgesetzt an einer passenden Stelle. Inzwischen nehme ich hier auch lieber einen ESP8266, hole mir die Uhrzeit per WLAN vom NTP und schicke sie seriell an AVR. Oder wie mein Bekannter: gleich die Uhr mit dem ESP8266 und TPIC595... Gruß aus Berlin Michael
Spannungswandler mit dem MC34063 neigen zu einem höheren Störpotential. Ich würde die Uhrzeit nur ein, zweimal am Tag mit DCF77 synchronisieren und zu dieser Zeit den Spannungswandler einfach abschalten. Denn Entstörmaßnahmen fangen schon beim Layout an und hören bei einer Blechschachtel um den Störer noch lange nicht auf, können also sehr aufwändig werden. Alte Empfänger haben beispielsweise oft noch eine feine Metallgaze über den Nixie-Röhren, um das Gehäuse wirklich HF-dicht zu bekommen.
Ich hatte mal ein ähnliches Problem. Die Spannung am DCF77 Modul wurde von einem 5V Schaltregler bereitgestellt, die mit ca. 20KHz nur wenige mV pulsierte. Das hat ausgereicht um den Empfänger völlig aus dem Tritt zu bringen. Lösung: Die DCF77 Module haben häufig einen Open-Kollektor Ausgang und arbeiten im Bereich von 2V bis 5V -> die 5V hatte ich mit einem LM317 auf ca. 3V gesenkt und das Ding lief viele Jahre stabil und zuverlässig.
Da die Stromaufnahme dieser DCF-77 Empfänger sehr gering ist, könntest du erwägen, den Empfänger mit zwei Batterien (3V) zu betreiben und über ein langes Kabel abzusetzen.
Den DCF77 Empfänger abgesetzt betreiben ist wahrscheinlich die beste Idee. Vorher könntest du noch versuchen parallel zu C1 und C4 einen 100n Keramikkondensator zu platzieren. Ebenso einen Kondensator am DCF-Modul. Wenn der C1 etwas weiter von MC34063 entfernt ist, dann so nahe wie möglich beim IC noch einen. Wenn du bei jedem Schieberegister auch einen Kondensator platzierst, kann es auch nicht schaden.
Naja, die Schaltung mit der Drossel L1 ist ein prima Störsender, da müssen ja 170V Wechselspannung dran entstehen. Ist die Drossel überhaupt so spannungsfest? Und ist es eine geschirmte Drossel? Offene Stabdrosseln sind ja quasi Ferrit-Sendeantennen. Viel störärmer wäre ein Wandler mit Trafo oder ein kleiner 50Hz-Netztrafo.
Also erst mal vielen Dank an alle für die schnellen Antworten. Ich bin euren Hinweisen einmal nachgegangen und habe das DCF77-Modul ans Raspberry Pi über 3V3 angeschlossen und mir auch darüber den Wert ausgelesen. Sobald ich die Uhr angeschlossen habe und der Step-Up-Wandler unter Last lief, brach das Signal am Raspberry Pi ab. Demnach ist es tatsächlich eine Störfrequenz die mir hier Probleme macht. Den Hinweis von scherg kann ich also leider nicht umsetzen, die 3V3 bringen mir leider nichts, aber gute Idee! @Hubert: Magst du mir erklären was die Keramikkondensatoren für eine Funktion erfüllen würden? Ich habe doch die über den Spannungsregler erzeugten 5V bereits mit mehreren Keramikkondensatoren der Größe 100nF geglättet. Und bei den Schieberegistern meinst du dann Parallel zu VCC? @Peda : Die Drossel ist für diese Spannungen spannungsfest, geschirmt ist sie nicht, was auch wahrscheinlich mein Problem ist. Viele Step-Up-Wandler die so für Nixie-Uhren im Internet vorgeschlagen werden, bzw. Spannungsquellen für solche Uhren, bestehen immer aus einem Timer + Induktivität. Das schöne ist das sie halt sehr kompakt sind. Bei einem Trafo würde das ganze größer und schwerer werden, was ich eigentlich vermeiden wollte. Meinst du es würde ausreichen die Induktivität durch eine abgeschirmte zu ersetzen? Strahlen die Röhren nicht auch? Liebe Grüße, Felix
Felix W. schrieb: > @Hubert: Magst du mir erklären was die Keramikkondensatoren für eine > Funktion erfüllen würden? Ich habe doch die über den Spannungsregler > erzeugten 5V bereits mit mehreren Keramikkondensatoren der Größe 100nF > geglättet. Und bei den Schieberegistern meinst du dann Parallel zu VCC? Keramikkondensatoren haben einen wesentlich geringeren Innenwiderstand und eine geringere Induktivität als Elkos. Sie sind daher wesentlich besser für höhere Frequenzen geeignet. Bei den Schieberegister die Kondensator parallel zu VCC. Bei deiner Schaltung wird es auch sehr auf das Layout ankommen. Jedes Stückchen Leitung von der Widerstandskombination R68-71 über L1 bis zu C4 wirkt als Antenne. Schau dir das mit einem Oszi an, du wirst dich wundern.
Danke Hubert, das werde ich mir mal vormerken. Ich hab meine Uhr mit einer selbstbelichteten und geätzten Platine gebaut. Da ist das Problem das ich nicht viel Handlungsspielraum habe was Veränderungen angeht. Das einzige was mir gerade einfällt, außer den ganzen Prozess von vorne anzufangen, ist das Austauschen der Spule. Würde es sich lohnen eine abgeschirmte Spule zu holen wie z.B. diese hier? https://www.conrad.de/de/induktivitaet-geschirmt-radial-bedrahtet-1111-rastermass-5-mm-470-h-wuerth-elektronik-we-tis-7447471471-1-st-1087683.html
Michael U. schrieb: > Bei mir hier hilft ohnehin nur, das DCF-Modul abgesetzt an einer > passenden Stelle. bei mir auch, lange Leitung und weg von allen Störern!
Felix W. schrieb: > Würde es sich lohnen eine > abgeschirmte Spule zu holen wie z.B. diese hier? Einen Versuch ist es sicher wert. Du könntest auch noch versuchen SMD-Kondensatoren in der Größe 1206 oder 0805 anzubringen. Die passen oft zwischen die Beine der Bauteile auf der Lötseite.
So ein Problem hatte ich auch mal. Versuche es einmal mit einem Klappferrit über der Zuleitung zum DCF Empfänger, das hatte bei mir gefunzt.
Hey, habe jetzt verschiedene Sachen probiert die im Rahmen eines kleinen Fixes drin waren, ohne evtl. komplett neuanzufangen. Folgendes habe ich probiert : * L1 ausgetauscht durch die etwas weiter oben von mir genannte abgeschirmte Drosselspule Spule erfüllt - wie auch nicht anders zu erwarten - die primäre Aufgabe die Röhren zum leuchten zu bringen. Nichts desto trotz zeigt das DCF77 Modul, welches am Raspberry Pi zu Testzwecken betrieben wird, immer noch kein Signal an wenn die Uhr läuft. Was aber auffällt ist das ich, verglichen mit der ursprünglichen Entfernung, bei der das Modul aussetze, näher ran kann. Etwa 50% näher. Nichts desto trotz ist das immer noch etwas weit weg. * Klappferrit um die Zuleitung zum DCF Modul Hat leider gar nichts gebracht. :( * Datenkabel mit einem Koaxialkabel ausgetauscht Hat auch nichts gebracht. Sehr schade, eigentlich wollte ich das Funkmodul im Gehäuse haben. Aber so wie es scheint wird es mit dem derzeitigen Aufbau nichts. Ich sollte mir noch mal den Vorschlag von Hubert G. ausprobieren, wobei ich vom Bauchgefühl mir nicht sehr hohe Chancen gebe. Wahrscheinlich ist @amiga s Lösung eine gute Wahl - oder ein anderer StepUp-Wandler. Ein Trafo kommt nur nicht in Frage weil der relativ groß und schwer ausfällt und ich ich das mit meinem Gehäuse nicht ganz vereinbaren.
Hallo, Felix W. schrieb: > Sehr schade, eigentlich wollte ich das Funkmodul im Gehäuse haben. drastisch gesagt: vergiß es. Der Aufwand steht in keinem Verhältnich zum Nutzen eines abgesetzten Empfängers. Oder klebe statt des DCF-Empfängers einen ESP8266-01 rein und hole die Zeit per WLAN und NTP. Wenn Du für den ESP die Software selber machst, kannst Du auch einfach DCF77-Telegramme ausgeben und kannst Deine andere Software so lassen. Ich habe aber jetzt nicht geschaut, ob jemand das schonmal fertig gemacht hat. Bei 40k freiem Ram und rund 800kB Flash und 80MHz Takt muß man sich mit dem Programm nichtmal wirklich Mühe geben. Alle Stunde die Zeit holen und die 1 oder 2x raustakten sollte der DCF77-Software ja reichen. Gruß aus Berlin Michael
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Wie schon gesagt, die Schaltung ist gegenüber einer Trafolösung eine rechte EME-Schleuder. Sie braucht ja eine ~20-fache Spannungsüberhöhung, also sehr steile Flanken. Ein Trafo braucht das nicht, der hat ja eine passende Übersetzung. Da kann man bequem 50% Tastverhältnis erreichen, also lange, störarme Pulse. Am störärmsten wäre aber ein 50Hz Trafo. Z.B. ein Trafo 2*30V mit Verdreifacher kommt auf ~250V. https://www.reichelt.de/387-60-2/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=2422&artnr=387.60-2&SEARCH=2*30V
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