Forum: Projekte & Code Nixieuhr mit IN-18 und Arduino Nano by Kapitän-Blaubär


von Kapitän B. (k-blaubaer)


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Guten Abend zusammen,
nach langer Zeit habe ich ein altes Projekt ausgegraben, welches nie 
vollständig fertiggestellt wurde.

Hier möchte ich meine 80%-Lösung einer IN-18 Nixieuhr auf Arduino-Nano 
Basis präsentieren.

Was fehlt:
-Eine Möglichkeit zum Uhrzeit einstellen. Entweder manuell oder per 
Funk. Momentan ist eine start- Uhrzeit fest programmiert.
-Einstellmöglichkeiten um die Anzeige der Uhr (und damit die 
HV-Erzeugung) nur zu bestimmten Uhrzeiten einzuschalten. Für den 24/7 
Betrieb sind mir die Röhren zu schade und die Leistungsaufnahme zu hoch.

Ob und wie ich an diesem Projekt weiter mache muss ich noch entscheiden. 
Daher möchte ich hiermit das Projekt öffentlich machen. Evtl. findet 
jmd. gefallen an dieser Basis.

Anbei der Schaltplan und Code

Grüße
Kapitän-Blaubär

PS:
Sinnvolle Code Modifikationen bitte in diesen Thread zurück spielen.

von Falk B. (falk)


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Naja, das ist typischer Arduino-Stil . . .

Dein Zeilen sind teilweise zu lang, mehr als 80-100 Zeichen sind nicht 
sinnvoll. Das muss ohne horizontales Scrollen lesbar sein.

TRIG_Sekunde muss volatile sein, siehe Interrupt.

Und an der Struktur gibt es auch noch einges zu verbessern, siehe

Strukturierte Programmierung auf Mikrocontrollern

Kommentare sollte nich im Widerspruch zur Code stehen, wie hier
1
Timer1.initialize(1000000);      // set a timer of length 100000 microseconds (or 0.1 sec - or 10Hz => the led will blink 5 times, 5 cycles of on-and-off, per second)

Wenn man denn WIRKLICH lange Kommentare braucht, schreibt man die ÜBER 
die Zeile, damit die max. Zeilenlänge eingehalten wird.

Zum Schaltpan.

Schaltplan richtig zeichnen

Die Beschrifttungen der Dioden an den MAX6922 überlappen sich. Da läßt 
man besser die Values weg (Smash und Löschen) und schreibt sie als Summe 
daneben (10x1N4148). Aber  braucht man die an der Stelle überhaupt?

Ebenso sind die Schaltstufen für die Anoden überflüssig, das kann man 
alles mit den MAX6922 steuern.

Deine Tastereigänge sind akademisch. Der Rest der Welt schaltet die 
einfach gegen GND und nutzt die internen Pull-Up Widerstände. Mit einer 
Entprellung in Software ist das wasserdicht.

JP2, JP3; man zeichnet keine Leitungen DURCH Symbole, auch nicht 
Stiftleisten. Jaja, das ist in der Makerszene weit verbreitet, ist 
trotzdem Mist.

Deine HV-Erzeugung scheint OK zu sein, wenn gleich es noch etwas 
einfacher geht. Ich habe aber Zweifel, daß du mit der Schaltung WIRKLICH 
6x6=36mA bei 170V erzeugen kannst. Dafür ist L1 viel zu groß.

Beitrag "Re: Stepup 180V - sackt völlig zusammen"

Wenn man ein Z-Diode im Schaltplan haben will, sollte man auch das 
Symbol einer Z-Diode wählen (D61).
C1-C6 sind überflüssig.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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Noch so ein sinnvoller Kommentar
1
TRIG_Sekunde = true; //Setze Variable TRIG_Sekunde = true

Wer hätte DAS gedacht?

von Falk B. (falk)


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An deinen Bussen sieht man nicht, welches Pin vom MAX6922 an die Dioden 
und damit Ziffern geht. Dafür muss man mit LABEL die Netznamen an BEIDEN 
Enden des Busses auf die Leitungen setzen. Das lohnt sich hier aber nur, 
wenn die Verbindungen nicht 1:1 erfolgen (zuviele Kreuzungen). Bei 1:1 
Verbindungen sind einfache Signale besser.

von meckerziege (Gast)


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Also mir gefällt sein Projekt! Für nen Zwischenstand ist das ganz 
passabel. Er weiß ja selbst, dass an manchen Stellen noch etwas zu tun 
ist. Wir bewerten hier kein fertiges Produkt, das muss uns allen klar 
sein!


Falk B. schrieb:
> Naja, das ist typischer Arduino-Stil . . .

Tipps so einzuleiten ist sinnfrei. Gleich mal ne Herabwürdigung zum 
Anfang. Das ist Schade. Aber mittlerweile wohl typische µC net 
Foren-Stil.
Die Art der Antwort, besonders drei mal draufzuhauen, braucht es echt 
nicht.

Ich hab übrigens auch was gegen Arduino, aber ich mach wenigstens nicht 
die Leute runter...


Falk B. schrieb:
> Noch so ein sinnvoller Kommentar
> TRIG_Sekunde = true; //Setze Variable TRIG_Sekunde = true
>
> Wer hätte DAS gedacht?

Sonst aber alles klar bei dir?

von Falk B. (falk)


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meckerziege schrieb:
> Also mir gefällt sein Projekt! Für nen Zwischenstand ist das ganz
> passabel. Er weiß ja selbst, dass an manchen Stellen noch etwas zu tun
> ist. Wir bewerten hier kein fertiges Produkt, das muss uns allen klar
> sein!

Du solltest an deiner passiven Kritikkompetenz abreiten. Wobei du gar 
nicht kritisiert wurdest. Merkwürdig . . .

https://de.wikipedia.org/wiki/Kritikkompetenz#Passive_Kritikkompetenz

von Falk B. (falk)


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So könnte das aussehen, siehe Anhang.

Die TimerOne Lib gibt es hier.

https://github.com/PaulStoffregen/TimerOne

Kann man aber auch in der Arduino-IDE direkt installieren.

Menu Werkzeuge /Bibliothelen verwalten.

von Zeno (Gast)


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meckerziege schrieb:
> Sonst aber alles klar bei dir?

Das ist halt der Falk.

Wenn ich im Code nichts übersehen habe dann kann die folgende Zeile
1
digitalWrite(HighVoltage, LOW);
nach setup() verschoben werden, da der Pegel für diesen Pin innerhalb 
von loop() niemals geändert wird.

von langschläfer (Gast)


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meckerziege schrieb:
> Also mir gefällt sein Projekt!

Mir auch!
Der Plan ist definitiv besser als das was ich so für den Eigenbedarf 
zeichne. Die Kritikpunkte sind zumindest die Hardware betreffend, (Code 
kann ich nicht beurteilen) an den Haaren herbei gezogen, da hat wohl 
jemand schlecht geschlafen...
Oder ein Platzhirsch möchte aussichtsreiche Konkurrenz gleich mal im 
Ansatz prophylaktisch platt machen...

von Falk B. (falk)


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langschläfer schrieb:
> Mir auch!
> Der Plan ist definitiv besser als das was ich so für den Eigenbedarf
> zeichne.

Deine Ansprüche liegen dann nur knapp über der Teppichkante.

> Die Kritikpunkte sind zumindest die Hardware betreffend, (Code
> kann ich nicht beurteilen) an den Haaren herbei gezogen, da hat wohl
> jemand schlecht geschlafen...

Jaja.

> Oder ein Platzhirsch möchte aussichtsreiche Konkurrenz gleich mal im
> Ansatz prophylaktisch platt machen...

;-)
Schlaf weiter, hier verpaßt du nix!

Aber es ist schon interessant, wie Leute sachliche Kritik als 
persönlichen Angriff interpretieren, und das, obwohl eine dritte Persion 
kritisiert wurde. Naja, das erkärt vieles, nicht nur hier im Forum auch 
in der echten Welt.

Ich wiederhole mich.

https://de.wikipedia.org/wiki/Kritikkompetenz#Passive_Kritikkompetenz

: Bearbeitet durch User
von Jörn P. (jonnyp)


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Also Kapitän, du hast dir ja viel Arbeit gemacht, aber wohl ein paar 
Grundlagen übersehen:
Nixies werden im sink Betrieb geschaltet, d.h. eigentlich ist dein 
MAX6922 ein VFD-Treiber und eigentlich für source Betrieb gemacht, heißt 
er gibt Strom. Lt. Datenblatt kann der 6922 aber auch 4mA sinken 
(ziehen), was für eine IN18 ausreichen würde.
Das Transistor Grab an den Anoden der Röhren ist überflüssig, es  reicht 
ein Widerstand pro Röhre, außer du willst die Röhren im Multiplex 
betreiben.
Dann würde aber ein einfacherer Chip ausreichen. Aber 32 Outputs reichen 
ja locker für einen statischen Betrieb von 3 Röhren aus.
Die Dioden an den Röhren dienen wohl dazu die 68 Volt fern zu halten.
Wozu ist die Spannung da, wenn  du sie doch mit den Dioden blockierst?
Lass die 68 Volt weg, dann können auch alle die Dioden an den Röhren 
entfallen.
Deine Taster Konfiguration wurde schon vorher erwähnt.
Wenn du  dein Projekt noch nicht in Hardware gegossen hast, dann würde 
ich dir den HV5222 Chip empfehlen, ebenfalls ein 32 output Sink Driver 
mit open Drain. Aber Achtung dieser Chip hat eine Betriebsspannung von 
12 Volt!
Du brauchst dann einen Pegelumsetzer zwische µC und dem HV5222 z.B. 
einen CD4504 oder ähnliches.

von Jörn P. (jonnyp)


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Korrektur: HV5522 nicht HV5222.

von Klaus H. (nikolaus10)


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Hallo

Mal eine (dumme) Frage.
Muss ein Nixie-Treiber am Ausgang nicht ca.170Volt fest sein?

Gruesse

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Klaus H. schrieb:
> Muss ein Nixie-Treiber am Ausgang nicht ca.170Volt fest sein?

Ja – muss er nicht.

Er muss nur die Differenz zwischen Zünd- und Löschspannung aushalten 
können. Das sind die hier verwendeten +68 V als Vorspannung: du hast 
Anodenspannung - 0 V (Ausgang durchgeschaltet) => Glimmstrecke muss 
sicher zünden vs. Anodenspannung - Vorspannung => Glimmstrecke muss 
sicher verlöschen.

Ohne diese Maßnahme hätte es vor 50 Jahren kaum transistorisiert 
angesteurte Nixies gegeben.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Klaus H. schrieb:
> Hallo
>
> Mal eine (dumme) Frage.
> Muss ein Nixie-Treiber am Ausgang nicht ca.170Volt fest sein?
>
> Gruesse

Nur wenn alle Ausgänge ausgeschaltet sind. Sobald eine Cathode an ist, 
ist wegen der Brennspannung der eingeschalteten Stelle die Spannung an 
den ausgeschalteten Stellen nur noch im <50V Bereich weil durch den 
Strom der gerade eingeschalteten Stelle nur die Brennspannung an der 
Anode von 110-130V anliegt und die anderen Stellen damit nicht zünden 
können. Sobald man umschaltet steigt die Spannung an der Anode ganz kurz 
an bis die neue Stelle gezündet ist und es ist alles wieder beim Alten. 
Dadurch sehen die Treiberausgänge nur den Unterschied zwischen Brenn- 
und Zündspannung, also unter 50V.

von Falk B. (falk)


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Jörg W. schrieb:
> Ohne diese Maßnahme hätte es vor 50 Jahren kaum transistorisiert
> angesteurte Nixies gegeben.

Auch vor 50 Jahren gab es schon Transistoren mit >170V Sperrspannung ;-)
Der Trick macht es nur etwas leichter, auch bei der Integration von 
Treibern, dem berühmt brüchtigten 74141 mit 55V Sperrspannung.

von Falk B. (falk)


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Gerhard O. schrieb:
> Dadurch sehen die Treiberausgänge nur den Unterschied zwischen Brenn-
> und Zündspannung, also unter 50V.

Bleibt die Frage, ob man alle 10 Ziffern ausschalten kann, ohne die 
Anode auszuschalten. Denn dann liegen 170-68 = 102V Differenzspannung an 
diesen. Liegt das unterhalb der Zündspannung?
Außerdem meine ich, daß 3k3 Anodenwiderstand ein wenig klein sind, hier 
sind eher 10k angesagt.

http://www.tube-tester.com/sites/nixie/data/in18.htm

Zündspannung max. 170V
Brennspannung 150V
Anodenstrom 4-6mA

Bei 6mA und 150V braucht man tatsächlich 3k3. Hmm, meine IN-12 liefen 
damals mit 10k ziemlich gut.

http://www.neonixie.com/in-12/datasheet-1.jpg

Hmm, wenn meine homöopatischen Russischkenntnisse mich nicht täuschen, 
läuft die IN-12 mit 0,2-2mA. Dann paßt das mit meinen 10k.

von Kapitän B. (k-blaubaer)


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Guten Abend zusammen,
danke für die Beiträge, konstruktive Kritik und die Blumen.

Auf ein Paar Anmerkungen möchte ich eingehen.
Anmerkungen zum Code lasse ich erst mal links liegen. In der Hardware 
fühle ich mehr zuhause, daher nehme ich erst einmal auf die 
Hardwarekritiken Bezug. Dennoch danke für die Beiträge zur Software.

-  Was den Schaltplanstil angeht: eine Veröffentlichung war zum 
Zeitpunkt der Erstellung nicht geplant. Daher hier nur eigener Anspruch 
für ein Hobbyprojekt. Auch wenn dieser damit nur knapp über der 
Teppichkante lag ;)
Zugegeben: Überlappente Values, durchgezogene Netze über Bauteile und 
das Symbol einer Diode anstelle einer Z-Diode sind kein schöner Stil. 
Damals galt „form follows function“.

-  Die Dioden „1N4148“: Der Baustein MAX6922 kennt keinen Tri-State 
(oder High-Z) für einzelne Ausgänge. Entweder alle Ausgänge Low oder 
High (High meint 68V) oder alle in Tri-State. Zu Beginn dieses Projekts 
hatte ich noch keine Erfahrung mit Nixies (genauso wenig mit 
Programmierung, mein erstes Projekt mit µCs). Daher standen Bedenken im 
Raum, ob benachbarte Ziffern der gerade Leuchtenden, ohne Dioden 
mitglimmen könnten. Schließlich liegen diese im „aus“ Zustand nur auf 
68V und nicht auf Anodenpotential.

-  Schaltstufen an den Anoden: Wurden vorgesehen um ein weiches Ein- und 
Ausschalten, also eine Art Dimmen über PWM realisieren zu können. Von 
daher mit diesem Hintergedanken nicht überflüssig und bei 12 
Transistoren m.M.n noch lange kein Transistorgrab ;)

-  Akademische Tastereingänge: OK, ist angenommen.
-  HV-Erzeugung: Diese ist in der Tat etwas weich geraten. Die 
Dimensionierung im Schaltplan ist auch nicht unbedingt optimal. Würde 
ich die Hardware heute noch einmal neu planen, würde ich ein AC-Netzteil 
zur Speisung verwenden und ein Printtrafos nachschalten. Ganz langweilig 
in 50 Hz Technik ohne schaltregler.

-  Vorschlag HV5522: Danke, aber hab schon. Die Hardwarerealisierung ist 
lange abgeschlossen.

Grüße
Kapitän-Blaubär

von Kapitän B. (k-blaubaer)


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Falk B. schrieb:
> Hmm, wenn meine homöopatischen Russischkenntnisse mich nicht täuschen,
> läuft die IN-12 mit 0,2-2mA. Dann paßt das mit meinen 10k.

Tube-tester.com gibt für die IN-18 einen mittleren Anodenstrom von 6 mA 
an. Daher die Dimensionierung

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Falk B. schrieb:
> Hmm, wenn meine homöopatischen Russischkenntnisse mich nicht täuschen,
> läuft die IN-12 mit 0,2-2mA

Bei Betrieb mit 50 Hz maximal 2 mA pro Ziffer und 0,2 mA für den 
Dezimalpunkt.

Bei Betrieb mit Gleichstrom minimal 2, maximal 3,5 mA für die Ziffern 
und maximal 0,7 mA für den Dezimalpunkt.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Kapitän B. schrieb:
> Tube-tester.com gibt für die IN-18 einen mittleren Anodenstrom von 6 mA
> an.

Das ist deutlich über dem Maximalwert des Datenblatts.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Falk B. schrieb:
> Jörg W. schrieb:
>> Ohne diese Maßnahme hätte es vor 50 Jahren kaum transistorisiert
>> angesteurte Nixies gegeben.
>
> Auch vor 50 Jahren gab es schon Transistoren mit >170V Sperrspannung ;-)

Hast du Beispiele dafür?

Die üblichen Ansteuertransistoren dieser Zeit (wie SS200 … SS202) sind 
für größenordnungsmäßig um die 100 V spezifiziert.  200 V hätten die 
nicht ausgehalten.

Klar, Boliden wie KU605 oder vergleichbare Leistungstransistoren konnten 
das, aber die will man wohl nicht zum Ansteuern einer Nixie nehmen. :-) 
Selbst der 2N3055 ist nur mit 70 V / 100 V angegeben.

von Falk B. (falk)


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Jörg W. schrieb:
>> Auch vor 50 Jahren gab es schon Transistoren mit >170V Sperrspannung ;-)
>
> Hast du Beispiele dafür?

Ähhhhh, nö. Das war auch nur ein Bauchgefühl. Ich kann mir nicht so 
recht vorstellen, daß es 1970 keine Kleinsignaltransistoren mit >200V 
Sperrspannung gab. Ich werde aber auch nicht danach suchen, denn das 
Ergebnis ist akademisch. ;-)

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Falk B. schrieb:
> Ich kann mir nicht so recht vorstellen, daß es 1970 keine
> Kleinsignaltransistoren mit >200V Sperrspannung gab.

Ich schon. ;-)

Größere Ströme zu beherrschen (2N3055 oder auch die frühen 
Schweißgleichrichter wie VSF200) war nicht so schwierig, größere 
Spannungen benötigten aber eine hohe Reinheit des Materials. Das auch 
noch auf einem kleinen Chip zu schaffen, ist nicht ganz so einfach.

Als man das dann stabil konnte, war die (erste :) Ära der Nixies schon 
fast zu Ende, denn es gab dann LED-Anzeigen, die viel einfacher 
handhabbar sind.

von Klaus H. (nikolaus10)


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Jörg W. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Jörg W. schrieb:
>>> Ohne diese Maßnahme hätte es vor 50 Jahren kaum transistorisiert
>>> angesteurte Nixies gegeben.
>>
>> Auch vor 50 Jahren gab es schon Transistoren mit >170V Sperrspannung ;-)
>
> Hast du Beispiele dafür?
>

Bf295 (oder so aehnlich) ?

Weis aber nicht so genau wann der rausgekommen war.
Vielleicht mit den ersten Farbfernsehern?


Gruesse und 73

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Klaus H. schrieb:
> Bf295 (oder so aehnlich) ?
>
> Weis aber nicht so genau wann der rausgekommen war.
> Vielleicht mit den ersten Farbfernsehern?

Videoendstufen … gerade mal geschaut. Der DDR-Farbfernseher "Color 20" 
hatte es wohl 1969 nur ganz knapp (einige Monate gegenüber einem 
britischen Konkurrenten) verfehlt, erster „volltransistorisierter“ 
Farbfernseher zu sein (also nur noch Bildröhre und Hochspannungsdiode 
als Röhren). Er hat in den Videoendstufen den SF150 verwendet, der ist 
mit 140 V angegeben.

Also schon noch ein Stück weg von den 200 V. Dürfte meine Schätzung 
nicht so ganz falsch gewesen sein.

von Joachim B. (jar)


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Jörg W. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Jörg W. schrieb:
>>> Ohne diese Maßnahme hätte es vor 50 Jahren kaum transistorisiert
>>> angesteurte Nixies gegeben.
>>
>> Auch vor 50 Jahren gab es schon Transistoren mit >170V Sperrspannung ;-)
>
> Hast du Beispiele dafür?

wenn ich mich recht erinnere BF259 BF459 o.ä. als Video Treiber für 
Röhren.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Joachim B. schrieb:
> wenn ich mich recht erinnere BF259 BF459 o.ä. als Video Treiber für
> Röhren.

Das Thema hatten wir ja gerade zwei Beiträge darüber.

Ist halt die Frage, ob die 1970 wirklich schon verfügbar waren (und zu 
welchem Preis – man braucht schließlich einen pro Katode).

von Joachim B. (jar)


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Jörg W. schrieb:
> Ist halt die Frage, ob die 1970 wirklich schon verfügbar waren

in der RFS Technik war das mein fast täglich Brot Transistoren zu 
wechseln, ob nun 1970 oder 1975 weiss ich nicht mehr, der K9 den mein 
Onkel kauft Volltransistor war 1974 zur WM, und teuer waren die für mich 
an der Quelle nicht! Schlimmer war dann Sonie mit ihren 300 DM 
Ersatzteil Voll Hybrid RGB ICs. Keine Chance für eine günstige Rep. bei 
nur einem Kanalausfall.

: Bearbeitet durch User
von Pille (Gast)


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Es sit ein Stück weit eine Frage der investierten Intelligenz was für 
Transistoren für eine Nixieansteuerung verwendet werden können. In einem 
russischen Tischrechner (ISKRA 111, der mit der akustischen 
Verzögerungsleitung/Schieberegister) finden da nur nicht sonderlich 
spannungsfeste Transistoren Verwendung (Ich glaube ein Silizium, 1 
Germanium)..und es funktioniert doch (Ladungspumpen).

SS200/201/202 vertragen 70/100/120V.

Heute ist das Thema mit Transistoren wie MPSA42 natürlich durch..

Pille

von Pille (Gast)


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Die Anodentreiber sind Germanium PNP MP26b mit 80V Uce_max, die Cs sind 
50nf.

Pille

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