Nixie-Projekt


von Seibold und Thierjung

Projekt Sommersemester 2011: Gasgefüllte Kaltkathoden-Anzeigeröhren

Nixie-Spannungswandler

Für die Anodenspannung der Nixie-Röhren wird für ein schnelles und sicheres Schalten eine Spannung von 170 V bis 250 V benötig. Der genaue Wert ist abhängig vom Röhrentyp. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, diese Spannung zur Verfügung zu stellen - wie an anderer Stelle erläutert wurde.

Die erforderliche Hochspannung für die Nixie-Röhren wird mit einem Aufwärtswandler erzeugt, wobei zwei Schaltungsvarianten zur Auswahl stehen:

PWM-Controller MC34063

Der MC34063 ist ein bewährter PWM-Controller, gut erhältlich, als DIP lieferbar und sehr preiswert. Mit der externen Speicherdrossel und der Schottkydiode wird die Ausgangsspannung hochgepumpt und geregelt, der zusätzliche MOSFET-Schalttransistor erlaubt eine höhere Belastung des Ausgangs.

Die Ausgangsspannung des Schaltreglers ergibt sich aus dem Widerstandsverhältnis des Spannungsteilers an Pin 5 zu:

Uout

Die temperaturkompensierte Referenzspannung VRef beträgt 1,25 V. Durch das zusätzliche 4.7-kOhm-Poti im Widerstandsteiler lässt sich die Ausgangsspannung variieren zwischen:

Umin

Umax

Die gezeigte Schaltung arbeitet ab einer Eingangsspannung von ca. 7,8 V wie gewünscht. Bei erhöhter Belastung durch mehrere Nixie-Röhren musste leider ein sehr großer Spannungseinbruch auf unter 150 V festgestellt werden, welcher sich auch durch Nachregeln am Poti nicht beheben ließ. Durch einen Klick auf den Schaltplan bzw. das Layout lässt sich das entsprechende EAGLE-File herunterladen.

Foto des Boards
EAGLE Schematic
EAGLE Board

Timer NE555

Der NE555 ist ein IC für Timer- oder Oszillator-Schaltungen. Er entwickelte sich wegen seiner Vielseitigkeit - die Einsatzgebiete reichen vom Spielzeug bis zur Raumfahrt - in den vergangenen 40 Jahren zum meistverkauften IC der Welt.

Dier Wandlerschaltung arbeitet nahezu identisch wie die oben gezeigte, nur der PWM-Takt wird eben vom NE555 erzeugt, der als Rechteckgenerator beschaltet ist. Die Regelung erfolgt über die Steuerung des dafür vorgesehenen Pins des Bausteins. Auch hier ist die Ausgangsspannung und damit die Röhrenhelligkeit einstellbar. Durch einen Klick auf den Schaltplan bzw. das Layout lässt sich das entsprechende EAGLE-File herunterladen.

Foto des Boards
NE555 schematic

Der 9-V-Eingang befindet sich auf der rechten Seite des Layouts, der Ausgang mit 170 V - 200 V auf der linken Seite. Die Einstellung der Ausgangspannung erfolgt über den Trimmer R7 oben rechts. Nach dem Löten der Schaltung sollte mittles eines Messgerätes die maximale Ausgangsspannung kontrolliert werden. Je nach verwendeten Kondensatoren C4 und C3 (hier 260-V-Kondesatoren) muss die maximal einstellbare Ausgangsspannung durch Veränderung des Widerstandes R6 angepasst werden.


Copyright © Hochschule München, FK 04, Prof. Jürgen Plate