Projekte:Nixie-Uhr

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Eine Nixie-Uhr ist eine Uhr, die mit Anzeige-Röhren - sogenannten Nixie-Röhren gebaut wurde. Die Anzeige-Röhren zeigen die Ziffern wie auf einer Digitaluhr an. Eine solche Uhr gibt es nicht zu kaufen, man kann sie lediglich selbst basteln oder teure DIY-Kits im Internet bestellen. Aber ich habe mich dazu entschlossen alles selbst zu machen.

Nixie-Röhren werden nicht mehr hergestellt, man muss sich entsprechende Röhren daher über Ebay oder Sammler beschaffen.


Erste Versuche

Als Erstes benötigt man eine Spannungsversorgung mit ca. 170 V. Die Röhren benötigen diese hohe Spannung zum Zünden der Leuchtziffern. Der Stromverbrauch ist entsprechend gering (etwa 2mA je Röhre).

Ich verwendete dafür den MC34063 - einen einfachen Schaltregler im Step-Up-Betrieb. Die ersten Testergebnisse sieht man hier im Video: {{#ev:youtube|q7NOnNVgCjM}}


Schaltplan

Anzeigeröhren meiner NIXIE Uhr im Schaltplan.

Nach den ersten Versuchen war ich zuversichtlich, dass ich eine funktionierende Platine zustande bekomme. Der Schaltplan mit den Grundelementen ist bereits fertig. Die Uhr enthält in Version 1.0 nur die nötigsten Dinge wie:

*6 NIXIE Röhren
*Spannungsversorgung 170 V
*Spannungsversorgung 5 V
*4 Taster (Entprellt)
*Uhrenquarz für den Takt des RTC

Rechts sieht man einen Teil des fertigen Schaltplans. Das PCB Layout wird in den nächsten Wochen folgen.

UPDATE 1: Die Hardware-Entprellung der Taster musste aus Platzgründen entfernt werden.
UPDATE 2: Es sind 6 LEDs hinzugekommen um die Röhren zusätzlich von unten blau beleuchten zu können. 


Layout 1: Nixie-Board

Der erste Teil des Layouts ist fertig und hoffentlich Fehlerfrei. Ich habe mich nun dazu entschlossen das Layout nicht auf eine, sondern auf zwei gestapelte Platinen zu platzieren, damit ich in der Fläche von oben gesehen kleiner bleibe. So konnte ich ein formschöneres Gehäuse auswählen.

Hier zwei Bilder des Layouts:

PCB-Board 1 2D
PCB-Board 1 3D


Layout 2: Versorgung und MCU

Um die Röhrenplatine anzusteuern habe ich eine zweite Schaltung entworfen. Sie liefert die zwei nötigen Spannungen von 170 V für die Nixie Röhren und 5 V für die Schieberegister. Außerdem besitzt sie einen Mikrocontroller der die Schieberegister füllen soll, die LEDs an und Ausschaltet und weitere Steuerungen übernimmt.

Die beiden Boards werden mit einem Flachbandkabel verbunden und dann übereinander im Gehäuse platziert.

PCB-Board 2 2D
PCB-Board 2 3D


Gehäuse

Die Entscheidung für ein Gehäuse musste schließlich mit der Anfertigung der PCB Layouts fallen. So entschloss ich mich für ein teureres Alugehäuse, das für meinen Geschmack optisch recht ansprechend ist. Die nötigen Bohrungen werden mit einer Lochsäge gebohrt. Ich hoffe das funktioniert so, wie ich mir das vorstelle.

Gehäuse












Prototyp

Dezember 2010

Der erste Prototyp...

Erster Prototyp des Nixie Röhren-Boards - Transistoren verdreht bestückt da Layoutfehler
Erster Prototyp des Nixie Versorgungs-Boards - Selbst geätzt.


Der erste Prototyp unterstützt noch nicht viele Funktionen. Einiges muss noch in der Software ergänzt werden und einige Fehler im Hardwaredesign wurden ebenfalls ausgebessert.

Anhand des Prototypen sind mir einige Verbesserungen aufgefallen, die in einer neuen Version natürlich verbessert werden.

Alles in Allem bin ich sehr zufrieden mit der ersten Version, ich hätte nicht gedacht, dass bereits der erste Versuch so gut funktioniert. Vor allem nicht, da ich das Konzept vorher ausschließlich einmal mit dem oben gezeigtem Video getestet habe - der Rest entstand in meinem Kopf und wurde erst mit diesem Prototypen getestet. Der Prototyp ist voll einsatzfähig und die Zeit läuft sehr sehr genau.

Hier unten noch einmal ein Video meiner ersten Nixie Uhr... {{#ev:youtube|SxNXQGKVE-8}}