Trafo wickeln und der mechanische Aufbau
November 2016
Plötzlich war da zig Jahre später der Gedanke das ganze erneut zu versuchen. Die Nixieröhren waren vorhanden, die Fassungen waren vorhanden. Gut,...der Trafo ware jetzt nicht wirklich vorhanden, aber das war das kleinere Problem. Auch wenn ich im Vorfeld schon mehere Hochspannungsquellen erprobt habe, entschied ich mich für die klassische Trafo Variante. Aber seht selbst.
Nach anfänglichem Suchen und herumprobieren, habe ich auch recht schnell den passenden Trafo gefunden, welcher sich wunderbar umwickeln lässt.
Ein einfacher M55 Kern, kaum größer als eine Halogenglühbirnchen. Mit einer möglichen Leistungsabgabe von 12 Watt wird dieser Trafo
mehr als ausreichen. Quelle: roehrenkramladen.de
Der Trafo war schnell zerlegt und wurde sekundär komplett neu bewickelt. Eine Spannung mit guten 8 Volt und eine für die
Betriebsspannung der Nixie-Anoden. Da ich keine Ahnung hatte wann die Andodenspannung ausreichen würde, habe ich
einfach solange gewickelt bis mir mein Bauchgefühl sagte das ich fertig bin. Die 6 Volt Wicklung... naja, man kann ja im
Urzustand mal antesten, wie viele Wicklungen für einen Volt nötig sind.
Fix einen kleinen Lastwiderstand angeklemmt und die Spannung gemessen. Alles im grünen Bereich.
Hier sieht man die gemessen Werte. Bei 221 Volt entnehme ich einen Strom von 46 mA. Das entspricht einer Leistung von über
10 Watt. Diese mögliche Leistung ist mehr als ausreichend. Die Nixieanzeigen haben eine Zündspannung von 140 Volt Gleichspannung.
Gleichgerichtet und ohne Last liegt die Gleichspannung bei über 250 Volt. Aber keine Sorge... die bricht noch zusammen.
Der fertige Trafo ist wirklich gut geworden. Abgeklebt mit Kaptonklebeband und nen Zettel reingepackt, isses fertig.
Der SN 74141 Nixie Treiber IC benötigt nur das BCD Signal der vorgesetzten Schaltungslogik, die 5 Volt Betriebsspannung und
die gemeinsame Masse - Minuspol der gesamten Schaltung ...ergo auch der Anodenspannung. Er Schaltet nicht die Anodenspannung zu den
Nixies durch, sondern nur die Massepotentiale. Ansonsten würden die Isolierschichten in dem IC nicht ausreichen.
Ich habe mich daher entschlossen alle 6 Treiber ICs Modular und identisch aufzubauen. So ist es mir möglich jede Baugruppe
einzeln zu testen. Da mir schlichtweg die unmenschliche Erfahrung fehlt, die so einige zu haben scheinen, muss ich so
herangehen. Alles mit einem mal, ist vorhe schon schief gegangen. Auch werde ich alles auf Lochraster verdrahten. Das sieht zwar
alles etwas Prototypmässig aus, ist aber dennoch ein möglicher Weg. Die Fehlersuche wird dahingehend auch vereinfacht, da ein Draht schnell
mal getauscht ist...aber eine Leiterbahn??? Dieses zu sehende Modul habe ich nun 7 mal aufgebaut. Einmal als Ersatz.
Auf der Platine ist auch ein kleiner Widerstand zu sehen. Das ist der Anodenwiderstand. Jetzt denken einige zu recht...hat er eben
nicht noch geschrieben, das man die Anodenspannung nicht am IC braucht?? Ja...genau! Dem ist auch so. Ich habe nur praktischer
weise die Anodenspannung mit auf die Platine geführt und über einen Vorwiderstand direkt und ohne Berührung des ICs wider auf
der anderen Seite herausgeführt. Das erleichtert später die Verdrahtung, da alles logischer ist.
Ein erster Versuch...hier noch ohne BCD Codierhilfe, zeigte auf allen 7 Platinen die volle Funktion. Dafür habe ich eine
einzelne kleine Nixieröhre als Test angeschlossen. Um auch optisch zu erkennen ob die 5 Volt anliegen, die der IC für seine
versorgung benötigt, habe ich jeder Platine eine kleine LED verpasst. Ok...das steigert die Stromaufnahme auf der 5 Volt Seite um
gesammt 90mA, ausgehend von 15mA pro LED, aber dafür sehe ich ob die 5V stehen, wenn mal eine Nixie etwas komisch werden sollte über die Jahre.
So kann ich schon im Vorfeld mit hoher Warscheinlichkeit eine Fehlerquelle ausmachen. Die Anodenspannung wird hier über einen
einfachen Sperrwandler erzeugt.
Aufgebaut habe ich alles auf einer Platte aus Teflon. Warum gerade Teflon? Naja, die hatte ich gerade noch rumliegen.
Die einzelnen Anzeigefassungen, habe ich neu ausgerichtet und entsprechend verklebt. Da ich nur 5 x die ZM1040 hatte, mussten
die beiden letzten Stellen abgewinkelt werden. Als Verbindungsleitungen habe ich dieses Regenbogenflachbandkabel genommen. Ob das
eine gute Idee war? Auch habe ich jede Nixiefassung zu 100% verdrahtet. Bei der ersten Stelle, wäre es nicht nötig gewesen. So sehe
ich trotz allem ob Fehler vorhanden sind. Es wird sich zeigen, das diese Entscheidung richtig war.
Hier sieht man den gesamten mechanischen Aufbau. Die Fassungen sind mit Gewindebolzen aufgebockt und stehen so recht hoch.
Alle Maße ergaben sich wie immer aus den Dingen die ich so herumzuliegen habe. Geplant ist hier wenig.
Die Rückseite zeigt schön den Rahmen für die Treiberplatinen. Der Rahmen besteht aus Kupfersammelschienen, wie sie
im Bereich des Schaltschrankbaus verwendet werden. Diese sind leicht zu verarbeiten, günstig, lötbar und für mich als
Elektriker oft kostenlos, wenn es um die Entsorgung geht. Es sind ja nie Massen die sich lohnen zu Geld gemacht zu werden, nur
immer so viel wie der Bastler eben braucht.
Aufrecht stehend neben dem Trafo sieht man die Netzteilplatine. Diese wurde bewusst einfach gehalten. Die 5 Volt werden
über einen handelsüblichen 7805 IC erzeugt. Die Anodenspannung wird nur gleichgerichtet und gesiebt.
An dieser Stelle teste ich die weiter oben angesprochenen Treiberplatinen der einzelnen Nixieröhren. Dazu habe ich alle
ABCD oder auch 1248 Anschlüsse der ICs auf ein Steckboard geholt. Nun konnte ich über Steckbrücken die entsprechenden
High und Low Signale setzen und somit die einzelnen Stellen testen. Ergebnis der ganzen testerei....alles fehlerfrei verdrahtet.
An ein Gehäuse musste auch gedacht werden. Dazu bin ich zu Hornbach gefahren und habe in der Holzverschnittkiste geschaut.
Gefunden habe ich diese sehr stabilen Kunststoffplatten, die sich hervorragend verkleben lassen und extrem stabil sind. Schneiden
kann man das ganze nur mit einer Stichsäge und viel Geduld.
Da ich auch keine entsprechend große Lochrasterplatine vorrätig hatte, musste ich zwei Platien aneinander kleben. Darauf lötete
ich erst einmal alle IC Fassungen und Stift auf die ich benötige.
Die Rückseite...hier noch ohne Kupfer.
Nach einigen Tagen der Verdrahtung stellte ich fest...HURRAAA... alle Verbindungen sind angelegt. Wie ich das mache? Ich drucke mir
den Schaltplan aus und zeichne nun jede gelötete Verbindung und jedes Bauteil mit einem roten Buntstift nach. So kann ich
über mehere Tage und Wochen solche wilden Aufbauten aufbauen ohne etwas doppel zu löten.
Das anpassen des Gehäusekorpus bedurfte etwas Zeit.
Der erste Funktionstest am Rechteckgenerator als Taktquelle zeigte eine leichte Affinität zum springen der Uhrzeit.
Zu sehen ist hier nun der Taktgeber. Ein CD4060 an einem Quarz und die letzten Teiler mit Transistoren versehen lassen es im
Gehäuse schön blinken. Genau nach meinem Geschmack.
Alle Adern und Leitungen wurden nun verdrahtet und die Uhr tut auch was sie soll. Naja... tut sie es denn auch?
Jetzt kam mir der Gedanke, das ich die 5V Puffern könnte, um das der Taktgeber und die logik weiterlaufen...aber das war leider
nicht realisisch, da die Stromaufnahme zu hoch ist. Man könnte es mit einem richtigen NICD Akku probieren, aber ob das
dann auch hält? Einen Gedanken könnte man daran tatsache verschwenden. Eventuell sogar mit einem Step Up Regler, der durch einen Tastendruck
kurz die Nxis zuschalten kann.
Eine Übersicht.
Und noch ein Bild.
Alle vier ZM1040 sind von VALVO und in einem top Zustand. Eine Röhre ist als Ersatz vorrätig.
Die ZM1020 sind von TELEFUNKEN. Von denen habe ich noch zwei als Ersatz.
Die Uhr ist nun in betrieb, läuft aber nicht richtig.
Man sieht schön die einzelnen Anoden.
Auf dem Therarium findet die Uhr vorerst ihren Platz. Durch die Plexiglasscheibe, kann man alles sehr gut sehen.
Leider läuft die Uhr alles andere als zufriedenstellend. Sie springt sporadisch mehere Stunden oder Minuten hin und her, vergisst auf die nächste Stunde zu zählen und so weiter. Ein totaler Mist an dieser Stelle. Zudem steigen einige Ziffern auch aus. letzteres könnte daran liegen, weil alle Verbindungen durch Steckkontakte realiseirt wurden. wir werden sehen...schaut in den nächsten Beitrag.
Vielen Dank für die Aufmekersamkeit. Euer Verfasser.
Di / 17.04.2024
