NIXIE Uhren




		Andreas NIXIE-Uhren ...siehe auch meine Dekatronseite

Vor knapp einem Jahr meinte ein Bekannter es wäre doch toll mal eine NIXIE-Uhr zu bauen. Nachdem ich mir dann auf YOUTUBE mal ein paar angesehen hatte stand der Entschluss auch schon fest! Ja, so was wollte ich auch mal bauen. Also erst mal im www schlau gemacht, welche Betriebsparameter so eine Nixie-Röhre denn überhaupt benötigt. Hmmm ca. 170V bei einem Kathodenstrom von 1-4mA je nach Röhrentyp und Hersteller. Das sollte nicht das Problem sein. Aber woher heute, ca. 30 Jahre nach Ende der Produktion dieser Röhren noch welche bekommen? Ich musste sehr schnell feststellen, das auch heute noch einige über EBAY zu bekommen sind, allerdings alles andere als günstig. Jeder der noch solche Röhren besitzt, hat glaube ich mittlerweile begriffen das die doch schon recht selten sind und sich für teuer Geld verkaufen lassen...
Wie dem auch sei entschloss ich mich erst mal zum Kauf von einigen russischen IN-12 Nixies die offensichtlich immer noch in großen Stückzahlen auf dem Markt sind und für 2-3€ das Stück zu bekommen sind.


	Als erstes musste natürlich ein DC-DC-Wandler her der mir aus 12V die erforderlichen 170-180V mit mindestens 20mA lieferte, sowie die für den Microcontroller und die Logikbauteile benötigten 5V. Da ich eine gut sortierte “Bauteil-Bastelkiste” besitze waren alle Teile verfügbar und so hatte ich nach etwas Planung dann nach wenigen Stunden das passende Teil zusammengebaut. Lediglich als Speicherdrossel musste zunächst mal eine dafür eigentlich nicht besonder geeignete Funkentstördrodssel herhalten. Bei späteren Netzteilen habe ich hierfür SMD Powerinduktivitäten verwendet, die den Wirkungsgrad von über 80% aber auch nicht deutlich nach oben treiben konnten.

	Ein erster Test: et voila


	Der Aufbau des Netzteils ist angelehnt an den Schaltplan von Stefan Kneller (Bild links) den ich im www fand und der immer gerne als Wunderwaffe für Nixi-Uhren angepriesen wird. Allerdings liefert diese Schaltung mit der angegebenen Bestückung nicht genügend Strom für einen statischen Betrieb von 6 Nixie-Röhren a 2,5mA sowie 4 Glimmlampen für die Doppelpunkte a 1mA.

Nach Modifikationen hole ich jetzt 30mA bei 170V also 5,1Watt aus der Schaltung bei einem Wirkungsgrad von über 85%

Und so sieht meine Schaltung jetzt aus.

Als nächstes war dann die Treiberstufe für die Nixies fällig. Da die meisten Nixies laut einhelliger Meinung der Fangemeinde Muliplexing gar nicht mögen, speziell hierfür entwickelte Nixies mal ausgenommen, kam das für mich natürlich gar nicht erst in Frage. Also direkt und statisch ansteuern. Das bedeutet natürlich für jede Ziffer einen eigenen Transistor. Und wenn der dann noch bipolar ist natürlich auch noch je einen Basiswiderstand. Dazu noch mal je 4 Transistoren mit Widerstand für die Trennpunkte. macht in Summe 64 Transistoren und 64 Widerstände. Da natürlich kein kleiner Atmega, mit dem ich die Steuerung realisieren wollte mal eben so noch 64 freie Ausgangspinns über hat, sah ich nur den Weg dies mittels Schieberegistern zu realisieren. Also noch 8 Schieberegister zusätzlich.
Jetzt weiss ich auch warum fast alle auf dem Markt erhältlichen Nixieuhren mit Multiplexing arbeiten. Auf diesen Bauteilaufwand hat natürlich kaum einer Lust, ausserdem schmälert er natürlich den Gewinn. Und dann kommt noch dazu, das man sich ja wirklich ein schlaues Platinendesign einfallen lassen muss, damit man so viele Bauteile auch noch in´s Gehäuse bekommt. Also wird mit Multiplexing gearbeitet, da der “dämliche” Kunde ja eh keine Ahnung hat.
Nicht mit mir.

Hier mein erstes Design mit diskreten bedrahteten Bauteilen.


	Dann noch pflugs ein kleines Steuerplatinchen mit Atmega 8 gebastelt und schon konnte der erste Testaufbau zusammengeschustert werden.



	Wie man sieht ist das ein ganz schöner Drahtverhau geworden, hat aber auf Anhieb funktioniert. Da ich keine Lust auf Tasten habe wurde natürlich gleich eine DCF77 Antenne angebaut. Hier das vorläufige Endergebnis meiner A.R. NIXIE 1


	Hier ein Video vom Testlauf

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Aufgrund des gelungenen Ergebnisses meiner 1. Nixie-Uhr und weil die einfach nur toll aussehen, wollte ich nun unbedingt eine mit stehenden Röhren bauen. Die einzigen Röhren die ich für diesen Zweck für erste Versuche und erschwingliche Preise finden konnte, war der aufrecht stehende Bruder der IN-12 die IN-14. Diese bekam ich dann von einem Händler aus Frankreich für immerhin 7€ das Stück. Also, 12 Stück bestellt und der Freundliche händler schickte mir noch eine kostenlos als Zugabe. Die Ziffernhöhe der IN-14 ist 18mm, genau wie auch bei der IN-12. Auch hier ist die 5 eine auf den kopf gestellte 2. Im Gegensatz zur IN-12 hat die IN-14 aber keine Pinns für einen Stecksockel sondern lange Drähte zum einlöten in die Platine.
Bei meiner 2. Nixie-Uhr wollte ich nun aber nicht die Treiberplatine mit bedrahteten Transistoren bestücken, sondern diesmal mit SMD-Transistoren arbeiten. Ausserdem sollten die Röhren nicht wieder separat irgendwo in der Landschaft sitzen und aufwändig mit der Treiberplatine verkabelt werden, sondern diesmal gleich auf der Platine sitzen. Ich entschied mich dazu kleine Minniplatinen zu entwerfen, bei der die Treibertransistoren mit Vorwiderstand zusammen mit der Röhre eine Einheit bilden und mit Stiftleisten dann auf die Platine mit den Schiberegistern aufgesteckt werden sollten. Hier das Ergebnis:




	Als nächstes war dan wieder Die Schieberegisterbatterie gefragt, die gleichzeitig als Einsteckplatine für die “gesockelten” IN-14 Nixies dienen sollte. Oberseite



	und Unterseite



	Und dann natürlich noch die Spannungsversorgung und die Steuerung mit Atmega8 Links im Bild ein “geschlachtetes” Steckernetzteil, rechts davon der bewährte DC-DC-Wandler von 12 auf 170V, dismal aber mit SMD-Powerinduktivitäten statt Funkentstördrossel (Den eh schon guten Wirkungsgrad hat das aber auch nicht deutlich verbessert) und ganz rechts dann wieder der Atmega8



	Dann noch ein Gehäuse gebastelt, alles zusammengebaut, et voila:


	Hier ein Video vom Testlauf


		_______________________________________________________________________________________________________ Wie ich ja eingangs schon erwähnte, hatte mir der freundliche Franzose ja eine IN-14 Nixie als Zugabe mitgeschickt. Was macht man nun mit einer einzelnen Nixie-Röhre? Aufheben als Ersatz falls mal eine kaputt geht? Nö, daraus wollte ich mir, inspiriert durch Youtube-Videos, eine Single-Tube-Nixie-Uhr bauen.Das Gehäuse sollte natürlich nicht zu bullig werden, sondern harmonisch zur Nixie-Röhre passen. Nun ist eine IN-14 mit ihren 18mm Aussendurchmesser nicht gerade ein Gigant. Ich entschloss mich daher meine Gehäusegröße auf etwa 30mm zu beschränken und auch die Höhe sollte nicht wesentlich über 30mm betragen. Das schränkt den Platz für die Elektronik natürlich extrem ein. Der DC-DC-Wandler von 5V auf 170V sollte natürlich mit ins Gehäuse. Also fing ich erst mal mit der Entwicklung eine möglichst kleinen Wandlers an, der auf eine Platine von maximal 30mm Durchmesser passt. Nach vielen Tests auf meinem Steckbrett, reifte die Erkenntnis, das ich mit Speicherdrossel aus meiner Bastelkiste nicht weiterkomme. Also nahm ich eine kleine Rinkerndrossel, die ich aus einer verstorbenen Energiesparlampe ausbaute.Diese hatte einen Aussendurchmesser von 10mm, einen Innendurchmesser von 6mm und eine Dicke von 4mm. Der Al-Wert dises Kerns schien mir mit 1200nH geignet für diese Anwendung. Dieser entfernte ich zunächst die vorhandene Wicklung, um dann eine Eigene aufzubringen. Nach vielen Versuchen hatte ich dann ein wirklich brauchbares Ergebnis. Eine Drossel mit Mittelanzapfung. 2 Wicklungen übereinander, die “Primär”-Wicklung mit 14 Windungen leicht verzwirbeltem 0,3mm Draht und die “Sekundär”-Wicklung mit 45 Windungen 0,3mm Draht. Das Ganze dann mit Sprintlayout zu einer Platine umgesetzt, gefräst, gelötet, et voila: Der Durchmesser ist auf den BILDERN noch nicht Endstand. Den habe ich erst zum Einpassen ins Gehäuse angepasst





			Der erste Test am “lebenden Objekt”


	Als nächstes dann ein Platinchen zur Aufnahme der Nixie, wieder mit der bewährten Technik mit den SMD-Transistoren im Sockel:


		Funktioniert super! 170V 3mA aus 5V


	Sowie ein Steuerplatinchen mit Atmega 8 in SMD-Bauform.:


	Und das ganze dann in Sandwichbauweise zusammengesetzt...


	Gehäuseteile gedreht...


			Und fertig ist die Single-Tube-IN-14-Nixie-Clock. Selbstverständlich auch wieder mit DCF-Antenne.



	Hier gibts ein Video zur Herstellung und dem ersten Testlauf

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Was soll ich sagen, mich hatte der Nixievirus infiziert und ich wollte unbedingt noch mehr Uhren bauen, aber leider waren meine schönen IN-14 alle. Ich fand glücklicherweise einen Händler in Bulgarien der mir 150 Stück zu einem fairen Preis anbieten konnte. Diese musste ich natürlich kaufen! ;-)

Und so konnte ich denn zu meiner Nixie #4 ansetzen.
Es sollte wieder eine ähnliche wie die 2. werden. Da mir bei dieser aber das Gehäuse zu wuchtig war, wollte ich diesmal das 12V Schaltnetzteil als Steckernetzteil belassen. Ausserdem war mir die Herstellung von 6 Einzelplatinen für die Röhren und Doppelpunktröhren zu aufwändig und so entschied ich mich diese Einzelplatinen zu einer Einzigen zusammenzufassen. Dazu musste dann die Schieberegisterplatine schmaler gemacht werden und die DC-DC-Wandlerplatine mit Atmega 8 komplett neu designt werden. Die Technik ist ansonsten identisch mit meiner Nixie #2, so das ich diese hier nicht weiter beschreibe.

Die neu designte Röhrenplatine


	Alle Teile zusammengebaut


	Und wie sollte es auch anders sein, funktionierte wieder mal auf Anhieb...


	Hier ein Video vom Testlauf und Bilder der Herstellung

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...und dann hatte ich das unfassbare Glück bei EBAY der Gewinner einer Auktion über 6 “neue” Z5660M Nixie Röhren zu sein. für 102€, da haben aber einige ziemlich gepennt ;-)

Die Doppelpunktröhren sind natürlich wie bei den Vorgängeruhren auch schon selber hergestellt.


		Diese Röhren sind mit einer Ziffernhöhe von immerhin 30mm schon fast doppelt so hoch wie die IN-14 mit ihren 18mm. Ausserdem sind die Ziffern deutlich schöner und die 5 ist keine auf dem kopf stehende 2, obwohl auch die kopfstehende 2 ihre Reize hat. Links die Z5660M, rechts die IN-14. Die Z566 ist damals in verschiedenen Versionen hergestellt worden. Mit Pumpstutzen oben, wie auf dem Bild, sowie auch mit Pumpstutzen unten. Mir persönlich gefällt dieses Zipfelchen deutlich besser als die Glatzköpfige Version wie man sie auch von den großen russischen IN-18 kennt. Des weiteren gab es die klare Version mit der Bezeichnung Z5660M, sowie die orange gefärbte mit der bezeichnung Z566M. Ausserdem gibt es noch die Baugleiche ZM 1040 / ZM1042. Mir gefiel auf Anhieb die ungefärbte deutlich besser. Das sollte sich später ändern...




	Links mal ein Größenvergleich. von links nach rechts in Klammern die Ziffernhöhe: Z5900M (10mm), Z573M (13mm), IN-14 (18mm) und Z5660M (30mm)


	Hier mal zum Vergleich: die Z5660M und die Z556M

Aufgrund der Tatsache das die Z566 deutlich grösser als die IN-14 ist, kam mir in den Sinn doch mal eine Ein-Platinen-Version in Angriff zu nehmen. Dies bedeutete das ich den DC-DC-Wandler, den Atmega8, die 8 Schieberegister sowie 64 Transistoren mit Vorwiderständen auf nur einer Platine unterbringen musste und diese sollte dann nicht so groß werden, daß das benötigte Gehäuse später unproportional wirkt. Also musste ich wieder ein neues Platinenlayout ersinnen. Der aus der Vorgängeruhr eh schon schlanke DC-DC-Wandler musste noch mal schmaler gemacht werden und aus der 3-Platinen-Sandwich-Version alles auf eine Platine untergebracht werden. Wir errinnern uns: Multiplexen wie bei ca. 90% der im www zu findenden Uhren kommt für mich aber so was von gar nicht in Frage !!!

Herausgekommen ist dann nach ca. 2 Wochen a 2 Stunden täglich diese Platine:


			Hier noch mal alle Einzelteile vor dem Zusammenbau



		Und, ich hatte es aufgrund der Ergebnisse der Vorgängeruhren nicht anders erwartet: Lief mal wieder auf Anhieb!


	...und dann bekam ich 12 Stück Z566M Nixies und was soll ich sagen, mittlerweile finde ich die DEUTLICH schöner als die ungefärbten. Nun muss ich mir nur noch was einfallen lassen wie ich meine Doppelpunktröhren eingefärbt bekomme, damit diese zum Gesammtbild passen. Ich denke ich werde mal Glasklaren Glaslack testen...

und dann kam endlich mein bestellter Glühlampentauchlack. ich hatte sicherheitshalber je eine Flasche orange und rot bestellt. und das war auch gut so, denn das Orange war viel zu orange und das Rot viel zu rot. Also etwas rummischen und testen und herausgekommen ist dann eine Farbe die sich von der originalen Beschichtung der Z566M Nixies nicht mehr unterscheiden lässt.

und was soll ich sagen, ich finde das sieht einfach toll aus!

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...und dann kamen die ersten Anfragen ob sie denn nicht einen Bausatz von mir haben könnten. Am besten mit IN-14 Nixies das ganze dann aber als flache Einplatinenversion. Daraufhin habe ich versucht alle Komponenten für diese Version auf eine Platine zu quetschen. Probleme bereiteten vor allem der eh schon sehr kompakte DC-DC-Wandler und der Atmega 8 auf der Rückseite. Schließlich ist es mir aber doch dann gelungen.

Rückseite mit schon aufgelöteten Transistoren

Oberseite mit Bestückung

Ein erster Test...
Oben -> Uhrzeit Unten -> Datum

Dann mussten noch neue Gehäuse entworfen und gefräst werden... gleich ein paar mehr...

Fertig!

Wunderschön!

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...und dann musste ich unbedingt noch mal eine zweite Nixie Uhr Nummer 5 bauen...

Also zunächst mal wieder eineige Platinen fräsen (wenn man schon mal in Gange ist dann gleich 5 Stück)

Dann bestücken...


	D e t a i l a n s i c h t


	Oberseite, test der LEDs

Erster Test noch ohne Gehäuse.

Hier mal ein VIDEO vom Testlauf noch ohne Gehäuse

Rückansicht, noch ohne Gehäuse.

Vorderansicht mit Gehäuse im Vordergrund.

Und endlich zusammengebaut und in Betrieb bei Zimmerbeleuchtung

und im Dunklen.

Und wieder ein Schmuckstück vor dem ich stundenlang sitzen kann um zu sehen wie die Zeit vergeht...

Hier gibt´s ein VIDEO vom Zusammenbau und ein VIDEO vom ersten Testlauf mit Gehäuse

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...und dann wollte ich noch mal testen ob sich meine Nixie Uhr 6 in einem Steampunkgehäuse wohlfühlt.

Dazu habe ich mal testweise ein Holzgehäuse mit Kupferfolie beplankt...

...mit Kupfernieten versehen und ein Messing-Typenschild vorne angebracht. Ich finde das steht ihr gar nicht mal so schlecht. Nun muss das Kupfer aber noch etwas altern. So sieht mir das noch zu frisch aus.

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Bild von meiner Nixie 1 mit in 12 Röhren mit verschiedenen Belichtungszeiten

Ich biete auch Bausätze an

Hier werde ich weitere Nixie Uhren vorstellen. Der nächste Winter kommt bestimmt...

:-)