Difference between revisions of "Nixie Uhr Bausatz 2.1"

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Revision as of 22:21, 27 July 2020

Übersicht

3D Ansicht der Platine in KiCAD

Die Turmlabor Nixie Uhr hat folgende Features:

  • 4 IN14 Ziffernanzeigeröhren. Andere Ziffernanzeigeröhren könnten allerdings auch rein passen
  • Stromversorgung über USB Netzteil
  • Mikrocontroller ESP12E mit WLAN. Die Uhr kann sich die aktuelle Zeit von einem NTP Server holen
  • DS3231 RTC. Dadurch bleibt die Zeit auch ohne WLAN Anbindung stabil
  • Mikrocontroller über USB mittels FT232 am PC programmierbar
  • MQTT Client. Dadurch kann die Uhr in ein bestehendes Hausautomatisierungssystem eingebunden werden, um z.B. die Ziffernanzeigeröhren nur bei Anwesenheit einzuschalten.
  • WS2812 RGB LEDs unter den Röhren für alle, die bunt beleutete Nixieröhren mögen
  • Hübsche Platine in Violett


Die Version 2.1 der Turmlabor Nixie Uhr weist gegenüber den vorherigen Versionen einige Änderungen auf. Schaltplan und Layout sind in KiCAD erstellt.

Aktueller Stand

  • Juli 2020: Prototyp aufgebaut, Hochspannungsversorgung funktioniert, upload der Firmware und abschließender Funktionstest steht aus.
  • Nach erfolgreichem Test wird es eine Kleinserie zum Selbstkostenpreis geben.

Schaltungsänderungen gegenüber den vorhergehenden Versionen

Erklärtes Ziel der Änderungen ist es, neben dem Beheben von Schaltungs- und Layoutfehlern, eine Effizienzsteigerung insbesondere in der Anodenspannungsversorgung zu erreichen, unnötige Schaltungsteile zu entfernen und auf Durchsteckbauelemente weitgehend zu verzichten.

Schaltplan Hochspannungsversorgung
Schaltplan der Hochspannungsversorgung

Spannungsversorgung

Eine wesentliche Verbesserung ist der geänderte Hochsetzsteller für die Anodenspannung. Dieser nutzt nun den Reglerschaltkreis LM3478 und den Schalttransistor SI4434. Die Schaltung wurde in LT-Spice optimiert und erreicht in der Praxis einen Wirkungsgrad von etwa 70%.

LM3478 Layout
Layout der Hochspannungsversorgung

Die Überstromschutzschaltung hat bei den vorherigen Versionen als zu aufwändig und zu wenig wirksam herausgestellt. Sie wurde jetzt durch eine Polyfuse und eine unidirektionale TVS Diode zum Überspannungs- und Verpolschutz ersetzt.

Nixieröhren

Die Komma-Anschlüsse der Röhren sind jetzt ebenfalls an die Schiberegister angeschlossen. Dadurch ergibt sich eine Änderung in der Zuordnung der Ziffern in der Software.

Layout

Das Layout ist darauf optimiert, auf dem Bestückapparat des Turmlabores bestückbar zu sein. Das bedeutet insbesondere, dass alle Bauteile auf einer Seite der Platine montiert werden. Weiterhin gibt es Änderungen am Package des IO Expanders, es ist jetzt ein SOIC18W. Dadurch sollte dieses Bauteil auch für im SMD Löten unerfahrene Menschen bestückbar sein.
Nixie 2v1 Layout.png

Weblinks