Nixieklocka får hamna sist i projektkön efter IR-dimmer, HW-keylogger, termometer/temp-logger, och kronograf för skytte.
Synkron Nixieklocka
-
Schnegelwerfer
- Inlägg: 1863
- Blev medlem: 8 november 2004, 13:46:56
bengt-re: Har du kollat efter rör på Ebay? Jag brukar söka på "nixie -miss" och få upp hundratals auktioner. Om jag struntar i "-miss" så får jag upp massor av jeans från miss sixty. Priserna är i mina ögon väldigt bra, mkt billigare än internetbutiker och dessutom får man ofta med socklar. Jag har beställt allt mitt från östeuropa och betalning och leverans har fungerat superbt. På Ebay finns dessutom massor av annan udda elektronik som dekatroner och bargraphs. Dessutom passade jag på att beställa ryska VFD-er till ett framtida projekt.
-
bengt-re
- EF Sponsor
- Inlägg: 4829
- Blev medlem: 4 april 2005, 16:18:59
- Skype: bengt-re
- Ort: Söder om söder
- Kontakt:
Små stårnde nixierör där man ser siffrorna från sidan o
Inte från toppen. Jag kan kolla beteckningen på de på måndag då vi har i museet på jobbet ett gulligt kort med de rören jag ville använda mig av.
Sådär, nu är man tillbaka. Lite brunare och gladare =)
Jag har börjat kika på hur nätaggregatet ska byggas. Klockan kräver minst 170 VDc för att rören ska tända ordentligt och 5 VDc för att logiken ska trivas. Jag vill inte dra upp näteffekt i klockan utan jag tänkte mata med redan nedtransformerad växelspänning, ungefär som Illuwatar gjort i sin design. Jag har tänkt mig att en L7805-krets ska se till att logiken får bra spänning. För att få fram högspänning ämnar jag koppla en trafo från Kjell & Co "åt fel håll". Matar man en trafo lindad för att få ned 230VAc till 12VAc med 9VAc borde jag få ut ca 240VDC likriktat. Efter bryggan ska en stor glättningskondensator sitta. Sedan räcker inte mina kunskaper längre..
Eftersom aggregatet ännu så länge är oreglerat så lär spänningen bero på lasten, som kommer variera ganska kraftigt eftersom IN-13 röret vill har varierad ström. Dessutom räcker det om utspänningen blir ca 200 VDc. Enklast möjliga lösning är att koppla på en zenerdiod och en resistor, men det ger ganska stora förluster. I de beskrivningar jag hittat på nätet rekommenderar man en transistorkoppling istället. Jag har skissat de båda lösningarna som I och II under ritningen. Finns det någon här på forumet som har koll på hur man designar spänningsaggregat och kan förklara hur II funkar och hur man ska dimmensionera komponenterna?
Ett nixierör drar ca 2mA, sekundindikatorn maximalt 5mA. Glimmlamporna har jag inga bra data på, men det största värde jag sett har varit 0,5mA. Maximalt kommer tre av dessa vara tända samtidigt. Grovt räknat finner jag att aggregatet måste kunna leverera ca 20 mA till högspänningsdelarna, för att vara på den säkra sidan.
http://student.stunet.se/nixie/psu.jpg
/Anton
Jag har börjat kika på hur nätaggregatet ska byggas. Klockan kräver minst 170 VDc för att rören ska tända ordentligt och 5 VDc för att logiken ska trivas. Jag vill inte dra upp näteffekt i klockan utan jag tänkte mata med redan nedtransformerad växelspänning, ungefär som Illuwatar gjort i sin design. Jag har tänkt mig att en L7805-krets ska se till att logiken får bra spänning. För att få fram högspänning ämnar jag koppla en trafo från Kjell & Co "åt fel håll". Matar man en trafo lindad för att få ned 230VAc till 12VAc med 9VAc borde jag få ut ca 240VDC likriktat. Efter bryggan ska en stor glättningskondensator sitta. Sedan räcker inte mina kunskaper längre..
Eftersom aggregatet ännu så länge är oreglerat så lär spänningen bero på lasten, som kommer variera ganska kraftigt eftersom IN-13 röret vill har varierad ström. Dessutom räcker det om utspänningen blir ca 200 VDc. Enklast möjliga lösning är att koppla på en zenerdiod och en resistor, men det ger ganska stora förluster. I de beskrivningar jag hittat på nätet rekommenderar man en transistorkoppling istället. Jag har skissat de båda lösningarna som I och II under ritningen. Finns det någon här på forumet som har koll på hur man designar spänningsaggregat och kan förklara hur II funkar och hur man ska dimmensionera komponenterna?
Ett nixierör drar ca 2mA, sekundindikatorn maximalt 5mA. Glimmlamporna har jag inga bra data på, men det största värde jag sett har varit 0,5mA. Maximalt kommer tre av dessa vara tända samtidigt. Grovt räknat finner jag att aggregatet måste kunna leverera ca 20 mA till högspänningsdelarna, för att vara på den säkra sidan.
http://student.stunet.se/nixie/psu.jpg
/Anton
-
Schnegelwerfer
- Inlägg: 1863
- Blev medlem: 8 november 2004, 13:46:56
Variant II skulle jag nog rekommendera.
Den fungerar genom att en transistor vill ha samma spänning (nästan) över emitter-jord som till bas-emitter-jord. Zenerdioden ser till att ge en konstant spänning på basen. Transistorn ser då till att samma spänning (ungefär) ligger mellan emitter och jord, d.v.s. där du vill koppla in din belastning.
Om man antar att du har 200V oreglerat, och rören vill ha 180V (det finns nämligen 180V zenerdioder). Detta ger att ungefär 20V kommer att ligga över motståndet. Antag nu att zenerdioden vill ha 3mA genom sig (info finns i databladet). Detta ger att motståndet måste vara på 20/0,003 = ~6,65k. Effekten i detta motstånd blir 20^2/6650 = 60mW (ett "vanligt" motstånd duger). Effekten i zenerdioden blir då 180*0,003 = 0,5W. Effekten i transistorn blir 20*0,020 = 0,4W.
Du får nog mäta på din högspänning, och se hur mycket den varierar när du belastar den, och räkna på extremfallen. Ovanstående beräkningar är ju i alla fall en början.
Den fungerar genom att en transistor vill ha samma spänning (nästan) över emitter-jord som till bas-emitter-jord. Zenerdioden ser till att ge en konstant spänning på basen. Transistorn ser då till att samma spänning (ungefär) ligger mellan emitter och jord, d.v.s. där du vill koppla in din belastning.
Om man antar att du har 200V oreglerat, och rören vill ha 180V (det finns nämligen 180V zenerdioder). Detta ger att ungefär 20V kommer att ligga över motståndet. Antag nu att zenerdioden vill ha 3mA genom sig (info finns i databladet). Detta ger att motståndet måste vara på 20/0,003 = ~6,65k. Effekten i detta motstånd blir 20^2/6650 = 60mW (ett "vanligt" motstånd duger). Effekten i zenerdioden blir då 180*0,003 = 0,5W. Effekten i transistorn blir 20*0,020 = 0,4W.
Du får nog mäta på din högspänning, och se hur mycket den varierar när du belastar den, och räkna på extremfallen. Ovanstående beräkningar är ju i alla fall en början.
Schnegelwerfer: Tack för ditt snabba svar och din ypperliga beskrivning. När du skriver att spänningen mellan emitter-jord och bas-emitter-jord ska vara lika så antar jag att du menar att spänningen mellan bas-emitter hamnar runt 0,7V, vilket är klart försumbart i denna krets.
Oreglerat lämnar trafon närmare 240Vdc som jag vill få ned till 200Vdc. Eftersom 40Vdc ska "styras bort" så får jag lite större förluster än i dina beräkningar, men det bör gå bra med standardkomponenter.
Nu är det dags att slänga iväg en beställning på trafos och dioder och annat smått o gott.
/Anton
Oreglerat lämnar trafon närmare 240Vdc som jag vill få ned till 200Vdc. Eftersom 40Vdc ska "styras bort" så får jag lite större förluster än i dina beräkningar, men det bör gå bra med standardkomponenter.
Nu är det dags att slänga iväg en beställning på trafos och dioder och annat smått o gott.
/Anton
-
Schnegelwerfer
- Inlägg: 1863
- Blev medlem: 8 november 2004, 13:46:56
Angående spänningar osv. så fungerar ju kopplingen som en emitterföljare. I en sådan så delas basspänningen upp mellan bas-emitter (0,7V) och det som är kopplat mellan emitter och jord (resten). Detta ger att transistorn reglerar spänningen på emittern så att ovanstående villkor blir uppfyllt.
Denna koppling är även vanlig när man vill göra en strömgenerator. Då kopplar man ett motstånd mellan emitter och jord, och i och med att spänningen över motståndet blir konstant, får man också en konstant ström genom motståndet.
Det där blev en lite rörig förklaring...
Denna koppling är även vanlig när man vill göra en strömgenerator. Då kopplar man ett motstånd mellan emitter och jord, och i och med att spänningen över motståndet blir konstant, får man också en konstant ström genom motståndet.
Det där blev en lite rörig förklaring...
Jag stötte på en den oklarheter när det gällde dimmensioneringen av komponenterna. För det första, kan man anta att transistorns strömförstärkning är så god att man kan bortse från att den drar ström via basen? Jag blir nämligen inte riktigt klok på de datablad jag kikat i. Måste man beakta fler parametrar än att den ska klara 40V över kollektor-emitter samt att den ska klara effektutvecklingen?
Från likriktarbryggan kommer det idealiskt sett 244Vdc (pulserande). På Elfa finns det elektrolyter specade för 250Vdc. Är det för snävt? jag vill ju inte gärna att elektrolyten ska explodera om det kommer en spik från nätet.. På tal om spikar, finns det några bra metoder att slippa brus, spikar, övertoner och annat otyg från elnätet. Jag antar att ett lågpass filter innan kondensatorn skulle kunna hjälpa en del, men vart ska man lägga gränsfrekvensen?
Då resistansen i serie med zenern ska förmedla 5mA och ta upp 40V så utvecklas 0,2W. Zenern drar 200V * 5mA = 1W och transistorn 40V * 20mA = 0,8W. Över lasten finns nu en spänning på 200V och en ström på maximalt 20mA vilket ger en förbrukning av max 4W. Transformatorerna som finns på Kjell & Co:s sidor har skenbar effekt angiven. Om jag minns min elektronik rätt så får man den aktiva effekten genom att multiplicera den skenbara med en trigonometrisk faktor. Alltså är den aktiva effekten alltid mindre eller lika med den skenbara. Kjell har en trafo specad för 6VA, men det tycker jag känns lite snävt. 12VA borde väl dock räcka gott och väl?
Sedan borde man nog fundera lite på säkerhet etc. Om man transformerar ned spänningar så brukar man sätta säkringar på trafons primärsida (ca 0,5A), gäller detta även i detta fallet? Dessutom vill jag kunna stänga av rören när jag inte är hemma. Då är det lämpligast att sätta en strömbrytare på trafons ingång va?
/Anton
Från likriktarbryggan kommer det idealiskt sett 244Vdc (pulserande). På Elfa finns det elektrolyter specade för 250Vdc. Är det för snävt? jag vill ju inte gärna att elektrolyten ska explodera om det kommer en spik från nätet.. På tal om spikar, finns det några bra metoder att slippa brus, spikar, övertoner och annat otyg från elnätet. Jag antar att ett lågpass filter innan kondensatorn skulle kunna hjälpa en del, men vart ska man lägga gränsfrekvensen?
Då resistansen i serie med zenern ska förmedla 5mA och ta upp 40V så utvecklas 0,2W. Zenern drar 200V * 5mA = 1W och transistorn 40V * 20mA = 0,8W. Över lasten finns nu en spänning på 200V och en ström på maximalt 20mA vilket ger en förbrukning av max 4W. Transformatorerna som finns på Kjell & Co:s sidor har skenbar effekt angiven. Om jag minns min elektronik rätt så får man den aktiva effekten genom att multiplicera den skenbara med en trigonometrisk faktor. Alltså är den aktiva effekten alltid mindre eller lika med den skenbara. Kjell har en trafo specad för 6VA, men det tycker jag känns lite snävt. 12VA borde väl dock räcka gott och väl?
Sedan borde man nog fundera lite på säkerhet etc. Om man transformerar ned spänningar så brukar man sätta säkringar på trafons primärsida (ca 0,5A), gäller detta även i detta fallet? Dessutom vill jag kunna stänga av rören när jag inte är hemma. Då är det lämpligast att sätta en strömbrytare på trafons ingång va?
/Anton
-
Schnegelwerfer
- Inlägg: 1863
- Blev medlem: 8 november 2004, 13:46:56
Jag skulle nog använda 400V-elektrolyter till glättningen för att få lite marginal.
Transistorns Hfe är ju så stort att man kan bortse från basströmmen. Med en Hfe på 100 blir ju basströmmen bara 0,2mA.
Sedan tycker jag att 5mA låter lite mycket för zenern, det borde gå att minska den strömmen något tycker jag. Som motstånd kan jag rekommendera typen PR02 (finns på ELFA), de tål 2W och är väldigt små för sin effekttålighet!
Som transistor kan du exempelvis använda BC161, ev. med en liten kylfläns. BC161 har VCEmax = 60V, och det kanske är i klenaste laget dock.
Trafon måste ju klara av 4W + förlusteffekterna i regleringen (ca. 2W). En 12VA-trafo tycker jag borde fungera.
Jag tror inte du behöver bekymra dig över filter på ingången. Spänningsregleringen tar hand om en del av variationerna, och dessutom så borde ju nixie-rören inte vara så kinkiga för störningar.
Angående säkerhet så låter väl en säkring + brytare på primärsidan inte fel.
Transistorns Hfe är ju så stort att man kan bortse från basströmmen. Med en Hfe på 100 blir ju basströmmen bara 0,2mA.
Sedan tycker jag att 5mA låter lite mycket för zenern, det borde gå att minska den strömmen något tycker jag. Som motstånd kan jag rekommendera typen PR02 (finns på ELFA), de tål 2W och är väldigt små för sin effekttålighet!
Som transistor kan du exempelvis använda BC161, ev. med en liten kylfläns. BC161 har VCEmax = 60V, och det kanske är i klenaste laget dock.
Trafon måste ju klara av 4W + förlusteffekterna i regleringen (ca. 2W). En 12VA-trafo tycker jag borde fungera.
Jag tror inte du behöver bekymra dig över filter på ingången. Spänningsregleringen tar hand om en del av variationerna, och dessutom så borde ju nixie-rören inte vara så kinkiga för störningar.
Angående säkerhet så låter väl en säkring + brytare på primärsidan inte fel.
-
bengt-re
- EF Sponsor
- Inlägg: 4829
- Blev medlem: 4 april 2005, 16:18:59
- Skype: bengt-re
- Ort: Söder om söder
- Kontakt:
Filtrering...
Om du ändå bygger med rör, så ta till dig rörtraditionen med att ha induktiva nätfilter också. Sätt dit en 10H choke så blir spänningen fin och med så låga strömmar är det inga problem med lite serieresistans i choken heller. Kondesatorer säger jag som föregående talare. Ta till med marginal, hittar du inte några bra, så har du kanske ett primärswitchat nätagg ifrån någon dator som du kan korpa konding ifrån.
Om du ändå bygger med rör, så ta till dig rörtraditionen med att ha induktiva nätfilter också. Sätt dit en 10H choke så blir spänningen fin och med så låga strömmar är det inga problem med lite serieresistans i choken heller. Kondesatorer säger jag som föregående talare. Ta till med marginal, hittar du inte några bra, så har du kanske ett primärswitchat nätagg ifrån någon dator som du kan korpa konding ifrån.
Schnegelwerfer: Det får bli 400V-kondensatorer. Jag få väl sätta dit flera om 47µF inte räcker.. BC161 verkar ju har bra specifikationer, men den är ju PNP. Blir det inte galet med referensriktningar etc om man kopplar in en sådan? Jag ser också att BC141 är likvärdig fast av NPN-typ. Är det månne denna du menar? Vad gäller strömmen genom zenerdioden så plockade jag värdet från Elfa. Dock ska det erkännas att jag inte är någon expert att läsa datablad. Menar du att det räcker med 3mA och ändå få zenergenombrott? Dioden jag kikade på heter BZT03C200.
bengt-re: Ett induktivt filter verkar inte så tokigt. Alla induktanser jag hittar på Elfa verkar dock vara i µH-området. Jag misstänker att du menar 10µH eller säljer de bara fegisspolar på Elfa? =)
bengt-re: Ett induktivt filter verkar inte så tokigt. Alla induktanser jag hittar på Elfa verkar dock vara i µH-området. Jag misstänker att du menar 10µH eller säljer de bara fegisspolar på Elfa? =)
-
Schnegelwerfer
- Inlägg: 1863
- Blev medlem: 8 november 2004, 13:46:56
Naturligtvis ska det vara BC141, jag måste ha tittat i kors när jag kollade upp den i ELFA. 
Angående zenerdioden, så var databladet inte så informativt (saknade en kurva I-V). 5mA genom zenern vid 200V ger ju 1W, och zenerdioden klarar maximalt 3,75W, d.v.s. drygt 18mA. Om man snålar med strömmen genom zenerdioden så kommer spänningen över zenern att minska, och det ger ett ökat spänningsfall över transistorn (ökat effekt). Man kanske med andra ord förlorar på att snåla med strömmen genom zenerdioden.
Det du borde göra innan du bestämmer dig för vilket motståndsvärde du bör använda, är att mäta upp vilken lägsta spänning du får ut från trafon vid full belastning. Denna spänning bestämmer ju det minsta värdet på strömmen genom zenerdioden. Jag skulle tro att du skulle kunna dimensionera motståndet så att det som minst går ca. 4mA genom zenerdioden. 4mA är säkert ok för att få runt 200V ut.
47uF tror jag kommer att räcka fint vid ett strömuttag på 20mA. För glättningskondensatorer brukar man ju räkna med ett par mF per uttagen ampere ström. Ev. rippel jämnas ju dessutom ut av spänningsregleringskretsen.
Angående zenerdioden, så var databladet inte så informativt (saknade en kurva I-V). 5mA genom zenern vid 200V ger ju 1W, och zenerdioden klarar maximalt 3,75W, d.v.s. drygt 18mA. Om man snålar med strömmen genom zenerdioden så kommer spänningen över zenern att minska, och det ger ett ökat spänningsfall över transistorn (ökat effekt). Man kanske med andra ord förlorar på att snåla med strömmen genom zenerdioden.
Det du borde göra innan du bestämmer dig för vilket motståndsvärde du bör använda, är att mäta upp vilken lägsta spänning du får ut från trafon vid full belastning. Denna spänning bestämmer ju det minsta värdet på strömmen genom zenerdioden. Jag skulle tro att du skulle kunna dimensionera motståndet så att det som minst går ca. 4mA genom zenerdioden. 4mA är säkert ok för att få runt 200V ut.
47uF tror jag kommer att räcka fint vid ett strömuttag på 20mA. För glättningskondensatorer brukar man ju räkna med ett par mF per uttagen ampere ström. Ev. rippel jämnas ju dessutom ut av spänningsregleringskretsen.
