Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Nixie-Fragen


von Baku M. (baku)


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Moin tohopen!
<Vorgeschichte, kann überlesen werden>
Ich habe gerade eine Uhr(Was sonst) aus Nixieröhren gebaut. Z568, das 
sind schon ganz fette Kaliber und werden für viel teuer Euro gehandelt.
Die habe ich seit ca.15 Jahren rumliegen, und ich werde langsam älter 
und meine Erben werden sie, wenn sie in ihrer Schachtel bleiben, dem 
Entrümpeler übereignen. Deswegen habe ich beschlossen, dass sie jetzt 
leuchten müssen!
</Vorgeschichte>

Ich habe da einige Frage an Leute, die sich vielleicht mit Nixies besser 
auskennen als ich:

a.) Cathode poisoning:
Wie oft und wie lange muss ich die ungenutzten Kathoden (mit Nennstrom) 
'bestromen', um der Kathodenvergiftung vorzubeugen?
Ich habe irgendwo gelesen "0,2s pro 60 sec", das wären pro Tag 4,8 
Minuten.
Reicht das oder ist das nur so ein gefühlter Bauchwert? Gibt es dazu 
irgendwelche weiterführenden Erkenntnisse?

b.) Multiplexing:
Nixies multiplexen wird allgmein als böse angesehen, weil sie dazu, um 
den gleichen Helligkeitseindruck zu erzielen, mit übehöhtem Strom 
betrieben werden müssen, und das schlaucht auf Dauer. Kann ich mit.

c.) PWM-Dimming:
(und da habe ich bisher nur wenige Meinungen gefunden)
Meine Nixies sind in der Nacht viel zu 'laut' (vulgo:hell), deswegen 
möchte ich sie per PWM dimmen. Das geht auch ganz gut, die Frage ist 
nur, ob das die Röhren nicht auch belastet/auf Dauer schädigt. Immerhin 
müssen sie mehrere 100 mal pro Sekunde neu zünden. Hat jemand eine 
Ahnung, ob das was für die Lebensdauer ausmacht?

Sachdienliche Hinweise weden gerne entgegengenommen :-)
IdS,
Baku

: Bearbeitet durch User
von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Ich denke, da kann ich Dir ein wenig helfen.

Also den Nennstrom der Röhre zu überschreiten, um sie im 
Multiplexing-Betrieb genau so hell aussehen zu lassen wie im statischen 
Betrieb, das würde ich lassen.

Viele Nixie-Aufbauten haben die Option, daß die unbenutzten bzw. wenig 
genutzten Segmente nachts für eine bestimmte Zeit eingeschaltet werden, 
was Ablagerungen verhindern soll. Aber für wie lange bin ich mir nicht 
sicher genug, um eine fachlich fundierte Meinung abzugeben.

Das häufige Zünden der Röhren beim Dimmen mittels PWM sollte Nixies 
nicht stören, solange ihr Nennstrom dabei nicht in irgendwelchen Spitzen 
überschritten wird. Die Dinger sind ja nichts anderes als Glimmlampen 
und wenn man sich mal anschaut, wie lange Glimmlampen an Wechselspannung 
leben, die pro Sekunde 100mal zünden, werden die damit kein Problem 
haben, wenn man sie mit 50 oder 100Hz dimmt.

von Baku M. (baku)


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Ben B. schrieb:
> Das häufige Zünden der Röhren beim Dimmen mittels PWM sollte Nixies
> nicht stören, solange ihr Nennstrom dabei nicht in irgendwelchen Spitzen
> überschritten wird. Die Dinger sind ja nichts anderes als Glimmlampen
> und wenn man sich mal anschaut, wie lange Glimmlampen an Wechselspannung
> leben, die pro Sekunde 100mal zünden, werden die damit kein Problem
> haben, wenn man sie mit 50 oder 100Hz dimmt.

OK! Das überzeugt, was das Dimmen angeht. Auf diese Sichtweise war ich 
noch garnicht gekommen :-)
Und nein, den Nennstrom werde ich nicht überschreiten, sie sollen ja 
lange leben.
A propos: Ein Kollege von mir hatte eine (uralte) Nixie-Uhr im Büro. Die 
hat zumindest solange wir das Büro teilten (~15 Jahre) keine 
Ausfallerscheinungen gezeigt.

Besten Dank sagt
Baku

von Gerald B. (gerald_b)


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Du kannst ja schauen, ob du den Betriebsstrom noch etwas reduzieren 
kannst. Der Maximalstrom hat eine Sicherheitsmarge, das auch jede Ziffer 
komplett leuchtet. 10-20% sollten drin sein, runterzugehen.
Warum dimmen? Du kannst ja die Anzeige mit Bewegungsmelder aktivieren. 
So reduzierst du die Betriebszeit - und nur im Betrieb verschleißen die 
Anzeigeröhren. Meinetwegen auch Bewegungsmelder und dimmen ;-)

von Harald W. (wilhelms)


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Gerald B. schrieb:

> Du kannst ja die Anzeige mit Bewegungsmelder aktivieren.

Ich möchte aber auch dann ab und zu die Uhrzeit wissen,
wenn ich still in meinem Sessel sitze. :-)

von Roland P. (pram)


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Zum dimmen: Sehr wahrscheinlich hast du ja ein 180V Netzteil mit einem 
Schaltregler und Trimpoti. Hier kannst du evtl. über einen Transistor 
und zus. Widerstand zwischen 2 Ausgangsspannungen hin und her schalten.

Meine Uhr (https://github.com/rPraml/nixie_clock_esp8266) zeigt 
abwechselnd Uhrzeit und Datum an. Dazwischen werden in einem "Rolling 
Number Effekt" kurz alle Segmente der Reihe nach angesteuert. Hoffe das 
reicht gegen Einbrenneffekte... Die Uhr läuft seit ca. 1 Jahr Tag und 
Nacht.

Gruß Roland

von Baku M. (baku)


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Moinsen!
Gerald B. schrieb:
> Du kannst ja schauen, ob du den Betriebsstrom noch etwas reduzieren
> kannst. Der Maximalstrom hat eine Sicherheitsmarge, das auch jede Ziffer
> komplett leuchtet. 10-20% sollten drin sein, runterzugehen.

Ik(Min) ist mit 3mA angegeben, Ik(max) mit 7mA. Ich treibe sie momentan 
mit 3,6mA, das ist also weit unter dem Maximum. Trotzdem sind sie noch 
hell genug und auch bei vollem Tageslicht noch gut ablesbar. Sollte also 
passen, auch wegen der Lebensdauer.

> Warum dimmen? Du kannst ja die Anzeige mit Bewegungsmelder aktivieren.
> So reduzierst du die Betriebszeit - und nur im Betrieb verschleißen die
> Anzeigeröhren. Meinetwegen auch Bewegungsmelder und dimmen ;-)

Bewegungsmelder ist doof, weil ich ein alter, träger Sack bin :-)

IdS, Baku

: Bearbeitet durch User
von Baku M. (baku)


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Moin!
Roland P. schrieb:
> Zum dimmen: Sehr wahrscheinlich hast du ja ein 180V Netzteil mit einem
> Schaltregler und Trimpoti. Hier kannst du evtl. über einen Transistor
> und zus. Widerstand zwischen 2 Ausgangsspannungen hin und her schalten.

Damit komme ich in der Helligkeit aber nicht weit genug runter, 
irgendwann zünden sie einfach nicht mehr. Ich habe die PWM noch nicht 
implementiert und muß überhaupt mal sehen, wie dunkel man die Anzeige 
damit bekommt.

> Meine Uhr (https://github.com/rPraml/nixie_clock_esp8266) zeigt
> abwechselnd Uhrzeit und Datum an. Dazwischen werden in einem "Rolling
> Number Effekt" kurz alle Segmente der Reihe nach angesteuert. Hoffe das
> reicht gegen Einbrenneffekte... Die Uhr läuft seit ca. 1 Jahr Tag und
> Nacht.

Sehr schöne Uhr! Vor allem mal etwas anders..
Der Wechsel zwischen Zeit und Datum ist für mich zu unruhig, das sanfte 
Glühen der Röhren hat ja auch was kontemplatives :-)
Die Kathodenreinigung irgendwann in der Nacht habe ich auch vorgesehen, 
ich (und vermutlich die meisten anderen auch) habe aber keine Ahnung, 
wie lange man das machen muß, damit das überhaupt einen Effekt hat. Das 
herauszufinden ist etwas problematisch, da niemand so viel Zeit hat und 
man außerdem noch Vergleichswerte (mit und ohne) bräuchte.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7568890 wurde vom Autor gelöscht.
von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Bei unserer Nixie-Uhr von Dalibor Farny erfolgt einmal pro Stunde das 
Durchklimpern aller Segmente für insgesamt ca. 10 Sekunden. Mir ist aber 
nicht bekannt, ob sich die Entwickler nur an älteren Publikationen zu 
der Thematik orientiert haben oder ob tatsächliche Erfahrungswerte 
vorliegen. Eigentlich ist das Unternehmen noch viel zu jung, um da 
Langzeitstudien betrieben haben zu können.

Die Verunreinigung der Kathoden im Rahmen des Herstellprozesses ist bei 
Dailbor Farny aber ein bekanntes Problem, das schon zu massiven 
Verzögerungen geführt hat, insbesondere auch bei den Röhren für die 
Umashimenkana.

: Bearbeitet durch User
von Uwe B. (uwe_beis)


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Ich muss zugeben, dass mir das Thema Kathodenvergiftung neu ist. Wie 
wirkt es sich aus?

Ich habe vor weit über 40 Jahren einen DCF77-Zeitempfänger mit Nixies 
gebaut. (Also keine Uhr, weil es ohne DCF-Signal keine sinnvolle Anzeige 
gibt. Bauvorschlag Funkschau.) Diese Nicht-Uhr läuft bei mir seit dem 
ununterbrochen(!), außer Reparatur (Elkos, Röhren), Überarbeitung 
(Quarzfilter optimiert) und Stromausfall. Nach geschätzt den ersten 
10-15 Jahren waren die Nixies so schlecht (unleserlich) geworden, dass 
ich sie getauscht hatte. Die jetzigen Röhren sind also seit geschätzt 30 
Jahren (~ 300.000 Stunden!) praktisch pausenlos in Betrieb. Wie man 
sieht, kein Qualitätsverlust. Natürlich sind einige Kathoden niemals in 
Betrieb gewesen, aber das ist ja egal.

Das ist das einzige Bastelprojekt, was ich aus damaliger Zeit habe, 
überhaupt das einzige elektronische Gerät, was über so lange Zeit 
genutzt und in Betrieb war.

Zur Frage: Wegen der zu hohen Helligkeit schlage vor ich, eine 
Kontrastfilterscheibe vor die Röhren zu setzen. Einen Graufilter mit 
z.B. 10 bis 30% Durchlässigkeit, entspiegelt. Dadurch, dass der 
Hintergrund extrem verdunkelt wird (Fremdlicht muss 2 x durch die 
Scheibe), sind auch die weniger hellen Röhren immer noch deutlich bei 
Tageslicht zu erkennen. 30% entspiegelt setzte ich selber ein, aber 
nicht bei diesem Gerät.

von Peter D. (peda)


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Ich hab Nixies noch nie gemocht. Mich stört es extrem, daß alle Ziffer 
außer der vordersten ("6") defekt aussehen, da sie teilweise verdeckt 
werden. Auf dem Bild ist das sehr gut zu erkennen. Die "1" ist wohl die 
hinterste, die sieht am schlimmsten aus.
In der DDR gab es Röhren, deren Kolben gefärbt war, so daß man sie ohne 
Kontrastscheibe benutzen konnte. Die Röhren auf dem Bild scheinen solche 
zu sein.

Bezüglich Lebensdauer habe ich keine Erfahrung, da sie nur sehr kurz in 
Meßgeräten verwendung fanden und schnell durch 7S-LEDs verdrängt wurden.
Vor den Nixies wurden Zählröhren mit 10 Punkten kreisförmig angeordnet 
verwendet.
https://de.wikipedia.org/wiki/Z%C3%A4hlr%C3%B6hre

von Teo D. (teoderix)


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Peter D. schrieb:
> Ich hab Nixies noch nie gemocht....

Wayne?

von Harald W. (wilhelms)


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Peter D. schrieb:

> In der DDR gab es Röhren, deren Kolben gefärbt war, so daß man sie ohne
> Kontrastscheibe benutzen konnte.

Die gabs überall auf der Welt und nicht nur in der DDR. :-)

von E34 L. (nostalgiker)


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Wozu der ganze Stress? In meiner Firma gibt es noch CNC-Maschinen aus 
den 70ern, da sind X,Y und Z-Achse mit Nixieröhren angezeigt und die 
funktionieren noch heute. Egal wie sparsam der damalige Chef immer war, 
die Maschinen wurden auch während des Urlaubs nie ausgeschaltet. Zeigten 
also durchaus über Wochen die gleichen Zahlen an...

Später kamen dann die (monochromen) Bildröhren auf, gerne grün oder 
orange- sind alle eingebrannt. Nixies tun noch wie am ersten Tag ;)

von Tim (timgabinski)


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Ich denke auch, dass die Angst vor der Kathodenvergiftung etwas 
übertrieben ist. Ich habe meine Nixie-Uhr seit 2004 in Betrieb, und die 
Kathodenvergiftung zeigt sich bei mir lediglich bei einer "5", bei der 
die letzten 5-6mm des Glühdrahts belegt sind und dadurch dunkler 
leuchten. Ich hatte mir immer vorgenommen, die Röhren zyklisch zu 
tauschen, habe das aber nie gemacht, und werde es wohl auch weiterhin 
nicht machen.

von Björn W. (bwieck)


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Geht es uns nicht allen hier so?
Es muss immer irgendwie Perfekt sein, aber das bekommt man seltenst hin.

Ich kenne das von mir selber, da soll ein Timer 560µs laufen aber ich 
bekomme dann nur 560,2µs hin. Da bin ich schon direkt beleidigt.
Das am Ende aber egal ist ob das jetzt 558 oder 563 µs ist weil es genau 
genug war, das sehe ich erst mal nicht.

von Harald W. (wilhelms)


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Björn W. schrieb:

> Geht es uns nicht allen hier so?
> Es muss immer irgendwie Perfekt sein, aber das bekommt man seltenst hin.
>
> Ich kenne das von mir selber, da soll ein Timer 560µs laufen aber ich
> bekomme dann nur 560,2µs hin. Da bin ich schon direkt beleidigt.
> Das am Ende aber egal ist ob das jetzt 558 oder 563 µs ist weil es genau
> genug war, das sehe ich erst mal nicht.

Nun, ein wichtiger Satz in der Meßtechnik lautet:
Man misst nicht so genau wie möglich, sondern so genau wie nötig!.

von Jens M. (schuchkleisser)


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"Ein gutes Pferd springt nur so hoch wie es muss!"

von Joe (Gast)


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Baku M. schrieb:
> Die habe ich seit ca.15 Jahren rumliegen, und ich werde langsam älter
> und meine Erben werden sie, wenn sie in ihrer Schachtel bleiben, dem
> Entrümpeler übereignen. Deswegen habe ich beschlossen, dass sie jetzt
> leuchten müssen!

Das ist eine sehr gute und löbliche Voraussicht. Viel Glück und gute 
Gesundheit!
Ach so: Frohes Neues Jahr!

von 900ss (900ss)


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Baku M. schrieb:
> Cathode poisoning

Baku M. schrieb:
> Multiplexing

Baku M. schrieb:
> PWM-Dimming

Um alle diese Dinge würde ich mir keine Sorgen machen. Ich habe mehrere 
Uhren gebaut mit IN-18, ZM1210 und IN-8-2.
Alle Uhren haben inzwischen mehr als 50000 Stunden mit Multiplex- und 
PWM-Betrieb hinter sich. Keine einzige zeigt Schwäche. Es wird kein 
besonderes Programm gefahren um Segmente zu "putzen". Nixies scheinen 
deutlich besser als ihr Ruf. Mit zu hohem Strom werden die allerdings 
nicht betrieben.

: Bearbeitet durch User
von 900ss (900ss)


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Andreas S. schrieb:
> Bei unserer Nixie-Uhr von Dalibor Farny

Falls du noch eine Nixie-Uhr brauchst, bitte melde dich bei mir. Ich 
baue sie dir für die Hälfte ;)

von Manfred P. (pruckelfred)


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E34 L. schrieb:
> Wozu der ganze Stress? In meiner Firma gibt es noch CNC-Maschinen aus
> den 70ern, da sind X,Y und Z-Achse mit Nixieröhren angezeigt und die
> funktionieren noch heute.

Glück gehabt. Wir hatten einen Koordinaten-Meßtisch von Mitutoyo, wo die 
Nixies ausfielen, irgendwo in den 80er/90er Jahren. Bei einem Gerät für 
sechsstellige DM darf man keinen Service verlangen, aber neue 
Anzeigeeinheiten mit LED hätten sie für viele tausend DM liefern 
könnnen.

Es hat viele Wochen gedauert und viele Leute genervt, bis wir für teuer 
Geld Ersatzröhren auftreiben konnten.

900ss schrieb:
> Alle Uhren haben inzwischen mehr als 50000 Stunden mit Multiplex- und
> PWM-Betrieb hinter sich.

Zu Zeiten der Nixies war PWM unbekannt.

von Joe (Gast)


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900ss schrieb:
> Andreas S. schrieb:
>> Bei unserer Nixie-Uhr von Dalibor Farny
>
> Falls du noch eine Nixie-Uhr brauchst, bitte melde dich bei mir. Ich
> baue sie dir für die Hälfte ;)

Frag'mal im Osten Europas. Das halbiert den Preis nochmals. Mindestens.
Dalibor Farny: Schon wenn ich die Website sehe, geht mir meine Rasta 
crochet hoch. Da stellen sich bei mir die dreadlocks.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> die Kathodenvergiftung zeigt sich bei mir lediglich bei einer "5"
Wobei das komisch ist, die 5 wird mit Ausnahme der ersten Stunden-Stelle 
überall regelmäßig benutzt und sollte daher keine Probleme machen. Evtl. 
könnte dies auch eine Fertigungstoleranz dieser Röhre sein.

von Gerald B. (gerald_b)


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Ben B. schrieb:
> Wobei das komisch ist, die 5 wird mit Ausnahme der ersten Stunden-Stelle
> überall regelmäßig benutzt und sollte daher keine Probleme machen. Evtl.
> könnte dies auch eine Fertigungstoleranz dieser Röhre sein.

Sowas vermute ich auch. Oder die Röhren sind nicht hundertprozentig 
dicht und ziehen Luft. Es hat doch mal ein Tscheche auf seiner Webseite 
dokumentiert, wie er neue Riesen-Nixis neu aufgelegt hat und die in 
Handarbeit fertigt. Bei den Ersten hat er auch etliche Reklamationen 
gekriegt, bis er den Prozess im Griff hatte.
Das sieht einfach aus und liest sich simpel, der Teufel steckt aber im 
Detail. Die Glasdurchführungen der Stifte müssen absolut dicht sein. Das 
Gettermetall fängt zwar ein bischen was weg, aber wenn das erschöpft 
ist, ist Ende Gelände. Selbst wenn nur einzelne Atome p. Minute 
eindringen - über die Jahre ist die Röhre dann hinüber.
Von daher muß man sich eher wundern, das man das trotzdem reproduzierbar 
fast ohne Ausfälle hinbekommt.

von Baku M. (baku)


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Moin zusammen,
erstmal vielen Dank für das konstruktive Interesse.
Ich bilde mal die Quersumme aus allen Antworten und werde das Poisoning 
erstmal geflissentlich ignorieren. Und wenn, dann betrifft es ja auch 
nur die unbenutzten Kathoden, und die sind -nun ja-, äh.. unbenutzt. Man 
wird es also kaum bemerken.
Die 'Reinigungssequenz' werde ich trotzdem drinlassen, einfach, weil es 
geil aussieht :-)

Zur Lebensdauer: ich in ja ohnehin schon ganz untem im Bereich des 
erlaubten Stromes, trotzdem ist die Helligkeit völlig ausreichend. Ich 
habe jetzt per PWM nochmal weiter abgedimmt, da kommt man dann in einen 
Helligkeitsbereich, der auch für das nächtliche Schlafzimmer passt. 
Durch reduzieren der Spannung/des Stromes kommt man da überhaupt nicht 
hin, weil die Röhren dann ganz einfach wieder aus gehen.

Das sieht einfach hammermäßig aus, wenn die 6cm hohen Ziffern da so 
glühend in der Luft schweben!

Zum Stellen der Helligkeit habe ich einen LDR als Sensor, der die 
Helligkeit aber nur in drei Stufen schaltet. Es war mir einfach zu 
mühselig, aus den jeweils extrem nichtlinearen Kurven des LDR, der 
Nixies und der menschlichen Wahrnehmung irgendeine Regelkurve 
auszutüfteln...

In 10 Jahren werde ich berichten, was die Lebensdauer macht :-)
IdS,
Baku

von Gerald B. (gerald_b)


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Baku M. schrieb:
> Das sieht einfach hammermäßig aus, wenn die 6cm hohen Ziffern da so
> glühend in der Luft schweben!

[OT] ich biete 27 cm hohe Ziffern ;-)
>
> Zum Stellen der Helligkeit habe ich einen LDR als Sensor, der die
> Helligkeit aber nur in drei Stufen schaltet. Es war mir einfach zu
> mühselig, aus den jeweils extrem nichtlinearen Kurven des LDR, der
> Nixies und der menschlichen Wahrnehmung irgendeine Regelkurve
> auszutüfteln...

Ich habe einen Fototransistor einfach auf die PWM gemapped und den 
unteren Wert auf 3 oder 5 (von 255) begrenzt. Das war an keiner Stelle 
zu hell oder zu dunkel. Vielleicht passt die Kurve eines Fototransistors 
ja besser.

von Gustl (Gast)


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Baku M. schrieb:

> Die habe ich seit ca.15 Jahren rumliegen, und ich werde langsam älter
> ...
> meine Erben ... Entrümpler ... ob das was für die Lebensdauer ausmacht?

Ich sehe das mal so... da NOS = 15 Jahre Uhrenstrom gespart ;)

Wer kann das schon ausrechnen?

von Gerhard O. (gerhard_)


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Gustl schrieb:
> Baku M. schrieb:
>
>> Die habe ich seit ca.15 Jahren rumliegen, und ich werde langsam älter
>> ...
>> meine Erben ... Entrümpler ... ob das was für die Lebensdauer ausmacht?
>
> Ich sehe das mal so... da NOS = 15 Jahre Uhrenstrom gespart ;)
>
> Wer kann das schon ausrechnen?

Du bist halt schlicht und einfach ein "Techbanause":-)

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Baku M. schrieb:
> möchte ich sie per PWM dimmen. Das geht auch ganz gut, die Frage ist
> nur, ob das die Röhren nicht auch belastet/auf Dauer schädigt. Immerhin
> müssen sie mehrere 100 mal pro Sekunde neu zünden. Hat jemand eine
> Ahnung, ob das was für die Lebensdauer ausmacht?

Es gibt Nixies wie ZM1210 die neben der üblichen Neon / Argon Befüllung 
auch Quecksilber enthalten.

Leider lassen sich dazu nur wenig Informationen auffinden, also wie das 
genau funktioniert und welche Mengen enthalten sind.

> The tube is filled with a gas at low pressure, usually mostly neon
> and a small amount of argon, in a Penning mixture.  In later nixies,
> in order to extend the usable life of the device, a tiny amount of
> mercury was added to reduce cathode poisoning and sputtering.

https://en.wikipedia.org/wiki/Nixie_tube

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