Bei einer erfolgreichen Schrott-Orgie lief mir eines Tages dieses tolle Gerät zu:
Was ein Fund, ein Tischmultimeter mit Nixies! Endlich mal eine andere Anwendung für die Dinger als so ne olle Uhr!
Zuhause wurde das Ding direkt aufgeschraubt, es begrüßte mich eine Gruft aus RTL-Logikgattern, nicht-metrischen Schrauben und Metallbecher-Transistoren. Alles schön modular und ordentlich beschriftet, was will man mehr?
Die Freude über das neue Messgerät für den Basteltisch sollte jedoch von kurzer Dauer sein:
Das Display zeigte absoluten Schmarrn, Anlegen von Messwerten erbrachte keine Reaktion.
Na Super!
Glücklicherweise fand sich schnell eine Kopie des Manuals in den Tiefen des Internets.
Die Anzeige von mehreren Zahlen auf der selben Röhre war schon mal ein eindeutiges Indiz dafür, dass die Kathodentreiber für die Nixies (QA314-QA316 auf der Platine) ihre beste Zeit hinter sich hatten.
Es handelte sich um ICs des Typs UGB996079X. Eigentlich war mir schon vor der Suche klar, dass ich dazu nichts finden werde, erst recht keine Ersatzteile. Zudem wäre davon auszugehen, dass auch neuwertige Ersatzteile aus dieser Zeit nicht lange durchhalten würden.
In diesem Sinne, Zeit, was zu frickeln!
So ein Nixie-Treiber ist ja nichts mehr als ein BCD-Dezimal-Umsetzer und ein Haufen Spannungsfester Transistoren. Nichts, was sich mit modernerer Logik und etwas Hühnerfutter nicht nachbauen lässt. Hilfe und Inspiration brachte u.A. dieses Video.
Um zu den 3,6V Logikpegelspannung kompatibel zu bleiben fiel die Entscheidung für den Decoder auf den CMOS-IC 4028 , der funktioniert von 2-15V völlig entspannt. Als Schalter werkelt ein MOSFET vom Typ BSS131, mit genügend Spannungsreserve nach oben.
Ein paar Stunden EAGLE und ein paar Wochen Warten auf die Boards brachte folgendes Ergebnis:
Das Board sollte über Stiftleisten von unten an die Anzeigeplatine gelötet werden und so die Funktion der drei Treiber-ICs ersetzen. Dafür wurde das gesamte Anschlussfeld in einer neuen Library aus einzelnen DIP-Sockeln zusammengebaut, nachdem das Board von Hand vermessen wurde. Das Layout und die Bibliothek werden am Ende des Beitrags natürlich verlinkt :-)
Die Spannung stieg mit der Anzahl der verlöteten Stiftleisten: wird es passen?
Das Ergebnis: Erfreulich!
Jetzt sollte der Funktion nichts mehr im Wege stehen, oder?
Das erste Einschalten brachte die große Enttäuschung: AAAAARGH!
Die Nixies änderten ihre Anzeige nun mit dem angelegten Messwert, jedoch kam nichts sinnvolles raus. Der Zahlenwert nahm mit steigender Eingangsgröße ab oder zeigten überhaupt nichts an, zudem brannten regelmäßig Ausgänge des Logikgatters durch und ließen so einzelne Zahlen dauerhaft aufleuchten.
Folgende schmerzliche Lektionen offenbarten sich mir nach kurzer Fehlersuche:
- Die original verbauten ICs haben invertierte Eingänge, danke dafür auch >:(
- Auch ein noch so kleiner MOSFET hat genug Gatekapazität, um den Ausgang eines 4000er Logikgatters durch Ringing zu schädigen.
Gatewiderstände tun dringend Not!
Also wurde das Board erneut bestellt, diesmal mit Gatewiderständen von wenigen kOhm in 0402 und zwei CMOS-Invertern (4069 o.Ä.) um die Eingangsbits umzukehren.
(Einen Zeitraffer vom Bestücken gibt es hier)
Nach besagter Löterei stellte sich schnell der ersehnte Erfolg ein:
Es lebt!
Dank Bastl_r aus dem Fingerforum konnte das Gerät noch mit einer Präzisionsspannungsquelle kalibriert werden, seitdem tut es ohne Probleme seinen Dienst auf dem Basteltisch.
Hier noch wie versprochen der Link zum Manual und die Eagle-Dateien. Bei Fragen könnt ihr mich gerne über die im Impressum genannte e-Mail-Adresse kontaktieren.