Driver per IN-9 "nixie bargraph"

Buonasera!
So di essere un po' OT, ma visto che qui ci sono molti utenti decisamente esperti di elettronica oltre che di Arduino, vorrei approfittare :smiley:

Allora, ho un paio di tubi IN-9 che mi avanzano e la stampante 3D è a riposo da troppo tempo.
Volevo quindi fare un termo/barometro stile "steampunk" con ESP-01 + BMP280.
La scelta è ricaduta sull'ESP-01 per due ragioni

  1. ne ho uno che vaga per il cassetto ormai da mesi e mi sono rotto di vederlo in giro
  2. mi piacerebbe fare datalogging dei dati rilevati sul cloud e perché no, anche un po' di forecasting a breve termine cosi mi ricordo di prendere l'ombrello quando esco.

Per quanto riguarda il driver ho fatto qualche test con esito positivo su breaboard con un'uscita PWM ed un semplice circuito con transistor MJE340.
Il problema è che è l'unico che mi ritrovo con una Vce > 150Vdc e visto lo spirito "al riciclo" del progetto, l'idea di comprarne nuovi mi disturba (oltre a mancare la voglia di prendere la macchina per andare in negozio).

Qualcuno ha dei suggerimenti su un valido circuito alternativo?

L'MJE340 e' uno di quelli migliori ... comunque se cerchi su un cross-reference trovi qualcosa ... ad esempio, 2N5656, 2N5657, 2SC2749, 2SC2751, 2SC2809, 2SD1298, 2SD1839, 2SD483-484, BD128, BD129, BD158, BD159, BD410, BU724, BUW84-85, questi me li da piu o meno tutti come equivalenti o quasi-equivalenti del MJE ...

il tubo IN9 e' in pratica una "lampadina al neon" che funziona (dopo l'innesco minimo) in corrente piu che in tensione ... e bisogna stare attenti a limitarla, o si rovina velocemente ...

Molti anni fa avevo fatto una cosa con gli IN13, quelli piu lunghi, perche' hanno un catodo ausiliario per il mantenimento e richiedono una corrente minore per la piena accensione, anche se sono piu lunghi, l'IN9 non ce l'ha, e' a pilotaggio diretto ... mi sembra che richieda da 0 ad 8 o 9 mA massimi, alla tensione nominale, per passare da barra a zero a barra tutta accesa, e qualcosa tipo un centimetro per mA di illuminazione della barra ...

puoi usare un'operazionale controreazionato per far funzionare il transistor come generatore di corrente costante, avere la possibilita' di regolare lo zero, ed allo stesso tempo pilotarlo per cambiare la corrente e quindi la lunghezza della barra illuminata ...

consiglio vivamente un piccolo inverterino isolato per l'anodica, con uscita da pochi mA ... in modo da non causare alcun rischio ... o autocostruito, o tipo quelli che usavano nelle vecchie calcolatrici tascabili con display VFD ...

Non credo violi il regolamento, pero' qui lascio decidere a chi puo ... ::slight_smile:

Etemenanki:
puoi usare un'operazionale controreazionato per far funzionare il transistor come generatore di corrente costante, avere la possibilita' di regolare lo zero, ed allo stesso tempo pilotarlo per cambiare la corrente e quindi la lunghezza della barra illuminata ...

consiglio vivamente un piccolo inverterino isolato per l'anodica, con uscita da pochi mA ... in modo da non causare alcun rischio ... o autocostruito, o tipo quelli che usavano nelle vecchie calcolatrici tascabili con display VFD ...

Pensavo di mantenere tutto il più semplice possibile in realtà (per pigrizia... non ho voglia di mettermi a saldare), ma l'idea mi stuzzica un bel po' ad essere sincero, vedremo.
Per quanto riguarda l'inverter, si è già pronto e di riciclo pure quello. Può erogare massimo 30mA, non avevo valutato che in effetti potrebbe violare il regolamento.

Se Guglielmo ritiene sia il caso, provvedo a cancellare immediatamente.

cotestatnt:
Se Guglielmo ritiene sia il caso, provvedo a cancellare immediatamente.

Non ho visto schemi né cose pericolose, stiamo parlando di tubi ed è ovvio che, in questo caso, si debba nominare la loro tensione di funzionamento.

Magari evitiamo di pubblicare schemi per tali tensioni :wink:

Guglielmo

Be', lo schema di un limitatore di corrente sink con transistor ed operazionale alimentato a 5V e' lo stesso per qualsiasi tipo di carico ... poi che sul collettore ci attacchi il catodo di un led con l'anodo al +12V o "qualche altra cosa", se nello schema non c'e', non dovrebbe violare alcun regolamento, giusto ?

Giusto :smiley:

Guglielmo

Allora qui c'e' un'esempio buttato li al volo ... il MAX495 puo essere sostituito da qualsiasi common-rail, con quella configurazione dovrebbe azzerare da solo l'offset causato dalla Vbe (gli 0.6V sottratti dalla VIN, ed anche la loro variazione al cambiare della temperatura), il trimmer da 10K serve solo se si deve regolare l'offset null dell'operazionale, altrimenti se ne puo fare a meno, l'ingresso si puo pilotare con un qualsiasi integratore RC se si usa il PWM di Arduino (ad esempio, 4k7 in serie al pin di uscita verso il positivo di un condensatore da 47u, l'altro capo del condensatore a massa, dal + del condensatore un 1N4148 verso l'operazionale), oppure con una tensione continua se si vuole, e la resistenza da 270 se necessario si puo anche cambiare, ricordandosi che la corrente che il circuito lascera' passare nel carico e' la VIN diviso per il valore di quella resistenza in ohm ...

Grazie Etemenanki per l’esempio.
Purtroppo ho disponibili in casa giusto una manciata di OP e nessuno con l’ingresso di offset null.
Pensavo quindi di usare al posto della resistenza di valore fisso da 270, una da 220 + trimmer da 100, oppure regolare l’offset via software visto che comunque dovrei linearizzare un po’ la curva sull’estremo massimo che tende ad appiattire intorno ai 9/10mA (corrente massima da datasheet 12mA).

Per quanto riguarda il filtro RC del segnale PWM ho ampia libertà perché l’ESP8266 consente di impostare liberamente la frequenza base fino ad un massimo di 40Khz.

No, no, l'offset null e' solo se tu devi regolare l'offset dell'operazionale, in quel caso non e' che serva per forza ... la maggior parte degli operazionali singoli common-rail ce l'hanno quindi l'ho collegato, ma se non c'e' per quell'utilizzo va bene lo stesso ...

L'importante e' che l'operazionale sia un common-rail, cioe' progettato per lavorare con tensione singloa rispetto a massa, e non con le doppie tensioni tipiche dei normali operazionali (+V e -V rispetto a massa) ...

Per il PWM puoi usare la frequenza che vuoi, o se proprio ti servisse una maggiore precisione un DAC esterno in I2C (ma per un'indicazione con un bargraph al neon lo vedrei sprecato :wink: ) ... invece suggerirei di mettere un pulsante per accendere le IN9 con una temporizzazione per spegnerle nel programma, se vuoi che durino di piu, perche' come tutte le lampade al neon, nixie incluse, hanno una vita media che non e' esattamente lunghissima, circa 1000 ore ... non solo loro, e' un problema comune a tutti i tubi a catodo freddo ...

Etemenanki:
... nixie incluse, hanno una vita media che non e' esattamente lunghissima, circa 1000 ore ...

... magari, se ben usate, un tantino di più di 1000 ore ( ... 41 gg) ... ::slight_smile:

Guglielmo

Si, quelle moderne durano di piu ... ma le IN9 sono "vecchiotte" ...

Comunque hai ragione tu, ho riguardato il datasheet, e quello che ricordavo erroneamente come "vita media" in realta' e' vita minima garantita "not less than 1000 hours" ... poi come le normali lampade al neon puo anche durare molto di piu, il grosso problema e' semmai il progressivo annerimento del vetro all'interno che piano piano ne riduce la visibilita' ...

Io, su un firmware che controlla un mio orologio a nixie, ho sia ogni 10 secondi per i secondi, che ogni ora per tutte le cifre un ciclo di “cathode de-poisoning”, che dovrebbe aiutare :wink:

Guglielmo

Il de-poisonong aiuta a mantenere il catodo pulito da impurita’ e depositi, purtroppo il problema e’ differente … quello che si deposita sul vetro durante l’arco di vita dei tubi a catodo freddo e’ parte del metallo degli elettrodi che sublima e poi rideposita, metallizzando tutto quanto …

il bello (si fa per dire) e’ che elettricamente la lampada continua a funzionare regolarmente, solo che dopo alcuni anni e’ completamente nera e non lascia piu passare alcuna luce (questo per le lampadine al neon usate come spie … per le nixie e gli indicatori l’effetto e’ minore, ma c’e’ comunque)