Luminosité ampoule Nixie

Bonjour,

Pendant le confinement, je me suis mis en tête de faire une horloge Nixie.
Niveau code pour l'horloge je suis pas mal, puis j'ai voulu commencer à graver mon circuit imprimé avec ma CNC mais, quelque chose me chagrinait.

Laisser les ampoules allumées toute la nuit, pour rien, donc je n'ai pas graver mon circuit et j'ai continué à réfléchir à une solution.

Puis avec les recherches j'ai vu des contrôles de luminosité par PWM j'ai voulu faire le montage test avec un transistor BF422

Mais ça ne fonctionne pas, j'ai du mal à comprendre

Puis j'ai trouvé cette solution

alors bien-sur la PWM sera générée par l'arduino
mais ce montage est-il prudent?

je commence à me perdre mes années d'éléctronique commence à remonter un peu...
et je pense un peu trop confondre le fonctionnement d'un transistor avec celui d'un relais...

Merci

Jz84100:
Bonjour,

Pendant le confinement, je me suis mis en tête de faire une horloge Nixie.
Niveau code pour l'horloge je suis pas mal, puis j'ai voulu commencer à graver mon circuit imprimé avec ma CNC mais, quelque chose me chagrinait.

Laisser les ampoules allumées toute la nuit, pour rien, donc je n'ai pas graver mon circuit et j'ai continué à réfléchir à une solution.

Puis avec les recherches j'ai vu des contrôles de luminosité par PWM j'ai voulu faire le montage test avec un transistor BF422

Mais ça ne fonctionne pas, j'ai du mal à comprendre

Puis j'ai trouvé cette solution

alors bien-sur la PWM sera générée par l'arduino
mais ce montage est-il prudent?

je commence à me perdre mes années d'éléctronique commence à remonter un peu...
et je pense un peu trop confondre le fonctionnement d'un transistor avec celui d'un relais...

Merci

Bonsoir
un montage prudent serait d'utiliser un optocoupleur
voir par exemple

oui j'avais bien vu cette option également merci
je voulais faire avec ce que j'avais sous la main de préférence.

mais du coup pourquoi mon premier montage ne fonctionne t-il pas et pourquoi l'optocoupleur serait mieux que ce second montage?

Bonsoir

valeurs des tensions quand la sortie Arduino est à 5V :
maille.png

maille.png

pour clarifier ce que dit al1fch : en mettant le transistor entre l'ampoule et la masse et non au dessus, ça a plus de chances de fonctionner

mais vu les tensions en jeu, comme artouste je souscris à l'emploi de l'optocoupleur

et oui bien-sûr
Merci ça fait une piqure de rappelle, je n'arrivais pas, même avec les différents articles sur le net à re-saisir le principe.

j'assimilais vraiment le transistor à un relais.
Merci vous avez fait d'un idiot-bête un peu moins bête

Et pour la précision je ne peux faire la commutation au niveau de la cathode puisque que dans les tubes nixies les chiffres sont à anodes communes. donc la régulation en PWM est beaucoup plus aisée en intermittant le +180V

alors dans ce cas il faut utiliser un PNP (ou un PMOS) et non un NPN

ou le montage de ton second schéma

Le mieux est effectivement un optocoupleur, mais si les deux alims sont flottantes, que l'opto vaut 3€ et que l'arduino est chinois pour moins que ça on peut faire le branchement

nixties.gif

Çà fait un peu bizarre de mettre la sortie de l'arduino sur l'alim et commander par sa masse, mais c'est normal.

C'est mieux un PMOS, mais j'ai la flemme de le dessiner

nixties.gif

Toutes les astuces sont permises mais il faut aussi penser qu'un jour quelqu'un pourra mettre les mains dedans.
Et même si l'alim est bien dimensionnée, c'est à dire qu'elle a une très grande résistance interne (=> ce qui n'est pas garanti) la châtaigne sera très désagréable.
Donc bien emmailloter le bébé.

J'ai testé le montage du second shéma et oui ça marche mais j'ai des souvenir de résistances de protection entre le collecteur et la base qu'il n'y à pas sur le transistor commandé par le NE555 sur le shéma. Je me trompe?

Et si je comprends bien le principe, quand le transistor relié au 180V est bloqué, tout le courant passe dans la résistance de 100K, du coup on consomme quand même 1.8mA.
donc si on veut faire une coupure complète des ampoules, le système consomme quand même?
Et ça me parait pas trés safe...

Dans le cas du PNP, il est possible de faire claquer l'arduino non?
et j'avoue ne pas comprendre comment l'arduino pilote.... moi j'aurais mis l'arduino au niveau de la nase du PNP mais je ne suis pas sûr que l'arduino supporte

mais c'est vrai que l'optocoupleur mse plaît bien mais je cherche aussi à comprendre les autres montages.

je ne connais pas du tout le PMOS je vais l'étudier

et j'avoue ne pas comprendre comment l'arduino pilote.... moi j'aurais mis l'arduino au niveau de la nase du PNP mais je ne suis pas sûr que l'arduino supporte

La masse est une vue de l'esprit, c'est un point completement arbitraire.
Si le schéma le permet on peut la placer où l'on veut et décréter qu'un point quelconque est la masse ou une alim ou une sortie.

Il faut juste ne pas se mélanger les pinceaux dans la gestion. :grin:
C'est pour cela qu'en général on choisi pour que ce soit le plus simple possible pour les neurones.

Par contre l'optocoupleur permet de séparer les circuits, mais , l'alimentation 12V qui alimente le transformateur pour le 180V alimente également l'arduino, donc les masses sont communes, je ne vois pas l'avantage de l'optocoupleur....

Par contre l'optocoupleur permet de séparer les circuits, mais , l'alimentation 12V qui alimente le transformateur pour le 180V alimente également l'arduino, donc les masses sont communes, je ne vois pas l'avantage de l'optocoupleur....

On va mettre un opto uniquement si les alims sont séparées. Si il n'y a qu'une alim, cela ne sert évidemment à rien. Séparer les alims permet

  • en cas de problèmes de ne pas se prendre une châtaigne
  • si il y a un défaut sur le circuit 180V, l'arduino ne risque pas grand chose
    Mais pour le deuxième point, que ce soit du 180V ou du 24V l'arduino n'appréciera pas plus.

Et si je comprends bien le principe, quand le transistor relié au 180V est bloqué, tout le courant passe dans la résistance de 100K, du coup on consomme quand même 1.8mA.
donc si on veut faire une coupure complète des ampoules, le système consomme quand même?
Et ça me parait pas trés safe...

C'est juste, c'est pour cela que l'on a tendance à utiliser des MOS de plus en plus car les courants nécessaires aux commandes sont plus faibles (ils se commandent en tension, avec des courants utiles pour charger et décharger les condensateurs parasites).

j'ai des souvenir de résistances de protection entre le collecteur et la base

Il n'y a jamais de résistance de protection. C'est éventuellement une résistance de polarisation, elle permet de laisser passer du courant dans la base du transistor pour qu'il conduise. C'est le cas de la résistance de 100ko sur le schéma à base de 555. Quand le MPSA42 conduit, il impose un 0V sur le BU407, la résistance ne sert à rien. Quand le MPSA42 est bloqué, On peut l'enlever c'est pareil, et le courant dans la base du BU407 passe par la résistance de 100ko.

Dans ce montage, le BU407 n'est jamais saturé, il fonctionne en mode linéaire. Il a un gain en courant d'environ 30, ce qui veut dire que si les tubes consomment 30mA, il faut 1mA dans la base du BU407. Ce courant provient de la résistance qui aura ainsi 100V à ses bornes.... les nixies ne recevront plus que 80V! En plus le BU407 va chauffer pour rien. C'est pour cela qu'il vaut mieux être en commutation (saturé ou bloqué).

Si sur 180V je peux me permettre de perdre 10V, il faut que le courant des nixies ne dépasse pas les 3mA! (10V aux bornes de 100k cela fait 0,1mA, et avec un gain de 30, j'ai 3mA).

Si pour l'alimentation commune, on peut avoir la masse du côté du +, c'est a dire fournir du -180V et du -5V, le schéma possible est le suivant:

fig 1: C'est ce qu'on a besoin, si l'alim en entrée délivre 0V, le MOSFET-canal-P est bloqué. Si on a du -5V (par rapport à tout en haut, ou encore du 5V entre les deux broches), le MOSFET est saturé et les nixies s'allument.
fig 2: Si on utilise une sortie et le + de l'arduino, suivant que la sortie est haute ou basse, on a du OV ou du -5V
fig 3: en collant les deux schémas

Si pour l'alimentaion, on ne peut pas avoir le commun du côté +180V, on est obligé d'avoir recours à un deuxième transistor quelque part:

C'est_la_deuxieme_image.gif

R1 permet:

  • d'imposer une tension grille source du MOSFET P à 0V si l'autre est bloqué
  • de faire un pont diviseur pour lui imposer une tension grille source de 18V avec les valeurs de R1 et R2. Si c'est trop, diminuer R1, j'aurais du prendre 33ko, on aurait 6V... Cela dépend de MOSFET P

R3 permet si la sortie de l'arduino est en haute impédance (initialisation) que tout soit bloqué. Mais j'ai des doutes sur son utilité, la capacité grille source est suffisante. Ce qu'il faut éviter est une conduction partielle qui conduirait à un fonctionnement en mode linéaire du MOSFET P (et encore, cela dépend du courant dans les nixies que tu as oublié de nous donner)

R4 sert encore moins.

Pour le choix des transistors, il faut qu'ils supportent les 180V, c'est un peu limite. Dans le premier schéma le MSOFET P doit êtr passant pour 5V ce qui impose 0V>VGS>-4V. Voir les pages de choix d'un distributeur

La masse est une vue de l'esprit, c'est un point completement arbitraire.

C'est ce qui est fait dans le premier montage.

L'opto c'est pas mal, c'est remplacer un transistor par un opto, et puis tu peux faire des gaffes côté 180V, voir dans un premier temps alimenter l'arduino par une pile... Mais donne ton schéma définitif. Avec le courant consommé par les nixies.

C'est_la_deuxieme_image.gif

Merci pour ces explications, j'ai compris c'est beaucoup plus claire!
je vais continuer d'approfondir l'explication avec le MOSFET pour comprendre mais le choix finale se portera sur un opto-coupleur, qui permettra en plus de pouvoir couper l'alim 12V du transformateur la nuit par exemple.

voici donc le shéma, les nixies sont des IN-16 consommant 2mA
les résistances aux anodes sont de 20K, ce qui permet d'avoir le courant de 2mA
il y a des Leds pilotées pour faire jolie...
le registre à décalage pour piloter les 2 74141 eux mêmes pour piloter une IN-16

donc tout fonctionne comme je voulais, mais j'ai voulu compliquer la chose...

l'alimentation de tout ça se fait comme sur cette image sauf que c'est un transformateur 12V et pas une alimentation de labo.


Donc sauf erreur de ma part, il y à 2 alim mais elle ne sont pas séparée

Vu que c'est l'arduino qui pilote les nixies, il n'y a pas le choix, les 0V sont reliés. Mais d'après le dernier schéma, pour couper le 180V, il suffit de couper avant l'élévateur de tension. C'est à dire couper du 12V et pas du 180V, ce qui est plus simple.

Dns le schéma, il y a quelque chose qui me gène un peu, pour moi, le 74141 est un circuit qui peut monter jusqu'à 60V. Il y a peut-être une version haute tension. A voir.

oui c'est ce que je dis dans mon dernier message, couper le 12v du transformateur serait mieux pour faire un mode veille.
par contre pour régler la luminosité je ne pense pas.
Et finalement mon premier montage n'aurais pas plus marché.

pour les 74141, je me suis posé également la question et j'ai trouvé une explication par rapport au fonctionnement des tubes nixies, le seule moment au ça peut être fatal pour lui, c'est si aucun des filaments n'est illuminés.

Pour la petite histoire, j'ai fait le montage avec les 2 transistors NPN et j'ai fait varié la luminosité de mon tube de test.
ça fonctionne, mais je vais vraiment faire ça avec des opto coupleurs, le montage est plus simple.

par contre pour régler la luminosité je ne pense pas.
pour les 74141, je me suis posé également la question et j'ai trouvé une explication par rapport au fonctionnement des tubes nixies, le seule moment au ça peut être fatal pour lui, c'est si aucun des filaments n'est illuminés.

J'avais pensé, pour faire varier la luminosité, de faire du pwm sur les commandes du tube. Mais pour une très faible luminosité, tous les filaments seraient éteints.

Le problème reste quand même si une erreur de programmation éteint tous les filaments...

Pour faire varier la lumière, si on ne peut pas la faire du côté cathode, il reste la solution du coté de l'anode avec un montage du type
C'est_la_deuxieme_image.gif
Tel quel, ce n'est pas rapide car le MOSFET P a une entrée fortement capacitive qu'il faudrait compenser en mettant en parallèle sur R2 une capacité 30 fois plus faible (R1=33Ko)

Cela ferait une variation sur le 180V d'un côté et une coupure du 12V de l'autre. Je suppose que le module 12v/180V doit avoir sa consommation.

Pour le résultat final,mon choix sera bien un optocoupleur, plus simple d'utilisation.
Donc il y en aura un sur le + du 12V alimentant le transfo pour couper toutes les ampoules au moment voulu ( ou bien un relais à voir)
Un optocoupleur sur le + du 180V pour gérer la luminosité.
Et peut être un sur chaque anode donc en amont de celui qui gère la luminosité, pour faire une extinction et un allumage de façon progressive à chaque changement de chiffre.

Pour le moment j'ai testé le code du réglage de la luminosité avec le montage à 2 transistors, ça fonctionne.

J'en ai aussi profité pour tester l'allumage et l'extinction de façon progressive, ça fonctionne mais je ne l'ai pas encore synchronisé sur le changement de chiffre.