Uhr mit ESP32 bauen: Nixie-Röhren im Multiplex-Betrieb ansteuern

Zur Ansteuerung der kultigen Nixie-Röhren benötigt man üblicherweise viele Portleitungen und Hochspannungs-Treiber – es geht aber auch einfacher.

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Von
  • Klaus Hassheider
Inhaltsverzeichnis
ESP32-Projekte

Schaltungen für Nixie-Uhren finden sich reichlich – den meisten ist allerdings gemein, dass die Ansteuerung mit obsoleten Bauteilen (etwa dem BCD-Decoder SN74141) oder vielen Hochspannungs-Treibern geschieht.

Nixie-Röhren verlangen eine mit wenigstens 170 Volt recht hohe Zünd- und Betriebsspannung, und bei üblichen Implementierungen werden ihre Kathoden (also die glimmenden Ziffern) einzeln über unzählige Portleitungen mit nachgeschalteten Hochvolt-Treibern angesteuert. Das ist im Prinzip ganz einfach: Man legt die Anodenanschlüsse jeder Röhre über einen Vorwiderstand (18 bis 47 Kiloohm) an +170 Volt. Diejenige Kathoden, die nach Masse durchgeschaltet sind, leuchten und stellen die zugehörige Ziffer dar.

Bei einer vierstelligen Anzeige benötigt man hier allerdings schon 40 Ports, oft realisiert über fünf in Reihe angeordnete 8-Bit-Schieberegister mit nachgeschalteten Hochvolt-Treibern. So macht es beispielsweise der Nixie-Uhrenbausatz aus China, der für eine sechsstellige Anzeige acht 74HC595-Schieberegister und simple ULN2803-Treiber zum Schalten der Ziffer-Kathoden verwendet. Die sind zwar nur für 50 Volt am Ausgang spezifiziert, durch einen Trick funktioniert es aber trotzdem: Wenn man den Schutzdioden-Pin auf 50 Volt legt, kann die Spannung an den Schalttransistoren nicht über 50 Volt ansteigen. Im abgeschalteten Zustand liegen dann nur 120 Volt an der Röhre an, und die Glimmentladung verlischt.

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