Nixie-Röhre
Was eine Nixie-Röhre ist zeigt die hier eingeblendete Animation sehr gut.
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Die Verwendung der Nixie-Röhre liegt im Darstellen von Zeichen. Üblicherweise die Zahlen von 0 bis 9 man kann aber natürlich auch andere Zeichen darstellen. Nixie-Röhren werden heute so gut wie gar nicht mehr hergestellt da man heut zutage andere Technologien nutzt um Zeichen darzustellen wie beispielsweise LCD-Anzeigen.
Trotzdem hat die Nixie-Röhre einen ganz besondern Charme welcher leider auf einem Video nicht so richtig zur Geltung kommt.
Es sieht so aus als würden die Zeichen glühen. Zudem haben viele Nixie-Röhren einen 3D Effekt da die Zeichen aus einem Draht bestehen welcher auf natürlicherweise 3 Dimensional ist.
Man kann nun auf die Idee kommen, dass, das Glühen der Zeichen nach dem gleichen Prinzip wie das glühen der Glühdrahts der Glühlampe funktioniert. Dem ist jedoch nicht so.
Bei der Nixie-Röhre wird das gleiche Prinzip wie bei der Glimmlampe angewandt. Glimmlampen kennt man beispielsweise von belechteten Lichtschaltern.
Aufbau
Der Aufbau der Nixie-Röhre ist relativ einfach gehalten.
Der äußere Glaskolben der Nixie-Röhre bildet die sogenannte Röhre.
Die Zeichen bestehen aus Metall und sind zumeist aus Draht geformt, sie können aber auch aus einem dünnen Blech ausgestanzt sein. Wichtig ist das jedes Zeichen für sich steht. Also jedes Zeichen ist ein Element und muss getrennt von den anderen Zeichen erstellt sein. Wichtig ist auch das die Zeichen Räumlich voneinander getrennt sein müssen, sie dürfen sich also nicht berühren somit keinen Elektrischen Kontakt zueinander herstellen.
Zudem gibt es noch eine Art Gitterblech welches dementsprechend eine Metallfläche bildet welche aber noch durch sichtbar ist. Außerdem gibt es noch einen Boden an welchem sich die Anschlüsse befinden.
Nun kommen wir zur Funktionserklärung der Nixie-Röhre.
Das Gitterblech bildet sie sogenannte Anode und das Zeichen ist die sogenannte Kathode.
Innerhalb des Glaskolbens – der Röhre befindet sich ein Gas. Vorzugsweise wird hier zumeist das Edelgas Neon eingesetzt. Nun wird über eine Strombegrenzungswiderstand eine sehr hohe Spannung zwischen Anode und Kathode gelegt.
Wie gesagt befindet sich innerhalb der Röhre ein Gas. Dieses Gas befindet sich somit auch um den Zeichen. Durch die hohe Spannung wandern nun Elektronen von der Kathode zu der Anode. Sprich die Elektronen wandern vom Zeichen zum Gitterblech. Beim Übergang der Elektronen von Metall zum Gas, reagiert das Gas und fängt an zu leuchten.
Es leuchtet also quasi nur das Gas welches sich direkt um dem Zeichen befindet.
Nun kann man natürlich ein Schaltsystem bauen welches die Spannung zwischen den verschiedenen Zeichen hin und her schalten lässt, sodass man je nach Wusch das Zeichen ändern kann.
Schaltungs-Aufbau
Hier gezeigt ist der Aufbau der Nixie-Röhre IN-1. Diese kann man hier in unserem Shop bestellen.
Falls man eine andere Nixie-Röhre besitzt stimmen die hier gezeigten Spezifikationen natürlich nicht. Diese muss man dann, wie üblich, sich aus entsprechendem Datenblatt holen.
So jetzt zum Aufbau.
Nixie-Röhren werden mit sehr hohen Spannungen betrieben bzw. gezündet. Aus dem entsprechenden Datenblatt können wir eine Zündspannung von 180V entnehmen. Ist die Röhre gezündet sinkt die Spannung auf 135V ab. Der Strom muss auf 2,5mA begrenzt werden. Daher benötigt man einen Vorwiderstand.
Gegeben haben wir in unserem Aufbau eine Spannungsquelle von 200V.
Zunächst mal zur Vorüberlegung:
Da die Spannung über der Nixie-Röhre beim Zünden höher ist als beim Normalbetrieb, können wir schlussfolgern das der Widerstand der Nixie-Röhre beim Zünden höher ist als im Normalbetrieb. Dadurch wissen wir das im Normalbetrieb höher ist da dort der gesamt Widerstand niedriger ist. (Niedriger Widerstand -> Hoher Strom).
Daher definieren wir den Vorwiderstand im Normalbetrieb. Hier nun gezeigt die Schaltung mit bekannten Werten im Normalbetrieb.
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Rechnung zum Vorwiderstand:
Uges = 200V
Iges = 2,5mA
R2 = 135V / 2,5mA = 54kOhm (Nixie-Röhre im Normalbetrieb)
R1 = (200V – 135V) / 2,5mA = 54kOhm (Wert Vorwiderstand)
Zum Beweis können wir nun noch den Strom beim Zünden berechnen um sicher zu gehen das dieser nicht die 2,5mA übersteigt.
Uges = 200V
R1 = 26kOhm
Iges = (200V – 180V) / 26kOhm = 769,23µA (-> Übersteigt die 2,5mA nicht)
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