SL002 – Frequenzimetro vintage con nixie a catodo freddo
Il circuito che vi presentiamo oggi, lo facciamo solo per dare l’ opportunità a qualche hobbysta che ha a disposizione del vecchio materiale, di poterlo condividere , creando un qualcosa di insolito e naturalmente vintage.
Tutto questo è iniziato col ritrovamento di molto materiale antiquato come gli integrati TTL serie SN74141 e le nixie ZM1022 costruite dalla Siemens circa mezzo secolo fa.
Per chi non le conoscesse, precisiamo che si tratta di display a scarica di gas a catodo freddo, composti da un bulbo di vetro riempito di gas nobile (solitamente neon miscelato a volte con argon e elio) contenente 11 elettrodi, 10 catodi fluorescenti e un anodo a forma di reticella sottile.
Ogni catodo in lega di nickel, è ricoperto da ossidi luminescenti al passaggio degli elettroni, questi elettrodi hanno forme varie (nel nostro caso di cifre) come lettere, numeri, simboli vari e una volta alimentati si colorano di arancio.
Per funzionare però necessitano di tensioni abbastanza elevate (140-170V) contro i 2V dei led e i 15-35V delle nixie a segmenti a catodo caldo.
Schema elettrico:
Dopo essere entrati in possesso di un certo “materiale antico" come le nixie stesse, alcuni integrati TTL tipo SN7475, SN7490, SN7493 e SN74141, abbiamo creato tutto attorno quanto basta per ottenere un frequenzimetro a 7 cifre false.
Diciamo false perché come risoluzione sarebbe a 5 cifre, solo che essendo canalizzato a passi 12,5 (12,5Khz, 1,25Khz, 125Hz) le ultime tre cifre servono a dare indicazioni in tal senso, esse infatti visualizzeranno passo di 000, 125, 250, 375, 500, 625, 750 e 875. Questo fa si che basta un divisore per 8 invece che per 10 (per questo motivo abbiamo usato i tre bit meno significativi di un SN7493), e una decodifica in modo diverso composta da due SN74141 e due transistor, collegati in modo da avere le uscite che pilotano solo i segmenti necessari.
Fatto tutto questo, ci serviva una logica di controllo con base tempi, e per questa abbiamo usato dei normalissimi C/MOS.
Partendo dalla frequenza della tensione di rete, una volta raddrizzata, ottenevamo una tensione pulsante alla frequenza di 100Hz che abbiamo “ripulito" ottenendo un' onda quadra con i livelli C/MOS 0-5V, da quì il pilotaggio del clock del contatore decadico, che a sua volta aziona un flip flop che apre e chiude il periodo di conteggio, mentre le altre due uscite inutilizzate (Q8 e Q9) le abbiamo usate per il comando di memoria e reset.
Ora bisognava interfacciare tutto con i vecchi TTL e per faro abbiamo usato 3 semplici transistor tipo BC337.
Da qui è possibile ora pilotare tutti gli integati TTL, restava un ultimo problema, l’ alimentazione delle nixie, questo chiedeva l’ uso di un trasformatore con secondario a 125-130V che una volta raddrizzati e filtrati avrebbero dato i 160V necessari all’ uso delle nixie
Per fare tutto questo abbiamo usato un convertitore elevatore simile al nostro LU015.
Elenco componenti SL002:
C1 – C9 = 100nF 25V ceramico
U1 = integrato TTL tipo SN74141
U2 = integrato TTL tipo SN7475
U3 = integrato TTL tipo SN7490
U4 = integrato TTL tipo SN74141
U5 = integrato TTL tipo SN7475
U6 = integrato TTL tipo SN7490
U7 = integrato TTL tipo SN74141
U8 = integrato TTL tipo SN7475
U9 = integrato TTL tipo SN7490
R1 = 3,3KΩ 0,25W
R2 = 2,2KΩ 0,25W
R3 = 2,2KΩ 0,25W
R4 = 1,5KΩ 0,25W
R5 = 1,5KΩ 0,25W
C10 = 100nF 25V ceramico
C11 = 100uF 16V elettrolitico
C12 – C17 = 100nF 25V ceramico
D1 = diodo tipo 1N4148
D2 = diodo tipo 1N4148
Q1 = transistor NPN tipo BC337, BC237
Q2 = transistor NPN tipo BF393
Q3 = transistor NPN tipo BF393
U10 = integrato TTL tipo SN74141
U11 = integrato TTL tipo SN7475
U12 = integrato TTL tipo SN7490
U13 = integrato TTL tipo SN74141
U14 = integrato TTL tipo SN7475
U15 = integrato TTL tipo SN7490
U16 = integrato TTL tipo SN74141
R6 = 4,7KΩ 0,25W
R7 = 2,2KΩ 0,25W
R8 = 2,7KΩ 0,25W
R9 = 6,8KΩ 0,25W
R10 = 10KΩ 0,25W
R11 = 10KΩ 0,25W
R12 = 68KΩ 0,25W
R13 = 68KΩ 0,25W
R14 = 100KΩ 0,25W
R15 = 10KΩ 0,25W
R16 = 10KΩ 0,25W
R17 = 10KΩ 0,25W
R18 = 10KΩ 0,25W
C18 = 3300uF 16V elettrolitico
C19 = 100uF 16V elettrolitico
C20 – C22 = 100nF 25V ceramico
D3 = diodo tipo 1N4007
D4 = ponte di diodi KBL02 o simili
D5 = diodo tipo 1N4148
D6 = diodo tipo 1N4148
Q4 = transistor NPN tipo BC337, BC237
Q5 = transistor NPN tipo BC337, BC237
Q6 = transistor NPN tipo BC337, BC237
Q7 = transistor NPN tipo BC337, BC237
U17 = integrato stabilizzatore tipo LM78H05S
U18 = integrato C/MOS tipo CD40106, CD4584
U19 = integrato C/MOS tipo CD4017
U20 = integrato C/MOS tipo CD4001
R19 = 5,6KΩ 0,25W
R20 = 3,9KΩ 0,25W
R21 = 10KΩ 0,25W
R22 = 2,7KΩ 0,25W
R23 = 220KΩ 0,25W
R24 = 2,7KΩ 0,25W
R25 = 4,7KΩ trimmer
C23 = 100nF 25V ceramico
C24 = 10nF 25V ceramico
C25 = 1nF 25V ceramico
C26 = 100nF 25V ceramico
C27 = 220uF 16V elettrolitico
C28 = 10uF 250V elettrolitico
C29 = 220nF 250V poliestere
L1 = bobina avvolta su nucleo toroidale
D7 = diodo tipo 1N4148
D8 = diodo fast tipo UF4007
DZ1 = diodo zener tipo ZPD100V
Q8 = transistor NPN tipo 2N1711, 2N1613
Q9 = transistor NPN tipo BU406 o simili
U21 = integrato tipo NE555
R26 = 18KΩ 0,25W
R27 = 18KΩ 0,25W
R28 = 18KΩ 0,25W
R29 = 18KΩ 0,25W
Nixie 1 = nixie a catodo freddo tipo ZM1022
Nixie 2 = nixie a catodo freddo tipo ZM1022
Nixie 3 = nixie a catodo freddo tipo ZM1022
Nixie 4 = nixie a catodo freddo tipo ZM1022
R30 = 18KΩ 0,25W
R31 = 18KΩ 0,25W
R32 = 18KΩ 0,25W
Nixie 5 = nixie a catodo freddo tipo ZM1022
Nixie 6 = nixie a catodo freddo tipo ZM1022
Nixie 7 = nixie a catodo freddo tipo ZM1022
Una volta terminato il montaggio, il tutto deve essere racchiuso in un mobile plastico per evitare rischi di scosse poco piacevoli.
Non avendo pensato di fare un kit, di questo circuito non abbiamo preparato nessun PCB, quindi ci limiteremo a mostrare la foto del prototipo del LCB base…....
…. E di tutto lo strumento.
