Referencia de seguridad
Partes del reloj estan bajo tension alta cuando el circuito funciona.
Por eso el reloj debe funcionar solamente dentro de una caja cerrada.
¡ Las regulaciones del instituto nacional de normalicación deben ser consideradas !
Descripción del circuito
Alimentación
La alimentación del reloj se divide en 3 partes:
D1 y S1 sirven como protección del reloj contra inversión del voltaje de alimentación.
La parte amarilla alimenta la lógica con 5 V y la parte azul alimenta la sección de los tubos con aproximadamente 200 V y 6 mA.
IC2 controla un FET mediante una etapa complementaria y funciona como inversor step-up.
El circuito es simple, barato y con buena eficacia.
La voltaje permitida de entrada es entre 10 y 20 V.
Ajustado a 205 V el circuito provee hasta 4 vatios, dependiendo de la bobina L1.
Con P1 se puede ajustar el alto voltaje entre 150 V y 225 V.
El consumo del reloj varía dependiendo del ajuste de voltaje y del tipo de tubos y es aproximadamente
de 2 hasta 4 vatios y es casi independiente del voltaje de entrada.
Con el indicador atenuado a 0% brillo el reloj necesita menos de 0.5 vatio.
Con menos de 10 V el MC34063 no puede regular un alto voltaje y con más de 20 V
el 7805 y el IRF 830 se calientan demasiado.
Por razones del costo no hice pruebas con más de 20 V :-)
Quién busca R1 en la lista de componentes, necesitará mucho tiempo:
esta hecho en la placa como pedazo definido de la tira conductora de 300 mΩ.
no todas las inductanzias funcionan
El valor de la bobina L1 no es crítico. El circuito funciona con distintos tipos.
Quizás revisa tu cajón del resto para probar otros.
De las bobinas en la foto solo la negra arriba y el azul/verde a la izquierda funcionan bien.
El gran negro a la derecha anda muy bien entre 8 a 10 V, con más el T1 sera demasiado caliente.
Las demás bobinas son inadecuadas.
Cuando T1 o L1 se calientan excesivamente o la etapa no produce sufficiente potencia o el reloj debe funcionar con menos de 10 V de alimentación
es necesario cambiar la bobina L1.
En este caso busca un tipo que accepta una saturación magnética elevada.
Para el reloj con los tubos ZM1040 es obligación usar una bobina con corriente de carga de 1A por lo menos.
Controlador
Asi trabaja:
El Controlador recibe la señal de un receptor DCF77 por pin 1 o la senal RMC de un receptor GPS por pin 7.
Al pin 6 se conecta el pulso PPS si el receptor GPS lo provee.
Con pin 2 y 3 esta conectado a los pulsadores.
Con pin 5 controla el zumbador y con pin 4 el transistor T2.
Los pins 6, 7, 8 y 9 representan el interfaz ISP y los pins 14 y 15 conectan al interfaz RS232.
Un cuarzo de 16 MHz completa el circuito alrededor del controlador.
Etapa del control del tubo para la cifra 0 de cualquier tubo.
Los componentes R11, R12 y D3 forman el circuito BIAS de 85 V.
12 etapas idénticas para controlar los cátodos y 6 etapas para controlar los ánodos se encuentran entre controlador y conector St2.
La enumeración de los componentes esta mostrado como ejemplo para dos etapas.
etápas par el control de los ánodos y cátodos
Igual que una legión romana esperan a comenzar su trabajo: llevar la alta tension a los tubos.
Interfaz RS232
El IC 4 funciona como conversor del nivel TTL al nivel RS232.
El nivel 0V/5V del señal de los pins 14 y 15 del UART del AVR es adaptado de tal manera
al nivel de -10V/+10V de RS232.
Perifería
Los pulsadores y los receptores se acopla según el esquéma.
La salida de conmutación puede bajar hasta 0.5 A para controlar p.e. relés.
El software desde versión V1.3a funciona con ambos polaridades de la señal DCF.
La alimentación del receptor GPS con los 5 voltios del reloj esta permitido exclusivamente a un receptor de bajo consumo y puesto un disipador al IC 3.
¡ Con receptores de alto consumo (más de 70 mA) y una caja del reloj bien cerrada sin ventilación es obligación de alimentar el receptor separado !
La señal PPS es voluntario: sí tu receptor no la produce, deja el pin sin conexión.
Indicador
Los tubos nixie está conectados en forma matriz y controlado en múltiplex.
Mediante los pins 15 a 20 se selecciona los tubos y mediante pins 1 a 10 los cátodos
Las bombillas neón estan conectadas al polo positivo por resistencias de 1 MΩ.
Los componentes R11, R12, C22, y D3 - D12 forman el circuito BIAS.
Ajustado a 200 V y con resistencias de 10 KΩ nuevos tubos ZM1210 tienen un brillo claro y rico en contraste.
La corriente máxima del cátodo es 3.2 mA, que corresponde a un corriente promedio (RMS) de 0.56 mA.
Los tubos Nixie tienen una esperanza de vida hasta las 100.000 horas.
Para cumplirla es neccesario prender todas las cifras periódicamente y ninguna cifra más de 1000 horas continuamente.
Para que tenga una larga vida también el tubo en la posición de diez horas,
hicé zócalos para hacerlo facil el intercambio de los tubos.
No es posible comprar zócalos para el tipo ZM1210.
Por eso los construié por mi mismo con pins sueltos de zócalos para circiutos integrados con resina sintética.
Generalmente es posible a soldar directamente los alambres del tubo en la placa
pero hay que mantener 5 mm de distancia del cuerpo vidrio del tubo a la soldadura.
En este reloj intenté a cuidar máximo los tubos por distintas medidas:
(no están tan barato y bien disponible para cambiar el juego completo de tubos cada par de años)
Operación con el 25% de la corriente clasificada por fabricante
atenuación permanente ajustable
2 intervalos programables diarios de atenuación (ajustable entre el 0% y 100% de brillo)
programa de la semana para apagar las valvulas
alto voltaje regulado, ajustable
Operación con voltaje BIAS
Zócalos para los tubos
Los zócalos sirven para cambiar la posicion de cada valvula después de 20.000 horas de funcionamiento, para que todas tengan una larga vida.
Los contadores de funccionamiento ayudan para tener la orientación.
Construcción placa controlador
Referencia de seguridad
Dentro de la zona roja existen voltajes mortales en ambos lados de la placa.
Después de la separación de la alimentación todavía existe peligro por cierto tiempo.
El condensador C8 se descarga después de 5 segundos.
¡ Sin conexión a la placa indicador necesita 15 segundos !
Placa controlador
Placa Controlador
Fuente de alta tensión
Primero se monta las resistencias tumbadas a la placa.
Con los restos del alambre se produce los puentes.
Después de los zócalos para IC se solda los componentes demás.
Como siempre comienza con los más bajos.
T1 e IC3 se coloca con los disipadores de calor hacia arriba.
Para C8 los tipos radiales o axiales séan conveniente, en cada caso se monta de forma tumbado.
Para C5 es necesario un diseño bajo porque el fija la distancia minima a la placa indicador.
Finalmente introduce los IC en sus zócalos.
Construcción placas indicador
Placa indicador para 6 unidades ZM1210, ZM1080 o IN8-2
Tiras sueltas
Se puede soldar todos los tubos directamente en la placa.
Así debe mantener una distancia de 5 mm entre el cuerpo de vidrio y la soldadura.
Los conectores alambre de los tubos se corta a la longitud, introduce en la placa y dobla los ultimos 2 milímetros hacia fuera.
Ahora suelda sus conductores.
Empieza con 2 conexiones y completa con un ojo siempre a la alineacion del tubo !
Usa poco estaño y no llena los agujeros completamente para dejar la construcción sin tensiones mecánicas.
Eso puede causar resquebrajaduras en los tubos.
Las 2 bombillas neón se puede soldar convencionalmente.
Los pins alineados
Recomiendo sin embargo utilizar zócalos.
Para los dos tubos neón toma segmentos de 2 polos de tira de pins hembra de paso 2,56 mm.
Los zócalos para los tubos nixie se fabrica por los pins sueltos de zócalos para IC (zócalos de la precisión con pins torneados).
Saca los 78 pins del plastico con una pinza.
Pon 13 pins en la placa indicador y aseguralos con algo para que no se caigan.
Ahora solda todos los pins de un zócalo y alinea después uno por uno a mano si necesario.
Eso se debe hacer en caso de necesidad varias veces, hasta los pins forman exactamente un círculo y tienen el mismo espacio a los pins vecinos.
Consejo:
Cuando se asegura los pins mediante placa de vidrio para que no se caigan tienes alineación automatica.
Las correcciones individuales de pins son posible sin soldar simplemente a mano.
listo para verter con resina
Porque así toda la cosa esta muy flojo y con el peligro de cortocircuitos hay que verter los zócalos con resina de epoxy.
Como molde sirve tubo de aluminio del diámetro interior de 14 mm y de altura de 5 mm.
Para poder sacar los moldes después del verter necesitan una hendidura.
Ahora cierra la hendidura con pegamento, cubre el interior del molde con cera o aceite y pegalo sobre la placa.
Cuando el pegamento esta suficientemente seco llena el molde cuidadoso con epoxy.
los zócalos antes y después de verter
Referencia de seguridad
Resina epoxyd liquida daña a la salud.
El polvo de lijar también es peligroso.
Usala solamente en ambiente bien ventilado con guantes y en caso necesario con máscara respiratorica.
Consejo:
Mantenga la temperatura encima de 20° celsius; calor accelera el fraguado.
zócalos
No eche demasiada resina y mantenga los pins libre.
Sí no fué posible evitarlo recomiendo estrictamente dejar todo como está. Con la resina dura se puede quitarla facilmente con una aguja.
Quien no sigue este consejo tiene el riesgo de romper completamente el zócalo.
Con la resina dura saca los moldes ensanchandolos con un destornillador y mucho cuidado. Después limpia la placa de los restos adhesivos.
Posteriormente lija los topes de todos los zócalos juntos, limpia y revisa bien por cortocircuitos.
Menos trabajo es dejar los moldes puestos en la placa como elemento de construcción.
placa indicador por abajo
Ahora se equipa la placa por el lado de las soldaduras con los componentes electronicos.
Para contactar los dos conectores ánodo de los ZM1210 hay que armar las resistencias de ánodos según la foto a la izquierda.
Deja el alambre de un lado tan largo para soldarlo a los dos puntos.
Consejo:
Para soldar el conector de 20 polos a la placa controlador une a prueba ambas placas con sus separadores.
Placa indicador para 6 tubos ZM1000
Zócalos para los ZM1000
Los zócalos para los tubos ZM1000 se puede hacer más fácilmente y más rápidamente.
De unas tiras de pins hembra de paso 2,54 mm se corta las cantidades necesario del tamaño 3 y 5 tiras y solda a la placa.
La construcción del resto de la placa sucede exactamente como las otras placas indicador.
No cabe duda que estos tubos pertenecen a los ¡ más caros, si uno puede conseguirlos jamás !
Placa indicador para 4 tubos ZM1040 y 2 tubos ZM1210
Zócalos
La versión para los pins de los tubos ZM1040 esta hecho por los contactos sueltos
de los enchufes hembra Sub D.
Entran con poca fuerza a los agujeros 1,5 mm de la placa.
Al soldar hay que fijar los contactos con un tubo puesto.
Solamente de tal manera uno recibe zócalos bien alineados.
Placa indicador 4+2 montada
Unir con resina no es necesario debido a su estabilidad mecánica y el riesgo pequeño del cortocircuito.
Por eso ten cuidado poniendo y tirando los tubos para no doblar o romper nada.
La placa esta armado exactamente igual a la placa indicador de los tubos pequeños con una sola diferencia:
las resistencias de ánodo para los ZM1040 son del valor 1 kΩ.
Construcción del reloj con 6 valvulas IN17
Reloj con las pequeñas IN17
Hecho con las 3 placas indicacor, contól y alimentación sale una versión del reloj muy chico.
El tamaño con las valvulas puestas es sólo 90mm x 90mm x 30mm.
Con un receptor GPS se puede instalar el reloj en un coche.
Los esquémas son identicos a las versiones de los demás relojes con sólo 2 excepciones:
Bu1 es un enchufe rectangulo de 10 polos, reemplazando el grande enchufe SUB-D de 9 polos.
Por esa razon este reloj necesita un cable RS232 particular para la conexión a un ordenador.
Véase a esa foto.
Se suprime los conectores St2 y Bu2. Tiene que hacer la conexión entre placas controlador y indicador según su gusto.
Para que salga una solución tan compacto que en la foto, hay que desmontar una tira de pins macho rectangulo y soldar las unidades uno a uno.
Consejo:
Recomendo antes de la soldadura final una revisión muy fino de ambas placas: todos los componentes son del valor que corresponde y en su lugar correcto.
Una vez las placas conectadas es casi imposible de hacer correcciones.
Existen lacas especiales para pintar las valvulas.
En rojo también se ve lindo.
Referencia de seguridad 
Etapa del control del tubo para la cifra 0 de cualquier tubo.
12 etapas idénticas para controlar los cátodos y 6 etapas para controlar los ánodos se encuentran entre controlador y conector St2.
El IC 4 funciona como conversor del nivel TTL al nivel RS232.
Los pulsadores y los receptores se acopla según el esquéma.
Consejo:
Cuando se asegura los pins mediante placa de vidrio para que no se caigan tienes alineación automatica.
