Commande des tubes nixie
74141 et alternatives
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Les tubes nixie fonctionnent avec de la haute tension et le circuit de commande qu'on retrouve dans tous les forums est le 74141. Mais il existe également des alternatives.
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L'interface arduino vers BCD est décrit ici. Il s'agit des circuits qui fournissent un code BCD correct qui représente l'heure en utilisant le moins possible de lignes du processeur.

Pour commander les tubes nixie, on n'a pas vraiment le choix: il faut utiliser un circuit 74141 qui a été conçu spécifiquement pour cette tache. Bien que les tubes Nixie ne soient plus fabriqués, on trouve encore des masses de tubes et de circuits de commande sur ebay. Attention aux versions russes qui sont moins fiables.

Ce circuit va mettre une sortie à la masse (il y a 10 sorties pour commander les dix cathodes d'un tube nixie) tandis que les autres sorties ne sont pas connectées.

Quand ces circuits ont été fabriqués, on ne pouvait pas encore fabriquer des transistors de haute tension. En interne dans le circuit, chaque transistor est ainsi protégé par une zener de 70V environ. Quand le transistor n'est pas en conduction, sa tension au collecteur ne peut pas monter à plus de 70V.

Cette tension de 70V qui est soustraite de la tension d'alimentation de 220V fait que le chiffre correspondant est éteint (la tension de 150V est trop basse). Attention, ce truc ne fonctionne que si un autre chiffre est alimenté. En pratique, les chiffres qui ne doivent pas s'allumer peuvent éclairer très faiblement, mais c'est vraiment très peu.

Si vous utilisez un cable plat, sachez que les sorties du 74141 ne sont pas ordonnées 12345... mais totalement dans le désordre. Il vaut mieux utiliser l'orde aléatoire des sorties et faire la correction au soquet du tube nixie où les contacts sont plus espacés.

Avec certaines combinaisons de tubes et de circuits 74141 il n'est pas possible d'éteindre complètement les chiffres qui ne peuvent pas être visibles. Si on réduit la haute tension, on arrive à ce que les chiffres qui doivent apparaitre n'éclairent plus: la tension est devenue trop basse pour amorcer l'ionisation.

Circuits alternatifs avec ou sans 74141

Si comme chez moi les circuits 74141 de commande des nixies produisent l'allumage de chiffres incorrects (en plus du chiffre normal), il faut utiliser le circuit montré à droite (un élément par chiffre à commander). Ce petit circuit se place entre chaque sortie du circuit intégré 74141 et la cathode correspondante.

Il utilise un transistor BD127 (format TO126) qui résiste à une tension de 250V, ce qui est bien suffisant. Un BF422 (format TO92) fait également l'affaire car la puissance à fournir est très faible. Il n'existe plus de circuit intégrés contenant plusieurs transistors de haute tension (tous les circuits sont limités à une tension inférieure à celle des 74141).

Le 74141 est maintenant utilisé comme sortie TTL classique (le BD127 est monté comme le transistor d'entrée d'un circuit de la série TTL). Le 74141 ne voit plus qu'une tension de 5V (la chute de tension se trouve entre la base et le collecteur du transistor).

Ce montage appellé à base commune ne produit pas d'amplification du courant. Le courant dans l'émetteur correspond donc au courant dans le tube nixie majoré de 2%, qui est le courant de base, si on tient compte d'une amplification du transistor de 50×.

Ce montage peut être utilisé pour toutes les sorties à logique négative (niveau zéro = chiffre allumé).

Si vous utilisez des CD4028BE (CMOS BCD to decimal decoder) à la place des 74141, un circuit similaire peut être utilisé. Attention, ici il s'agit d'une logique positive (niveau zéro = chiffre éteint). Le transistor est commandé normalement par la base et entre en conduction s'il est alimenté par une tension positive. La résistance de base de 2.5kΩ peut être omise.

L'avantage du CD4028 est qu'il s'agit d'un circuit intégré plus récent qui est couramment fabriqué. Il n'y a pas les risques inhérents aux composants "NOS" (New Old Stock). De plus, le circuit intégré utilise la technologie CMOS qui est moins regardante quant aux niveaux haut et bas.

Attention, certaines versions des puces 4028 ne produisent pas l'extinction du tube quand un code incorrect est envoyé (par exemple le code 15 = 1111). Ces puces ne peuvent pas être utilisées car elles ne permettent pas le clignotement du tube nixie (réglage de l'heure) ou l'extinction du tube correspondant (réglage de l'alarme).

Un exemple de circuit qui ne peut pas être utilisé (si la fonction de clignotement est requise pour ce chiffre) est le CD4028CN. Les codes BCD supérieur à 9 qui normalement devraient causer l'extinction de toutes les cathodes produisent ici l'allumage du 8 ou 9, ce qui n'est pas ce qu'on veut.

Si vous avez un assortiment de circuits intégrés, utilisez les "mauvais" pour les dixaines (heures, minutes et secondes) car les sorties 8 et 9 ne sont pas utilisées.

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