Полигон-2

В соседнем разделе возник вопрос про "Правильное" применение индикаторов ИН (они же цифротрон, digitron, неонка, nixie).
Вот та тема: topic/24281

И, похоже, вопрос об ИНках оказался не менее интересен, чем основной вопрос самой темы.
Собсна, чтобы не захламлять ту тему, я решил создать эту.

Вот. Если кто что ЗНАЕТ — пишите суда. // слово "знает" подразумевает знание, а не мнение, слух, ощущение и пр.
Желательно также не флеймить и не мериться ИНками с законами Ома.

Надеюсь, модераторы не будут против такой темы в данном разделе.

Что знаю сам — привожу в виде комментариев к теме: topic/24281

1. Как продлить срок службы индикаторов типа ИН (например, ИН-14).

Возьмите схему коммутации от ИСКРА-111,-121,-122 или от Ч3-34 ---- это для ламп типа ИН-12, ИН-14, ИН-16.
-- вот здесь можно найти схему Ч3-34 — http://www.jais.ru/texp.html
-- а вот здесь - схему ИСКРА-111 — topic/9136
// в части розжига ламп они в общем примерно одинаковые, кстати
Почему лучше брать именно их, а не с форумов или из журналов — ну, потому что эти схемы проверены крупносерийным выпуском данных устройств. Думаю, это - сильный аргумент.

Подключите вторую "запятую" (есть в ИН-14) через балласт на постоянное свечение. Ток сделайте 0,001-0,01 мА — запятую видно не будет, но газ в баллоне будет постоянно ионизирован, что на порядок сокращает время готовности лампы (т.е. время от подачи напряжения на выключенную лампу до возникновения разряда в лампе).
См. здесь:
http://istok2.com/scan/1721_1.jpg
-- ток дежурного электрода — 0,001 мА

Светодиодная декоративная подсветка баллона, как ни странно, тоже ионизирует газ в лампе, что облегчает её розжиг.
Вот здесь можно почитать результаты опытов нашего иностранного коллеги:
https://wwwhome.ewi.utwente.nl/~ptdeboer/ham/neonclock/
-- The ring counters are rather sensitive to ambient light: in complete darkness, they tend not to work. Even though there are always a few bulbs active (if only in the power supply, which is not shown in the photographs), my clock still needs a bit of external ambient light. I'm experimenting with blue LEDs for providing this extra ambient light. This seems to be quite effective: illuminated by just two blue leds, the clock ran perfectly one night long in otherwise complete darkness.

Применяйте лампы с "таблэткой".
Это - вообще отдельная тема. Я когда-то потратил пару недель, чтобы разобраться, что это за таблетка такая в ИНках (например, в ИН-12,-14,-18).
В некоторых ИНках её нет (например, в ИН-8), либо её наличие/отсутствие зависит от года выпуска лампы (старые лампы ИН-1, ИН-2 и даже ИН-14 !! были без таблетки, а новые - с таблеткой).
На типовой геттер из вакуумных ламп она не похожа (да и способ её активации явно другой, если она активируемая).
На 100% я не уверен, но удалось найти несколько патентов, из которых выходит, что:
-- данная таблетка - это ... — ну в общем, сами почитайте
http://www.findpatent.ru/patent/13/137969.html
http://www.findpatent.ru/patent/209/2091895.html
http://www.findpatent.ru/patent/241/2411603.html
http://www.findpatent.ru/patent/93/930426.html
http://www.freepatent.ru/patents/2290716
Вот ключевая фраза:
-- Технологический процесс изготовления таблеток следующий: после тщательного перемешивания смесь запрессовывается в металлические обоймы и полученные таблетки привариваются к арматуре газоразрядных приборов при сборке. В процессе откачки газоразрядных приборов таблетки подвергаются разогреву до 600-700°, при этом в них начинается реакция разложения окиси ртути и поглощения освободившихся газов титаном и железом...
Кстати, там же прописано и о втором (побочном) преимуществе титана по сравнению с цирконием - титан, высвободив ртуть, начинает играть роль геттера (ну, если титана там было с избытком, конечно же... - что, впрочем, надо полагать, выполнялось с большим запасом, чтоб гарантированно не засрать лампу кислородом от разложившегося окисла ртути)...
Так что... таблетка эта, судя по всему, является средством, прежде всего, точного дозированного введения ртути в лампу. И либо она выполнена на основе спрессованного порошкообразного циркония и др. металлов, либо, как описано в первом указанном патенте (от 1961 года), на основе спрессованного порошкообразного титана и карбонильного железа.
Ну а зачем в газоразрядной лампе нужна ртуть, думаю, объяснять не надо.

// Есть, конечно, ещё много идей и советов, но по ним нет достаточной статистики, чтобы декларировать такие идеи публично.


2. Что сокращает срок службы лампы.

а) эксплуатация при завышенном токе / напряжении — ну, это понятно.
б) постоянное длительное включение какой-то одной цифры или длительное невключение какой-то другой цифры — через какое-то время они обе будут зажигаться хуже или вовсе перестанут зажигаться.

Но больше всего сокращает срок службы лампы... применение б/у-шных ламп в Ваших конструкциях.


3. Динамическая индикация для ИН - это плохо или хорошо.

У динамической индикации есть один недостаток: лампу постоянно гасят.
Так вот, если за то время, пока лампа погашена, в ней успевает произойти деионизация газа, то её розжиг в следующем периоде будет затруднён.
Но если период (длительность одного цикла) индикации меньше, чем время деионизации, то этой проблемы не существует.
// В газовых разрядниках (защитных, коммутаторных), например, это время стараются уменьшить. Но в лампе его лучше - наоборот, увеличивать. Для ИН-14 - не знаю, какое оно там. Но обычно это где-то 50-500 мкс.
Кроме того (см. выше), фоновую ионизацию можно поддерживать при помощи слабого тока через вторую "запятую" (в ИН-14).

Преимущество динамической индикации в том, что:
1) средний ток лампы существенно ниже, чем в статической индикации — а значит, меньше распыляется катод.
2) если лампа не зажглась с первой попытки, её "выключат" (снимут напряжение) и попытаются разжечь повторно через один период. Ионизация газа в лампе имеет свойство накапливаться, поэтому с какой-то ндцатой попытки лампа всё же загорится.

У статической индикации есть только одно преимущество (но его ещё нужно суметь правильно реализовать):
-- цифры можно зажигать с "нахлёстом" (т.е. следующую цифру зажигаем, ещё не погасив предыдущую) — это упрощает зажигание цифр, т.к. лампа как бы никогда не гаснет.
Так вот, для реализации такой схемы вовсе не обязательно применять какой-то супер сложный дешифратор и микроконтроллер. Достаточно использовать транзисторные ключи, зашунтированные стабилитроном (аккурат как в К155ИД1):
http://www.chipinfo.ru/dsheets/ic/155/id1.html
Вообще основное назначение шунтирующего стабилитрона — защита ключевого транзистора от повышенного коллекторного напряжения. Для транзисторов с допустимым коллекторным напряжением 60 В это, понятно, безусловно необходимо, если он должен размыкать что-то, питающееся от 160-200 вольт (в зависимости от типа лампы). При замыкании проблемы нет, т.к. всё напряжение падает на ещё не горящей лампе --- проблема возникает при размыкании цепи транзистором, т.к. он на некоторое время (пока не погаснет разряд) должен принять на себя, ну, в худшем случае вплоть до Uпит.
Интересно, что у схемы с шунтирующим стабилитроном нарисовалось интересно-полезное побочное свойство. Когда транзистор уже закрылся, ток катода может продолжать течь через стабилитрон! На стабилитроне падает примерно 55 вольт, соответственно на лампе падают оставшиеся 105-145 вольт (зависит от Uпит). Этого напряжения недостаточно для поддержания разряда, и он со временем погаснет, но гаснет он не мгновенно. И пока он не погас, ток через цепь продолжает течь (хотя ключевой транзистор уже закрыт). То есть, стабилитрон как бы чуток продляет время свечения своего катода. За это время успевает открыться второй ключевой транзистор, и розжиг второго катода происходит легче, т.к. газ в лампе хорошо ионизирован ещё не погасшим первым катодом. Полагаю, идея понятна.
// Поэтому, кстати, лучше ставить "древние" 60-вольтовые транзисторы, но со стабилитроном на 55 вольт, нежели современные 200-400 вольтовые, но без стабилитрона.
// И поэтому же лучше зажигать нуль в разряде десятков часов, но не гасить лампу.
Впрочем, гоняться вот именно за 155ИД1 (особенно в металлокерамике ) или за импортной SN74141 — смысла нет никакого.
Проще купить ULN2003 (для ТТЛ и CMOS 5В), ULN2004 (для CMOS 6-15В) или ULN2803, ULN2804 (эти на 8 каналов).
Если же 50 вольт кому-то вдруг маловато, то берите ULN2023, ULN2024, ULN2823, ULN2824 — они со стабилитроном на 95 вольт --- т.е. вполне годятся для безртутных ламп, у которых Uпит=200 В (или более) и разбежка напряжений зажигания-гашения достигает 100 вольт.

Однако, такая схема всё равно хуже-хуже, чем схема с импульсным розжигом.


4. Можно ли применять ШИМ для питания ламп.

Главное, чтобы в схеме питания лампы были:
1) стабилизатор/ограничитель тока (балласт) и
2) узел импульсного розжига
3) ну или другие феньки
А что там снаружи — ШИМ или не-ШИМ — это тут вообще ни при чём. Считайте что на входе Вам дан просто источник постоянного напряжения. // Можно даже не регулируемый.


С уважением!
- Александр

P.S. Дополняйте - не стесняйтесь!

Сергей, спасибо за участие!

С Радиокотом одна беда — в том, что их там 2027 страниц и 40522 сообщения (это не считая параллельных тем)!!!
И, к сожалению, большая часть — либо перепост, либо разовые субъективные наблюдения с низкой непресказуемой воспроизводимостью, а в худшем случае чистый флуд, ладно если хоть в тему.
И, как правило, материал - описательного характера, т.е. без анализа причин или сравнения разных вариантов.
Хотя, конечно, есть и весьма дельные советы, отчёты или просто оригинальные идеи (поэтому - ещё раз, спасибо за ссылку). Но вот отыскать их в такой массе довольно сложно.

Вот, кстати, одна из идей с Радиокота: питать лампу УВЧ или СВЧ током. Вроде бы, кто-то пытался запитать от 80 МГц, и лампа якобы светилась фиолетовым. Пруфлинка, правда, нету. Я этот опыт сам не воспроизводил. // кстати, может, кто из форумчан осилит?

Вот. Я собсна потому и отметил в самом начале, что по возможности не флеймить тему. Очень не желательно, чтобы знания размешивались абстракциями.
Может, отыщется кто-нибудь, кто ремонтировал эти приборы или даже конструировал их. Или, например, участвовал в разработке самих ламп...
Может, кто-то опробовал разные схемы и что-то дельное обнаружил.
Ну, попытка - не пытка.

Спасибо!

... то есть это 230 тыс. часов... неслабо!!

>> Просто 220 В подано через резисторы с понижением до 175 В.
== Я так понимаю там ещё выпрямительный диод есть?? ... или же лампы включены без диодов? --- ну т.е. мой вопрос: ток через лампу идёт выпрямленный или знакопеременный? Это на самом деле серьёзный вопрос. Если окажется, что всамделе включены без диода, то это будет очень интересная находка.


Лампы отображают номера трёх квартир? — то есть цифры там подключены без коммутации и не переключаются вот уже 26 лет, так?

Понимаю, что не согласитесь, но всё же: что если попробовать, например, переставить местами лампы — ну так, чтобы та лампа, которая отсвечивала все эти годы цифру, скажем "5", теперь встала на место лампы "2" --- просто интересно, загорится без проблем как новая или же будет барахлить на такой "неродной" цифре.


Спасибо за комментарий! (а то тема уже утонула)

[q]

Сорри, а тема посвящена только схемотехнике и вопросам питания или сюда можно выкладывать и какие-то свои конструкции ?

[/q]

Почему нет? Вот - моя конструкция. Акрил 4мм, УФ-печать, механизм аналоговый, китайский, 360 имп.