Description
Le but du jeu est d'utiliser des tubes nixie pour écrire "F0cks". Autant dire que ça ne fera pas avancer la science, mais je pourrai ensuite prendre une magnifique photo que je mettrai en image de fond du siteweb!
Comme ces tubes sont de moins en moins courants, je ne vais pas prendre les plus grands comme les Z5680M (trop chers). Je me rabats donc sur les références suivantes : IN-14, IN-19A et IN-19B. Plus petits mais tout aussi beaux!
Cette catégorie de tubes ne contient pas toutes les lettres de l'alphabet. Je vais donc utiliser le IN-14 pour avoir le "0", le IN-19B pour avoir le "F" et le "S", enfin le IN-19A pour avoir le "k" et le "C". Dans cette serie le "k" n'existe qu'en minuscule et le "C" est en fait un "°C". Pas grave! Cela ajoutera une touche de geekerie!
On devrait donc obtenir "F 0 °C k S".
IN-14 pour le "0"
IN-19B pour le "F" et le "S"
IN-19A pour le "°C" et le "k"
Composants
Tubes Nixie
Comme expliqué dans la description, j'ai choisi des références en fonction de leur prix, des caractères affichables et fait en sorte que les tubes aient tous la même taille/forme. Je vais donc (pour une fois!) éplucher les documentations techniques après avoir choisi les composants...
Mon niveau en russe frolant le 0 absolu, c'est un véritable régal d'essayer de trouver les tensions de fonctionnement et autres informations utiles... On doit pouvoir trouver ces docs traduites en anglais mais on perd toute saveur! Je vais m'intéresser seulement à la documentation technique du IN-14 (dispo ici). La doc des IN-19 (dispo ici ) est sensiblement la même. Voici ce que j'en retiens:
IN-14 extrait page 1
Pour le fonctionnement général:
- Il semble y avoir une flèche sur le verre du tube ou sur le plastique de support. Elle permet de trouver la broche "1" (j'imagine que c'est une vue de dessous).
- Ça ressemble un peu à nos afficheurs 7 segments. Les filaments du tube se comportent "à peu près" comme des LED. La broche "1" doit être l'anode. Du coup il suffit de relier une autre broche à la masse pour alimenter un filament. Dans notre cas ce sera la broche "12" pour le "0" de "F0°CkS".
IN-14 extrait page 2
Pour l'alimentation, d'après ce que je comprends, il y a différentes valeurs d'alimentation en fonction d'un mode continu ou périodique:
- En continu, la tension max est de 170V et le courant pour un filament ne doit pas dépasser 2,5mA (0,3mA pour les points).
- Pour le mode périodique, je ne suis pas certain que la doc parle de valeurs limites ou moyennes... Je ferai des tests mais il me semble que l'on nous donne les courants moyens des filaments pour un signal donné. C'est un signal créneau variant de 0 à 190V, à une fréquence comprise entre 1 et 1,8 kHz, avec un état haut de minimum 70µs.
- Dans tous les cas, on prevoira une résistance de l'alimentation à l'anode pour limiter le courant à 2,5mA max (je ne compte pas utiliser les points).
Alimentation
D'après les datasheets des tubes, il faut donc une alimentation capable de fournir au moins 170V et un courant de 12,5mA (2,5mA x 5 filaments). Puis le top du top, ce serait une entrée à 5V pour faire des tests facilement avec une alimentation USB.
Module d'alimentation
J'ai trouvé un module sur Ebay qui semble satisfaire tous mes critères. D'après le vendeur:
- Input voltage: 2.5V-12VDC
- Output voltage: 170VDC
- Output current: 20mA Max
Paradoxalement, le vendeur chinois a effacé la référence du composant probablement pour éviter le copiage... Hahaha... Il ne s'agit peut-être pas d'un composant spécifique mais d'un simple NE555. Surprise à l'arrivée!
Le transformateur sur la carte a plus tendance à me faire penser à un montage flyback plutôt que boost.
Je pense pouvoir remplacer une des résistances du module par un petit potar pour pouvoir changer la tension de sortie. Au hasard pour monter jusqu'à 190V!
Flyback avec NE555
Driver
Théoriquement, je pourrais m'en passer. Il me suffit de mettre le module d'alimentation directement sur les filaments qui m'intéressent. Mais je me suis dit que ce serait sympa si je pouvais faire des jeux de clignotements commandés avec un µcontrôleur.
K155ID1 fraichement reçus
Du coup, j'ai commandé un décodeur d'époque : К155ИД1 (K155ID1 datasheet dispo ici). Ce composant permet d'activer certaines sorties en fonction des valeurs fixées sur les entrées. Ca revient à convertir du binaire en décimal (0b0000 activera la sortie 0, 0b0001 activera la sortie 1 etc...).
J'ai quand même peu progressé en russe depuis l'étude des docs des tubes, et je dois avouer que là... J'ai rien compris... Par chance, ce composant existe en plein d'autres références plus récentes (74141 74141PC SN74141N MH74141...).
J'ai donc récupéré la documentation technique du SN74141 (dispo ici).
SN74141 Caractéristiques électriques
C'est super, d'après les caractéristiques électriques, on voit que la tension de fonctionnement nominal du décodeur est de 5V. Le courant max d'alimentation est de 25mA. Je peux rester sur mon optique d'alimentation USB. Les seuils haut et bas en entrée sont du TTL standard, on pourra utiliser facilement le GPIO d'un µcontrôleur sur les entrées ABCD.
SN74141 Étage de sortie
SN74141 Table de vérité
On voit que l'étage de sortie permet d'avoir soit la masse soit une haute impédance. On n'est pas tout à fait à 0 puisqu'il y a 2 transistors et une diode entre la broche de sortie et la masse. D'après la doc on a une tension max de 2,5V quand on veut 0V. Ce qui est complétement négligeable devant 170V.
Prototype
Rédaction en cours
