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www.elektormagazine.de Mai 2016 37
T1, T2 und T4 gesteuert. Zwischen den
Röhren-Paaren (Stunden, Minuten und
Sekunden) befinden sich Dezimalpunkte
in Gestalt von Glimmlampen, der Mikro-
controller steuert sie über die Transisto-
ren T3 und T8. Von Jumper JP1 hängt ab,
ob einstellige Stunden mit führender „0“
angezeigt werden.
Die ursprünglich verwendete Nixie-Röhre
IN-14 wurde durch den leichter erhält-
lichen und preisgünstigeren Typ IN-12
ersetzt. Dieser Typ ist pinkompatibel mit
anderen ovalförmigen Röhren wie ZM1100
oder CD56. Weil die IN-12 eine Röhre mit
Ansicht von oben ist, haben wir den Plati-
nenteil der Röhrengruppe von der übrigen
Platine getrennt. Dadurch ist der Monta-
geort der Röhrengruppe unabhängig von
der Steuerung wählbar.
Ein Steckernetzteil kann die Stromver-
sorgung übernehmen, es muss bei der
Gleichspannung 9...15 V mit mindes-
tens 1 A belastbar sein. Der Spannungs-
wandler MC34063 (IC7) erzeugt die Ano-
denspannung für die Nixie-Röhren. Über
Diode D1 und Induktivität L1 schaukelt
sich die Spannung auf, sie lädt den Elko
C10. Wenn die über Pin 5 verlaufende
Rückkopplung unterbrochen ist, kann die
Spannung hochlaufen, so dass der Elko
fernröhren. Die Taktfrequenz beträgt
„krumme“ 22,1184 MHz, so dass sich für
die 4800 Baud des GPS-Modul-Signals ein
ganzzahliges Teilverhältnis ergibt. Die LED
an Leitung RA5 blinkt nach dem Reset,
anschließend leuchtet sie bei jedem kor-
rekt empfangenen GPS-String kurz auf.
Wenn die LED konstant leuchtet, deutet
dies auf ein Problem hin.
Über Steckverbinder K1 kann der Mikro-
controller in der Schaltung programmiert
werden. Geeignet sind die Programmer
PICkit 2 oder PICkit 3 von Microchip,
Anmerkungen sind in der Textbox Pro-
grammier-Klippen zusammengefasst.
Das GPS-Modul A2035H von Maestro
(MOD1) enthält einschließlich Antenne
alles, was für den Empfang von GPS-Si-
gnalen nötig ist. Da das GPS-Modul an
3,3 V arbeitet und die Betriebsspannung
des Mikrocontrollers 5 V beträgt, müssen
die Datenleitungen angepasst werden.
Zuständig sind die FETs T6 und T7 sowie
die Widerstände R18, R19 und R21, R22.
Als Dekoder und Treiber für die Nixie-Röh-
ren ist der Typ 74141 angegeben, er ist
jedoch nur noch eingeschränkt erhält-
lich. Der russische Typ K155ID1 ist ein
vollwertiger Ersatz. Die Zehnerstelle
der Stunden wird über die Transistoren
Unsere erste „Nixie-Uhr mit GPS“, die im
Oktober 2014 erschien, empfing bereits
die Zeit vom GPS-Satellitensystem aus
dem Weltraum. Damals wurden jedoch
nur die Stunden und Minuten von vier
Nixie-Ziffernröhren angezeigt, die Sekun-
den blieben im Verborgenen. Dem haben
wir auf zahlreichen Leserwunsch abgehol-
fen, das Ergebnis präsentieren wir hier.
Die Erweiterung der vierziffrigen Nixie-
Uhr stellt an sich kein Problem dar, zumal
die Software auch in der Version 2.0
bereits dafür ausgelegt ist. Was dem Aus-
bau im Weg steht, ist der Mikrocontroller
PIC18F2480, der seinerzeit zum Einsatz
kam. Weil dieser Typ nur 28 Anschlüsse
besitzt, reicht die Anzahl der I/O-Leitun-
gen nicht aus, um sechs Nixie-Röhren
ohne Umweg steuern zu können.
Mehr I/O-Leitungen
Eine Lösung des Problems hätte zwar
darin bestehen können, die ursprüngliche
Hardware durch I
2
C-Expander zu erwei-
tern, doch das hätte die Komplexität nicht
unwesentlich gesteigert. Wir haben uns
deshalb für den Tausch des PIC18F2480
gegen einen PIC18F4420 entschieden, ein
Mikrocontroller mit mehr I/O-Leitungen
im 40-Pin-Gehäuse, der ebenso preiswert
wie leicht beschaffbar ist.
Die Schaltung der neuen, erweiterten Ver-
sion ist in Bild 1 dargestellt. Das Konzept
stimmt mit der alten Version überein, der
neue Mikrocontroller befindet sich in ver-
trauter Umgebung. Die Decoder der zwei
hinzugekommenen Nixie-Röhren werden
von sieben I/O-Leitungen des neuen
Port D gesteuert. Die achte I/O-Leitung
steuert eine weitere Glimmlampe, die den
zweiten Dezimalpunkt zwischen Minuten
und Sekunden darstellt.
Noch ein Update
Außer der Sekundenanzeige stand noch
ein weiterer Wunsch auf der Liste unserer
Leser. Die Zeitzone war in der Mikrocont-
roller-Software auf Mitteleuropa (GMT+1)
festgelegt. Da sich dies nur durch Ändern
des Quellcodes und Neuprogrammieren
ändern ließ, was sicher nicht sehr prak-
tisch ist, haben wir dieses Detail anders
gelöst. Die Zeitzone ist jetzt nach dem
Reset durch wiederholtes Drücken eines
Tasters wählbar.
Die Schaltung
Der Mikrocontroller PIC18F4420 liest die
vom GPS-Modul empfangenen Daten
und steuert über Decoder die Nixie-Zif-