röhrenbasierter Würfel!

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Adrian_Immler
Ist häufiger hier
#1 erstellt: 26. Nov 2022, 22:14
Hallo Leute

Auch wenn mein letztes Projekt wirklich absolut nix mit HiFi zu tun hat, möchte ich es hier mal vorstellen. Die einen oder anderen Hobby-Röhrenbastler dürften darob amüsiert sein!

Muss es denn immer ein Amp sein, wenn man etwas mit Röhren kreieren will?

Ich finde nein, denn zum goldenen Zeitalter der Röhren hat man schlicht ALLE elektronischen Aufgaben mit Röhren gemacht: Audio-Verstärker, TV, Industriesteuerungen, Radare, Mess- und Regelaufgaben, sogar Computer!

Daher habe ich mir mal was Ungewöhnliches überlegt, ein elektronischer Würfel. Frei nach dem Motto: Die sinnfreien Projekten bereiten oft am meisten Spass!

Elektronischer_Würfel2

Das Ding funzt wunderbar auf dem Steckbrett, und vielleicht giesse ich es auch noch in eine hübsche Platine. Im Kern basiert der Würfel auf der Idee, einen digitalen Zähler mit Röhren zu bauen, der die Würfelnummern 1 bis 6 durchzählt (bzw. eigentlich 0 bis 5), dessen Clock-Impulse nur dann vorliegen, wenn man mit dem Finger eine Art "Taste" berührt. Da der Würfel zu schnell zählt um das erfassen zu können, ergibt scheine zufällige Zahl die stehen bleibt, wenn man den Finger wieder wegnimmt.
Dies habe ich (stilgerecht) mit einer Glimmlampe umgesetzt, welche mit der klassischen Sägezahngeneratorschaltung läuft, und eben nur dann die notwendige Mindestspeisespannung für die Glimmlampenzündung findet, wenn man den Finger auf den Taster legt.
Nun ein cooles Feature: Durch einen Kondensator an der richtigen Stelle fällt Glimmlampen-Speisespannung bloss langsam ab. Der Zähler stoppt daher nicht abrupt, sonder läuft aus - wie ein angestossenes Glücksrad! Siehe auch den Screenshot vom Oszi, der die Spannung über der Glimmlampe sowie dessen variierende Versorgungsspannung zeigt.

SDS00005

Der nachfolgende Zähler ist dann mehr oder weniger aus dem Web kopiert, hier schlummert nicht so viel erzählenswertes. Vielleicht, dass die RESET-Schaltung den Zähler nullt, sobald der siebte Zählerzustand erreicht wird, und dass hierfür ein Schmitttrigger-Buffer nötig war, um den Reset-Zustand für eine kurze Zeit zu speichern.
Schliesslich waren noch ein Grab von RD-Logiknetzwerken sowie 3 Doppeltrioden nötig, um eine dicke 7971 Nixie anzusteuern. Diese macht eine richtig gute Figur!

Feedback (auch Anregungen) sind gerne willkommen!

Lieber Gruss, Adrian

PS: Hier noch ein kurzes Video, wie der Würfel läuft. Faszinierend!
https://adrianimmler.simplesite.com/452104653/tube-based-dice

PPS: Hier noch das Schema (ohne +/-120V Versorgung und Heizung)
Adrian's_tube-based_Dice_p1of2Adrian's_tube-based_Dice_p2of2


[Beitrag von Adrian_Immler am 26. Nov 2022, 22:21 bearbeitet]
Rabia_sorda
Inventar
#2 erstellt: 27. Nov 2022, 00:15
Eine verrückte und gleichzeitig eine grandiose Idee + Schaltung.
Ich mag sowas absolut!

Leider habe ich es mit Röhrentechnik nicht so, sonst würde ich mir damit auch so einiges bauen.

Danke für deinen Beitrag

Adrian_Immler
Ist häufiger hier
#3 erstellt: 28. Nov 2022, 23:03
Danke für dein Feedback!



Leider habe ich es mit Röhrentechnik nicht so


... und ich kann dir nur raten, lass die Finger davon, sonst zieht es dir plötzlich den Ärmel rein! Sei gewarnt, Röhrentechnik hat SUCHTPOTENTIAL! Plötzlich findest du dich wieder im Bau von völlig sinnfreien Schaltungen, nur um die Entzugserscheinungen zu lindern!
ZeeeM
Inventar
#4 erstellt: 29. Nov 2022, 08:17
Röhrenbasierter DCF77 Empfänger mit Nixi Anzeige?
bachelag
Ist häufiger hier
#5 erstellt: 29. Nov 2022, 10:59
Hallo Adrian,


Mir ist aufgefallen, wenn Du den Finger länger drauf hast, dass dann immer entweder eine 1 oder eine 6 erscheint. Bei kurzem Antippen ist das nicht der Fall. Sehe ich das richtig? Falls ja, hast Du eine Erklährung dazu? Im Übrigen toll gemacht.
Es gibt im Netz auch einen Bericht wo einer eine Nixie Uhr (6 Stellig) nur mit Röhren realisiert hat.
Der Aufwand ist gigantisch.

Viele Grüsse Heinz
pragmatiker
Administrator
#6 erstellt: 29. Nov 2022, 11:24
Servus Adrian,

Gratulation zu Deinem Würfel - Digitaltechnik mit Röhren, das hat was!

Adrian_Immler (Beitrag #3) schrieb:
Röhrentechnik hat SUCHTPOTENTIAL!

Oh ja! Vor allen Dingen ist sie im wahrsten Sinne des Wortes "begreifbar", weil die Bauteile (samt der Größe ihrer Beschriftung) noch eine menschenkompatible Größe haben.

Und mit einem Veteranen-Kurzwellenempfänger (ein tonnenschweres Röhrengrab mit 19 Stück unserer "thermionic friends"; der (Halbleiter)Frequenzzähler wurde professionell und reversibel nachgerüstet) wie dem da:

qijh84vvöyxäß

Charleston Radio International:

https://de-de.facebook.com/CharlestonRadioInternational/

auf 5.140[kHz] zu hören, das hat was (der Sender sitzt vermutlich in der Schweiz). Die Audioqualität ist exzellent (für die paar Watt ist da ein riesiger Ausgangsübertrager in hermetisch dichter Blechschachtel nach MIL-Standard drin) - da kommen moderne Plastik-Weltempfänger-Kisten nicht ran.

Grüße

Herbert


[Beitrag von pragmatiker am 29. Nov 2022, 12:11 bearbeitet]
Adrian_Immler
Ist häufiger hier
#7 erstellt: 29. Nov 2022, 14:27
Hallo Heinz

In der Tat ist die Wahrscheinlichkeit nicht für alle 6 Ziffern genau gleich - es gibt da Tendenzen.

Ich vermute, dass es vielleicht damit zusammenhängt, dass nicht alle 6 Ziffern gleichen Strombedarf haben. Und dann der schwankende Strombedarf leichte Schwankungen in den +/-120V verursachen. Ob dann die Glimmlampe bei knapper Spannung nochmal zündet oder nicht kann mitunter vom Flügelschlag einer vorbeifliegenden Mücke abhängen.

Ich habe auch festgestellt, dass der Würfel länger auszählt wenn im Raum die Beleuchtungsstärke zugenommen hat, z.B. eine weitere Lampe eingeschaltet ist. Das ist naheliegend, da eine Glimmlampe bei mehr Licht auch mehr freie Ladungstrager drinnen hat, und folglich leichter/schneller zündet.

Lieber Gruss, Adrian
pragmatiker
Administrator
#8 erstellt: 29. Nov 2022, 16:46
Servus Adrian,

Adrian_Immler (Beitrag #7) schrieb:
Ich habe auch festgestellt, dass der Würfel länger auszählt wenn im Raum die Beleuchtungsstärke zugenommen hat, z.B. eine weitere Lampe eingeschaltet ist. Das ist naheliegend, da eine Glimmlampe bei mehr Licht auch mehr freie Ladungstrager drinnen hat, und folglich leichter/schneller zündet.

ja, das dürfte so sein. Auch bei Glimmstabis sinkt die Glimmspannung mit dem Lichteinfall (z.B. OB2WA: totale Dunkelheit 123[V], bei 50 bis 500[lx] sind noch 118[V] spezifiziert (und 50[lx] ist nicht sehr hell)). Deswegen wird bei diesen Dingern auch immer Betrieb in völliger Dunkelheit empfohlen. Und wenn das Licht (z.B. Leuchtstofflampe) dann auch noch verbrummt ist......

Grüße

Herbert


[Beitrag von pragmatiker am 29. Nov 2022, 16:49 bearbeitet]
Adrian_Immler
Ist häufiger hier
#9 erstellt: 29. Nov 2022, 19:46
Hallo Herbert
Apropos spezielle Eigenschaften von Glimmlampen:

Ich verwende ja INS-1 Glimmlampen. Die haben ein unsymmetrisches Elektroden-Design, weil man eine runden Leuchtfleck auf der Oberseite der Glimmlampe erzielen wollte.

Die unsymmetrischen Elektronden führen zur Eigenschaft, dass die Zünd- und Brennspannungen ziemlich verschieden sind, je nach Polung der Lampe. Wenn man die INS-1 verkehrt herum betreibt (also anders als das Datenblatt es vorsieht), ergibt sich eine wunderbar grosse Hysterese von etwa 2 :1. Für Sägezahn-Generator-Anwendungen ist das ideal! Und eine "Standard" Glimmlampe mit symmetrischen Elektroden kann höchstens eine Hysterese von vielleicht 1,3 : 1 bieten.

Cool, nicht?

Ob die Glimmlampe ihren Betrieb "out of spec" lange mitmacht, weiss ich natürlich nicht. Ich sehe aber auch kein grösseres Problem, wenn statt den üblichen 25'000h auch bloss 5% oder so der Lebensdauer unter Normalbedingungen erzielbar sind.

Lieber Gruss, Adrian
pragmatiker
Administrator
#10 erstellt: 29. Nov 2022, 20:16
Gibt's für den 1[kOhm] Widerstand vor der Glimmlampe einen speziellen Grund? Bei allen mir vor Jahrzehnten bekannten Glimmlampen-Sägezahngeneratoren lagen die Kondensatoren immer direkt parallel zur Glimmlampe. Und, klar: Der Kondensator muß ein impulsstromfester Typ sein, damit seine wirksame Kapazität keine Funktion des Entladestroms wird. Ideal (wenn auch groß) wären da Typen, die früher als Booster-Kondensator in der Zeilenendstufe von röhrenbestückten Fernsehern ihren Dienst taten - die sind mit Deiner Glimmlampen-Anwendung dann eher unterfordert......und auch aktuelle WIMA FKP1 sind da sicher brauchbare Kandidaten.....

Adrian_Immler (Beitrag #9) schrieb:
Die unsymmetrischen Elektronden führen zur Eigenschaft, dass die Zünd- und Brennspannungen ziemlich verschieden sind, je nach Polung der Lampe. Wenn man die INS-1 verkehrt herum betreibt (also anders als das Datenblatt es vorsieht), ergibt sich eine wunderbar grosse Hysterese von etwa 2 :1. Für Sägezahn-Generator-Anwendungen ist das ideal! Und eine "Standard" Glimmlampe mit symmetrischen Elektroden kann höchstens eine Hysterese von vielleicht 1,3 : 1 bieten.......Ob die Glimmlampe ihren Betrieb "out of spec" lange mitmacht, weiss ich natürlich nicht. Ich sehe aber auch kein grösseres Problem, wenn statt den üblichen 25'000h auch bloss 5% oder so der Lebensdauer unter Normalbedingungen erzielbar sind.

Wenn man den 100[kOhm] Kathodenwiderstand der ersten Röhre als Spannungsteiler ausbildet, so daß nie mehr als 1,3 x Brennspannung der Glimmlampe (bei der INS-1 also ca. 84[V]) an der Glimmlampe anliegen kann, dann könnte man die INS-1 auch "richtig herum" betreiben. Neben der dann höheren Lebensdauer steigt dadurch vielleicht auch die Frequenz- und Amplitudenstabilität des Sägezahns an......

Weiterer Gedanke: Den Kathodenfolger nach der Glimmlampe braucht es bei der Last von nur 2 x 330[pF] (die auch noch hochohmig durch die 2,2[MOhm] Vorwiderstände des ersten Flipflops abgeschlossen ist) am 68[nF] Kondensator aus meiner Sicht nicht - da kann man mit der Glimmlampe direkt draufgehen. Das nun freiwerdende Triodensystem könnte man zusammen mit dem ersten Triodensystem zum Bau eines als Monoflop ausgebildeten Schmitt-Triggers nutzen (bei dem das ablaufzeitbestimmende R/C-Glied zwischen den beiden Röhren und damit nicht mehr direkt an der Sensortaste liegt) - dadurch wird die Ausgangsspannung des Schmitt-Triggers (und damit die Ladespannung des 68[nF] Kondensators) unabhängig vom Hautwiderstand des Fingers, mit dem man den Punkt Touch berührt - und sie bleibt über die Ablaufzeit des Monoflops (das ja mit dem Schmitt Trigger gebildet wird) konstant und sinkt nicht langsam ab. Damit bleibt auch die Frequenz des Sägezahngenerators über die gesamte Ablaufzeit des Monoflops stabil (und sinkt nicht - wie von Dir oszilloskopisch dargestellt - immer weiter ab). Damit könnte dann auch die "Sensortaste" über einen Spannungsteiler gespeist werden, so daß am Finger vielleicht etwas weniger als +120[V] anliegen..... .....aber vielleicht nimmt man ja mit diesen Maßnahmen zu viel "Zufall" aus dem Würfelergebnis raus......

ZeeeM (Beitrag #4) schrieb:
Röhrenbasierter DCF77 Empfänger mit Nixi Anzeige?
:prost

Für den reinen Empfänger bis zur Ausgabe des seriellen Digitalsignals wäre der Aufwand überschaubar - und übersteuerungs- und großsignalfest, was angesichts des Störnebels, in dem diese DCF-Empfänger üblicherweise stehen, vielleicht gar nicht das Schlechteste wäre (der "Torn E.b." mit seinen 4 Röhren kommt ja leider nicht bis auf 77,5[kHz] runter - der wäre mit einer selektiven Rahmenantenne bei stark angezogener Rückkopplung sicher ein würdiger Empfängerkandidat). Für den digitalen Dekodierteil geht dann der Aufwand mit Röhren allerdings durch die Decke.....

Grüße

Herbert


[Beitrag von pragmatiker am 29. Nov 2022, 20:50 bearbeitet]
Adrian_Immler
Ist häufiger hier
#11 erstellt: 29. Nov 2022, 21:03
Ja, für den 1kOhm Widerstand gibts einen speziellen Grund. Wenn er fehlt, ist die Frequenz des Sägezahngenerators weit weniger stabil. Mit dem Oszi würde man sehen, dass im Bereich des "Tals" der Sägezahn-Kurve nicht alle Täler gleich ausgeformt sind - warum auch immer. Durch Herumprobieren habe ich gemerkt, dass ein entladestromlimitierender Widerstand wieder stabile Verhältnisse schafft.

Zu deinem Vorschlag:
Von den +120V am Finger merke ich nix - zuviel Hornhaut vom Gitarrespielen?
Ich arbeite ganz gern mit +/- 120V, weil dich eine solche Gleichspannung nicht ins Jenseits befördern kann, solange man mit bloss einer Hand herumwerkelt (mit beiden Händen wäre das zufällige Berühren von gleichzeitig +120V und -120V möglich, das wär dann bestimmt "unangenehm" um es mal vorsichtig auszudrücken )

Und dass die Zahlen langsam "auslaufen" ist ja grad der Clou der Schaltung - verhält sich wie ein angestossenes Lotto-Rad!

Aber: Den Nicht-Gitarristen mit zartem Finger zuliebe könnte man ja die ganze Glimmlampen-Beschaltung kopfüber aufziehen, d.h. die Brücke würde dann an Masse angeschlossen sein - da spürt man garantiert nix mehr. Und der Kathodenfolger wäre dann als invertierende Stufe aufzuziehen, um nach wie vor die steile fallende Flanke als Clock-Event für die f/2 Flipflops zu haben.

Lieber Gruss, Adrian
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