Elektor Electronics 2018 03 04

Figure 1. Les cathodes « empilées » sont bien visibles ici.
de l’Est. Des sites internet européens et américains, de même
que des vendeurs sur e-Bay proposent des Nixie (russes), mais
ils sont souvent très chers. Les stocks s’épuisent progressivement,
donc quand l’offre diminue, les prix augmentent. De
nombreux tubes non russes deviennent de plus en plus rares
et tombent dans les objets de collection.
Q
R
Comment piloter les tubes Nixie ?
Les tubes Nixie sont généralement alimentés avec une
tension continue voisine de 170 V ; toutefois le courant
passant dans le tube est limité par une résistance d’anode. Pour
Figure 2. De gauche à droite : un tube Nixie, un VFD et un Numitron.
la commande des cathodes (figure 1), on fait souvent appel
au célèbre, et toujours en production chez Integral, pilote de
Nixie russe K155ID1. Cette puce est issue de l’ancien 74141,
un décodeur BCD à décimal et pilote de Nixie.
Bien sûr, il est toujours possible d’utiliser des transistors discrets
comme le MPSA42 fort connu ou un registre à décalage/
pilote haute tension comme le HV5812 de Microchip.
Si les tubes Nixie sont multiplexés (cf. la question suivante),
ce sont souvent des paires de transistors discrets, MPSA42 et
MPSA92 qui servent de pilotes d’anodes. Un photocoupleur pour
haute tension, comme le SFH619A, serait une autre solution.
Apparemment impossible et pourtant vrai : en commande statique
(sans multiplex), on peut utiliser des transistors courants,
comme le BC547 et le BC550, en pilotes de cathodes pour la
commande des plus petits tubes Nixie. Tant que la somme de
la tension d’allumage du tube Nixie et de la tension de claquage
du transistor reste inférieure à la tension anodique, le transistor
fait merveille comme pilote de Nixie. Et si un claquage
intervient quand même, il n’a d’habitude pas de conséquence
tragique, du fait que le courant ne fait qu’à peine quelques milliampères,
donc la puissance dissipée dans le transistor reste
dans les limites permises [4].
Et ce peut être encore plus troublant… Pourvu que la tension
d’anode soit soigneusement régulée, on peut commander directement
les cathodes de Nixie par de la logique CMOS standard
(HEF4xxx et CD4xxx) si elle est alimentée en 15 V. Ce qui le
rend possible, c’est la faible différence entre la tension d’ionisation
et celle d’affichage sur de nombreux tubes Nixie [5], mais
pas tous. C’est bon à savoir, mais pas vraiment recommandé…
Q
R
Peut-on multiplexer des tubes Nixie ?
Tout comme pour le réglage d’intensité lumineuse par
modulation en largeur d’impulsion, le multiplexage de
tubes Nixie est aisé à réaliser, grâce au principe de fonctionnement
basé sur la décharge gazeuse et à la brièveté du temps
d’allumage. Il se peut que des résonances mécaniques des
cathodes ou de la grille d’anode se produisent, on dit que le
tube chante. C’est surtout le cas sur les plus grands tubes
Nixie. Il suffit alors d’adapter la fréquence de multiplexage et
la chronométrie.
Q
Quelle est la différence entre un tube Nixie
et un VFD ou un Numitron ?
Un Nixie est un tube à décharge gazeuse et à cathode
R froide, contrairement au VFD (abréviation de Vacuum
Fluorescent Display) dont la cathode est chauffée et dans le
vide. C’est là que les électrons sont libérés thermiquement
avant que la différence de potentiel les accélère en direction
de l’anode recouverte d’un phosphore pour qu’il s’éclaire sous
l’impact des électrons. Les tubes VFD travaillent sous de plus
faibles tensions (20 à 60 V pour les anodes/grilles de commande
et environ 1 à 3 V de tension d’incandescence pour les
cathodes). Les anodes et grilles des VFD sont commandées
par l’électronique, pas sur les tubes Nixie (commande des
cathodes).
Les Numitrons se composent de différents filaments installés
dans le tube en verre en forme d’afficheur à 7 segments. Chez
eux, la tension est encore plus basse, de l’ordre de grandeur
de 5 V pour les petits modèles. On peut comparer leur commande
à celle de petites lampes à incandescence. Les plus
50 mars/avril 2018 www.elektormagazine.fr