IV-13 Numitron Clock kit "NumiQueen"

Elektronik Komplett-Bausatz • Fully inclusive electronic kit

  cyan
495 nm
ocean
510 nm
  amber
610 nm
pink
440 nm
  UV
400 nm
RGB
autochange
 


Für die Königin nur das Beste

Die "NumiQueen" ist ein Uhrenbausatz für 6 Stück IV-13 russische Numitron-Röhren, die größten und schönsten, die jemals in den 80ern gefertigt wurden. Diese Röhren werden nicht umsonst "die Königin der Numitrons" bezeichnet. Mit ihren 22 mm Ziffernhöhe und dem warmen orangen Leuchten verbreiten sie einen unbeschreiblichen Charme und sind auch noch aus größerer Entfernung gut ablesbar. Zusammen mit moderner Technik und einem Controller wurde ein Uhren-Bausatz entwickelt, der in dieser Form mit 6 x IV-13 auf dem Markt bislang nicht erhältlich war und seines Gleichen sucht.


Was sind Numitron-Röhren ?

Numitrons sind so genannte "Glühfadenröhren" aus den frühen Zeiten der 7-Segment Anzeigen und bestehen aus acht Glühfäden (7 x für die Segmente und 1 x für den Dezimalpunkt) in einem Glaskolben, eine 8-fach Glühlampe sozusagen. Der große Vorteil der Numitrons ist die Ansteuerung mit nur einer "handlichen" Betriebsspannung um die 5 VDC. VFD-Anzeigen (die grünlich / blauen) benötigen z.B. für die Heizung eine Wechselspannung im gleichen Spannungsbereich sowie für die Segmente und das Gate eine Spannung größer 20 VDC. Panaplex 7-Segment-Anzeigen entsprechen den Nixie-Röhren und benötigen daher rund 170 VDC.
Durch die niedrige Betriebsspannung können Numitrons (zumindest die kleineren Röhren wie die IV-9 mit ihren 10 mm Ziffernhöhe) direkt vom Controller oder Schieberegister aus angesteuert werden. Auf Ebay findet man deshalb auch schon einige Uhren mit diesen kleinen Röhren.
Aufgrund der Größe der IV-13 ist dies hier nicht mehr so einfach möglich. Die Stromaufnahme von ca. 32 mA pro Segment ist zu groß. Eine weitere Hürde ist, dass sich Numitron-Röhren nicht so einfach im Multiplexbetrieb ansteuern lassen.


Mr.Nixie's "Knoff Hoff"

Die Lösung ist der TLC5916 von Texas Instruments, ein 8-fach Schieberegister für LED-Displays mit einstellbaren Leistungs-Konstantstrom-Ausgangsstufen, und genau mit diesen Ausgangsstufen haben wir ein fantastisches Feature:

  • Durch die Konstantstromspeisung der Segmente wird der typische Einschaltstromstoß eines kalten Glühfadens unterdrückt.

  • Die schon extrem lange Lebensdauer der IV-13 wird dadurch weiter drastisch verlängert auf über 50.000 Stunden (Glühlampen gehen z.B. durch diesen Einschaltstromstoß immer beim Einschalten kaputt, weil im Einschaltmoment die kalte Glühwendel extrem stark belastet wird).

  • Alle Röhren haben exakt die gleiche Helligkeit. Bei der Prüfung der Röhren hat sich nämlich gezeigt, dass die IV-13 Röhren eine Streuung in der Stromaufnahme – und damit der Helligkeit – von bis zu 20% haben. Das würde man in einer Uhr deutlich sehen, wenn sie mit zwei oder mehr solcher unterschiedlicher Röhren bestückt wäre. Bei Konstantstromspeisung bekommt jedes Segment "seine" 32 mA, egal bei welcher Spannung, und damit leuchten alle auch exakt gleich hell.

  • Jedoch reagieren die Segmente aufgrund dieser schonenden Behandlung recht träge, deswegen wurde noch ein weiteres Feature eingeführt: Jeder Glühfaden wird kontinuierlich vorgeheizt. Dadurch reagieren die Segmente jetzt sehr schnell auf das Einschalten.

 


Only the very best for the Queen

The NumiQueen is a tube clock kit designed around six Russian IV-13 Numitrons. In our opinion, these are the finest numerical tubes ever produced in the 80’s. There is a good reason why the IV-13 is called the Queen of the Numitrons. With its extra large 22mm high digits and a warm orange glow, it is very pleasing to look at and can be seen from a fair distance. Coupled with modern control circuitry, we developed this very unique tube clock kit, the first of its kind using 6 x IV-13 Numitrons.


So what are Numitron tubes?

A Numitron utilizes eight filaments for the display, seven for the segments, and one for the decimal point, all of which are enclosed in a typical tube glass body. In effect, a Numitron can be seen as an eight-way incandescent globe.
The big advantage of using a Numitron as compared to the more popular Nixie tube is that the Numitron only requires very low control voltages of 5VDC as opposed to about 170VDC for the typical Nixie tube or around 5 VAC and more than 20 VDC for the well known green / bluish VFD displays. Because of these lower voltages a Numitron, such as the smaller IV-9, can be directly driven from the control counter circuits. For this reason there are already a number of Numitron clocks available on Ebay using this smaller IV-9 Numitron.
However using the much larger IV-13 Numitron requires a more complex and powerful driver circuit as each of the eight segments of the IV-13 draws about 32mA of current! Another challenge in driving Numitrons is that they does not lend itself to be easily driven by a conventional Multiplex circuit.


Mr. Nixie’s unique solution and design

The answer to the challenge of controlling the IV-13 Numitron is the Texas Instrument TLC5916 Constant Current LED Sink Driver chip! Using the TLC5916 also gives us some unique and very desirable features:

  • Due to the constant current source, each segment of the IV-13 does not suffer from the usual ‘cold start’ inrush current experienced by the filaments.

  • This drastically extends the lifespan of each filament/segment in the IV-13 to more than 50,000 hrs. Because of the harsh inrush current, e.g. an incandescent bulb usually always fails when switched on.

  • Each filament/segment of the IV-13 will glow at a constant and identical intensity. Tests have shown that if a conventional control circuit (constant voltage) drives the segments of the IV-13 there can be a variation of up to 20% of the current consumption and therefore brightness of each segment, which would be very noticeable and undesirable in a digital clock if two or more of such different tubes are fitted. By using the TLC5916, each segment of the IV-13 will get its "own" 32mA current irrespective of the voltage level with the result being that each segment glows at an identical intensity.

  • One of the drawbacks in using a constant current source is that the reaction time of each segment to come up to its full glow is rather slow. For that reason, once again, we came up with a very unique feature. Each filament/segment is constantly ‘pre-heated’, which results in a very quick reaction time for the relevant segment to turn on when required.


 

Download Bedienungsanleitung / Owners Manual

Download Aufbauanleitung / Assembly Manual

 

Features

  • Anzeige von Stunden, Minuten und Sekunden ohne Multiplex
  • Wählbare 12 oder 24 Stundenanzeige
  • Der Quarzoszillator kann in der Software auf max. Ganggenauigkeit abgeglichen werden
  • Ausblenden der führenden "0" wählbar
  • Datumsformat in TT.MM.JJ or MM.TT.JJ oder JJ.MM.TT
  • Automatische Datumseinblendung jede Minute oder durch Drücken einer Taste
  • Alarm mit programmierbarer Schlummerzeit
  • Optionaler DCF / WWVB / MSF / GPS Empfang mit Status-LED; vorbereitet für den Einbau des ASK Moduls aus dem "Wireless GPS Set 3"
  • Extra DST Taster zum schnellen Umschalten zwischen Sommer- und Winterzeit
  • Super Capacitor Backup puffert die Uhr für mehr als 6 Stunden bei Stromausfall
  • Zeiteinstellung über nur zwei Tasten
  • Dezimalpunkte sind programmierbar: (AM/PM blinkend, AM/PM Dauerlicht, immer blinkend, immer an / immer aus).
  • Sekunden können auf Null gesetzt werden für exaktes Stellen der Uhr.
  • Programmierbarer Nachtmodus: Halbe Röhren-helligkeit oder ausgeschaltet für ungestörten Schlaf oder Lebensdauerverlängerung
  • Zusätzliche wählbare Komplettabschaltung aller Anzeigen wochentags oder am Wochenende
  • Unterschiedliche Anzeigen der Dezimalpunkte für Tag- und Nachtmodus wählbar
  • Standard oder Überblenden-Modus bei der Anzeige als Eye-Catcher wählbar
  • Standardeinblendung oder "Ein-/Ausschiebe-Effekt der Datumsanzeige wählbar
  • Röhrenbeleuchtung mit wählbaren LED-Farben:
    Cyan (sehr selten), Ozeangrün, Orange, Pink, UV, RGB mit automatischen Farbwechsel
  • Helligkeit der LEDs für jede Stunde einstellbar
  • Temperaturanzeige zur halben Minute in °C oder °F programmierbar.
  • Benutzereinstellungen werden in einem nicht-flüchtenden Speicher abgelegt
  • Kein SMD-Design, nur bedrahtete Bauteile
  • Röhren sind gesockelt für einfachen Austausch
  • Konstantstrombetrieb für lange Lebensdauer (mind. 50.000 Stunden)
  • Wählbare Glühfaden-Vorheizung für schnelle Reaktion der einzelnen Segmente
  • 7 VDC Tischnetzteil mit passendem Netzkabel wird mitgeliefert

    Was Sie benötigen:
  • Einen ruhigen Abend und rund 3 Stunden Zeit
  • Gut ausgeleuchteten und sauberen Arbeitsplatz
  • Elektronik-Lötstation und dünnes Elektroniklot
  • Multimeter zum Prüfen der Spannungen
  • Elektronikerwerkzeug
  • Eventuell eine Lupe
  • TX10 (Torx) und PH1 Schraubendreher
  • Download der Bauanleitung
  • Natürlich Spaß an Ihrer Arbeit
  • 6 x IV-13 Röhren (separat erhältlich)
  • Hours, Minutes and Seconds display without Multiplex
  • Selectable 12 or 24 hour display modes
  • Uses a Quartz Crystal Oscillator as timebase with software adjustable accuracy
  • Programmable leading zero blanking
  • Date display in either DD.MM.YY or MM.DD.YY or YY.MM.DD format
  • Programmable date display each minute or selectable with a single button push
  • Alarm with programmable snooze period
  • Optional DCF / WWVB / MSF / GPS sync. with status LED; prepared for fitting the ASK receiver module from the „Wireless GPS Set 3“
  • Dedicated DST button for easy switching between DST and standard time
  • Super Capacitor backup keeps time during power outages for more than 6 hours.
  • Simple time setting using two buttons
  • Column settings (Flashing AM/PM indication, illuminated AM/PM indication, always flashing, always on / always off)
  • Seconds can be reset to zero to precisely set the time
  • Programmable night mode - half brightness or blanked display to save tubes life or prevent sleep disturbance
  • Weekday aware „Master Blank“ function to turn off all displays on weekends or working hours
  • Separate modes for column LEDs during night mode
  • Standard or fading display modes as an eye-catcher
  • Standard date display of shift in / out effect with scrolling digits
  • Tubes lighting with LED colours at your choise:
    Cyan (very rare), ocean green, amber, pink, UV, RGB autochange
  • LED brightness adjustable for every hour
  • Programmable temperature display in °C or °F at seconds 30...35
  • All user preferences stored in non-volatile memory
  • No SMT design, only through hole components
  • Tube sockets for easy replacement
  • Constant current drive for drastically extended lifespan (more than 50,000 hrs)
  • Selectable filament pre heating for faster reaction time of the segments
  • 7 VDC desktop power supply incl. mains cord is included

    What you'll need:
  • 3 hour of your evening time with no hurry
  • A clear, well-lit area in which to work
  • Soldering station and fine electronic solder
  • Multimeter to check the generated voltages
  • Electronic tools
  • A loupe may be helpful
  • TX10 (Torx) and PH1 screwdriver
  • Download of the manual
  • Enjoyment of your work of course
  • 6 x IV-13 tubes (offered separately)
Komplett-Bausatz mit Netzteil
wahlweise ohne oder mit IV-13 Röhre

Complete kit incl. power supply
optional without or with IV-13 tubes
Clock Version
Netzkabel / Power Cord
LED-Farbe / LED colour
Optionale Funkempfänger *
Optional RTF Receivers *

Bitte nicht vergessen
Extra Versandkosten außerhalb DE
Please don't forget
Extra shipping costs outside Germany

 

Schuko (EU) US UK CH (Swiss) IT (Italy) AU (Australia) DK (Denmark)

 

* Alle Funkempfänger sind incl. 1 m Anschlusskabel (außer das ASK-Modul und das Wireless GPS Set 3)
Das Wireless Set 3 besteht aus 1 x Drahtloses GPS-Sende-Modul, USB Netzteil für den Drahtlos-Sender, internes ASK Empfängermodul für den Einbau in die NumQueen

* All RTF Receivers includes a 1 m TRS connection cable (except the ASK-module and the Wireless GPS Set 3)
The Wireless Set 3 includes: 1 x Wireless GPS transmitter Module, USB power supply for transmitter module, internal ASK receiver module for fitting inside the NumiQueen

What is the Wireless GPS Set 3

 

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Noch Fragen / Any questions: Mr.Nixie@Nixiekits.eu