Đồng hồ dùng bóng đèn điện tử – Nixie clock
Đèn Nixie hay ống Nixie, hiển thị catốt (Cathode) lạnh, là một loại linh kiện điện tử để hiển thị số hoặc các thông tin khác bằng cách phát sáng.
Màn hình hiển thị hoạt động theo nguyên lý của đèn huỳnh quang, được giới thiệu năm 1957. Nguyên tắc của đèn Nixie đã được biết đến từ những năm 1920, nhưng không được ứng dụng cho đến khi xử lý tín hiệu số ra đời vào những năm 1950. “Nixie” được Burroughs Corporation đăng ký là một nhãn hiệu tại Hoa Kỳ năm 1954, và là tên viết tắt của “Numeric Indicator eXperimental no.1“, tên của một phác thảo đầu tiên của ống đó. Sau đó nhà sản xuất điện thoại Ericsson Telephones Limited (ETL) của Anh đã sử dụng thương hiệu “Digitron” cho đèn này vì các lý do pháp lý.
Xem thêm:
Vào những thập niên 60, khi kỹ thuật điện tử và bán dẫn còn ở thời kỳ sơ khai và công nghệ hiển thị led 7 đoạn và LCD còn chưa hình thành trong giấc mơ của nhân loại thì bóng đèn điện tử chân không đã ra đời. Bên cạnh các bóng đèn khuếch đại được sử dụng trong các mạch âm thanh, mạch điều khiển các thiết bị quân sự… nhằm đáp ứng cho nhu cầu hiển thị số liệu trong thiết bị đo đếm hay liên lạc thì người ta đã sản xuất ra bóng đèn chân không hiển thị số và các ký tự đặc biệt có tên gọi là Nixie tube – đèn Nixie.
1. Nixie clock – Đồng hồ dùng bóng nixie tube
Sự hồi sinh của bóng đèn điện tử trong các thiết kế về âm thanh cao cấp phần nào nói lên rằng “Dù công nghệ và kỹ thuật số có phát triển đến đâu thì vẫn không thể nào thay thế hoàn toàn cho kỹ thuật analog truyền thống ” bởi lẽ giác quan và cảm nhận nghệ thuật của con người đã đạt đến độ tinh tế tới mức không có một máy móc nào mô phỏng được. Cũng chính vì vậy khi đã quá nhàm chán với sự rời rạc của DAC trong âm thanh ,của pixel trong hình ảnh , của khô cứng trong hiển thị số bằng led 7 đoạn… người ta lại tìm về những thứ một thời đã đi vào quên lãng .Những chủ đề về Amplyfier đèn, về cơ đĩa than, những bức ảnh chụp bằng phim…luôn là những đề tài hấp dẫn mà chưa có hồi kết thúc.
Trở lại với bóng đèn nixie tube ngày xưa chỉ được dùng trong các máy đo cồng kềnh thì bây giờ nixie tube đã có một đời sống mới – Nixie clock.
2. Bên trong nixie tube có những gì?
Cấu tạo của bóng nixie bao gồm có 2 phần đó là cực dương anode và âm cực cathodes:
Anode được cấu tạo bởi một màng lưới bao bọc xung quanh còn cathodes là các thanh kim loại được uốn thành các con số hoặc ký tự nằm xen kẽ lẫn nhau . Các thành phần này được cho vào ống thủy tinh hút chân không và trong môi trường của ống người ta thêm vào các chất khí ở áp suất thấp , thông thường chủ yếu là neon và thường một ít thủy ngân hoặc argon.
3. Hoạt động
Đặt giữa anodes và cathodes một điện áp 170V một chiều với dòng điện cỡ vài miliamperes (mA) thì sẽ xuất hiện hiện tượng phóng điện và phát xạ ánh sáng mầu vàng từ cathodes vì cathodes được uốn thành hình các con số hoặc ký tự nên khi phát xạ ánh sáng nó sẽ xuyên qua các thành phần cathodes khác và xuyên qua cả lớp lưới anode để ra ngoài .
Để điều khiển cho bóng đèn hoạt động ta chỉ việc cấp vào anode một điện áp dương 170V và di chuyển cực âm vào các chân cathodes còn lại . Với bóng số thì có 10 cathodes tương ứng với 10 số từ 0 – 9 .
Dĩ nhiên trên đây là mạch thử với các cathodes được cấp bằng tay còn đồng hồ thật thì bạn phải thiết kế mạch điện để nó tự động cấp các ngõ ra hiển thị các con số vào đúng thời điểm quy định – đó chính là nguyên tắc của đồng hồ.
Mạch test bóng các bạn có thể xem ở đây: Mạch nâng áp 12v -> 180V cho Nixie Tube
4. Bóng đèn Nixie thế hệ mới – Making a Nixie Tube
Ngày nay, một số cá nhân đam mê bóng Nixie đã tự nghiên cứu và sản xuất. Các bạn có thể xem quy trình sản xuất ở video dưới đây:
Trả lời