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Jul 17, 2023

Charles Lohr erzielt einen RISC von 0,10 $

YouTuber Charles Lohr hat eine neuartige und kostengünstige Möglichkeit gefunden, Nixie-Anzeigeröhren anzutreiben und einen äußerst kostengünstigen RISC-V-Mikrocontroller in etwas zu verwandeln, das er als „softwaredefinierten Flyback“ bezeichnet

YouTuber Charles Lohr hat eine neuartige und kostengünstige Möglichkeit gefunden, Nixie-Anzeigeröhren anzutreiben, indem er einen äußerst kostengünstigen RISC-V-Mikrocontroller in etwas verwandelt, das er als „softwaredefinierte Flyback-Stromversorgung“ bezeichnet.

„Ich habe jahrelang den Bereich der günstigen Mikrocontroller im Auge behalten“, erklärt Lohr. „Vor ein oder zwei Monaten dachte ich über den CH32V003 von WCH [Electronics] nach. Er war genau richtig. Ein 40-MHz-RISC-V-Prozessor mit 16 KB Flash, 2 KB RAM, DMA [Direct Memory Access], viele Peripheriegeräte, ein einziger -Wire-Debug-Schnittstelle. Es kann sogar mit 5 V betrieben werden wie ein [Microchip] AVR! Ich bin ein Fan von winzigen Teilen, also musste ich mir das QFN nur für 0,12 $ besorgen. Bei anderen Paketen, wie der SOIC-Version, kann es zu einem Abfall kommen unter 0,10 $.“

Die Rolle zu haben ist eine Sache, aber ohne ein dazugehöriges Projekt ist es nicht viel. Anstatt jedoch eine LED zum Blinken zu bringen, wollte Lohr etwas Interessanteres tun: den Mikrocontroller verwenden, um eine Nixie-Röhre anzusteuern, ein Kaltkathoden-Anzeigegerät aus der Mitte der 1950er Jahre, das nach der Kennung des Prototyps „Numeric Indicator Experimental No.“ benannt wurde . 1.“ Im Inneren der gasgefüllten Röhre befinden sich eine Drahtgeflechtanode und eine Reihe von Kathoden, die in Zahlen, Buchstaben oder anwendungsspezifischen Symbolen geformt sind und bei Stromzufuhr leuchten.

Um eine Nixie zum Leuchten zu bringen, bedarf es jedoch mehr als nur des Anschließens einer einfachen Niederspannungs-Stromversorgung, und hier kommt Lohrs Projekt ins Spiel. „Diese Platinen […] verwenden einen 12-Cent-CH32V003 als softwaregesteuerten Closed-Loop.“ Flyback-Controller, der einen 3-Cent-FET [Feldeffekttransistor] und diesen winzigen 30-Cent-Transformator, eine 1-Cent-Diode und einen 2-Cent-Glättungskondensator verwendet, um die 180 V bei etwa 2,5 mA zu erzeugen, die zur Stromversorgung der Nixie benötigt werden Röhren – alles für unter 50 Cent in Teilen!“

Der Mikrocontroller ist so eingerichtet, dass er Steuersignale von einem Host empfängt und das Regelsystem verwaltet, indem er FETs an jeder Kathode auslöst, um bestimmte Ziffern zum Leuchten zu bringen. „Der Flyback funktioniert wie ein Aufwärtswandler“, erklärt Lohr die andere kritische Komponente der Schaltung, „außer dass ich aufgrund des Windungsverhältnisses von 10:1 an meinem Transformator die zehnfache Spannung erhalte.“

Lohrs vollständiges Video ist auf seinem YouTube-Kanal verfügbar, während die PCB-Designdateien und die Firmware des Projekts auf GitHub unter der freizügigen MIT-Lizenz zu finden sind.