Der neue Preis mag auch daran liegen, dass die Uhr verschiedene Fehlfunktionen aufweist!
Die Uhr ist ein Selbstbauprojekt, vermutlich aus den 70er Jahren.
Ich schätze anhand der verwendeten Bauteile, dass die Uhr ursprünglich in den frühen 70er Jahren gebaut wurde und anschließend durch weitere Hände gelaufen ist.
Dort hat sie Modifikationen und Reparaturen erfahren.
Gedrehte IC Fassungen oder 74LS* Chips passen nicht so recht zu dem Rest der Elektronik aus den frühen 70ern.
Die Uhr zeigt über zwölf im Kreis angeordnete Lämpchen die Stunden an.
Die Minuten werden über die zwei Nixie Röhren in der Mitte angezeigt.
Zwei grüne Lämpchen blinken abwechselnd im Sekundentakt.
Das Gehäuse der Uhr besteht aus verlöteten Platinenstücken.
Vorne und hinten wird das "Gehäuse" durch die verschraubte Frontplatte und eine passende Rückwand aus Aluminium geschlossen.
Auf der Oberseite der Uhr gibt es drei Mikroschalter, über die die Uhr gestellt werden kann:
Schneller Vorlauf - Langsamer Vorlauf - Stopp
Die Frontplatte trägt ein ungarisches MHSZ Abzeichen.
Scheinbar hatte der Erbauer der Uhr eine Beziehung dorthin oder fand es einfach nur dekorativ.
Oder wurde die Uhr vielleicht im Rahmen eines Projektes in einer der Sektionen des MHSZ gefertigt?
Unten rechts steht der Name "Szotak". Das wird wohl der Erbauer der Uhr gewesen sein.
Die Technik der Uhr besteht aus einer Vielzahl von TTL Logikbausteinen.
Als Zeitgeber dient ein 1 MHz Quarz.
Mein Plan ist es, die Uhr wieder korrekt zum Laufen zu bringen.
Hier einige Bilder von der Uhr direkt nach dem Auspacken:
Ist - Zustand:
Als einen der ersten Schritte habe ich den Netztrafo entfernt, da mir das definitiv zu unsicher ist.
Darunter ist eine Aufhängevorrichtung zum Vorschein gekommen.
Das bestätigt meinen Verdacht, dass der Netztrafo ursprünglich nicht zu der Uhr gehörte.
Die Uhr reagiert beim Einschalten völlig zufällig.
Betätigt man die Taste für schnellen Vorlauf werden die Minuten korrekt vorgestellt, aber die Lämpchen für die Stunden leuchten in unlogischer Reihenfolge.
Einige Lämpchen leuchten überhaupt nicht - sie sind defekt.
Zum Glück sind nur die Lämpchen defekt, nicht aber die Ansteuerung!
Die TTL Logik besteht aus nur wenigen unterschiedlichen Chip Typen:
- 11 Stück 7490
- 2 Stück 7400
- 1 Stück 74LS92
- 3 Stück 74141
Einer der 7400 bildet zusammen mit einem 1 MHz Quarz einen Oszillator.
Die Frequenz wird anschließend über jede Menge 7490 Zähler heruntergeteilt.
Die Stunden Lämpchen werden über einen 74141 Dezimal Decoder angesteuert.
Hier liegt auch eines der Probleme der Uhr!
Der 74141 hat ja nur 10 Ausgänge!
Um 12 Lämpchen anzusteuern, zählt der den 74141 ansteuernde Zähler nur von 0 bis 5.
Ein 7492 Zählerbaustein schaltet über einen als Inverter benutzten 7400 und zwei PNP Transistoren nach sechs Impulsen die Spannungsversorgung zwischen den Lämpchen 0(12)-5 und 6-11 um.
So können die 12 Lämpchen angesteuert werden!
Problembehebung:
Wie schon erwähnt, haben scheinbar schon andere Leute an der Uhr gearbeitet.
Entweder wurden Reparaturen durchgeführt, oder man hat versucht, das Problem der unzuverlässigen Anzeige zu lösen.
Viele nachträglich eingebaute Abblockkondensatoren wirken eher wie eine Verzweiflungstat.
Die TTL Bausteine arbeiten mit sehr geringer Taktgeschwindigkeit, daher war das Anbringen weiterer Abblockkondensatoren vermutlich eher nicht zielführend.
Ich habe keinen vollständigen Schaltplan gezeichnet, sondern habe mir nur die nicht funktionierenden Bereiche angesehen.
Einen vollständigen Schaltplan zu zeichnen ist aufgrund des unübersichtlichen Aufbaus etwas anstrengend und ggf. ein Projekt für später.
Das Problem mit Zählerketten ist, dass sie sich nach dem Einschalten der Spannungsversorgung in einem zufälligen Zustand befinden.
Nun müssen aber der den 74141 treibende Zähler und der 7492 für die Umschaltung der Stunden Lämpchen synchron laufen.
Insbesondere der 7492 hat bei jedem Einschalten einen neuen, zufälligen Zustand.
Es ist also eher Glück, wenn die Uhr mal korrekt startet.
Die Lösung: eine Reset - Schaltung für den Zähler!
Die Reset Pins 6+7 des 7492 sind im Originalzustand einfach mit Masse verbunden.
Die Verbindung habe ich aufgetrennt und mit einem RC Glied verbunden, was bei jedem Einschalten den Zähler zurücksetzt.
Siehe da, jetzt startet die Uhr fast immer korrekt!
Es besteht weiterhin das Problem, dass die anderen Zähler in einem zufälligen Zustand starten.
Das lässt sich allerdings nicht so einfach beheben, da man ansonsten die Schaltung umfangreicher modifizieren müsste.
Solange die Stunden Zähler synchron laufen ist es auch hinnehmbar, dass beim Start die Minutenanzeige einen zufälligen Wert anzeigt.
Spätestens nach einem Durchlauf mit schnellem Vorlauf hat sich die Anzeige "gefangen" und die Uhr lässt sich stellen.
Abschließende Arbeiten:
Den unsicheren Netztrafo habe ich entfernt.
Die Uhr wird jetzt aus einem 12V Steckernetzteil mit Kleinspannung versorgt.
Die 5V für die Logikgatter erzeugt ein LM2596 basierendes Step-Down Modul.
Die Logikgatter benötigen zusammen einen Strom von gut 500mA, was bei einem Linearregler viel Abwärme erzeugen würde.
Die Stromversorgung für die Nixie Röhren kommt von der bewährten NE555 Nixie Spannungsversorgung.
Die Nixie Röhren wurden mit einem viel zu hohem Strom betrieben.
Neu berechnete Vorwiderstände sorgen für den richtigen Strom laut Datenblatt!
Die Lämpchen habe ich gegen "superhelle" LEDs ersetzt, da ich a) keine passenden Ersatzlämpchen zur Hand hatte und b) LEDs viel langlebiger sind.
Die Lämpchen waren ohnehin eine Mischung unterschiedlicher Typen, da zwischenzeitlich einige ersetzt wurden.
Zuletzt lief noch der Quarzoszillator zu langsam und konnte mit dem Trimmkondensator nicht ausreichend justiert werden.
Nach dem Tausch eines Kondensators am Oszillator konnte jetzt mit dem Trimmer die Frequenz auf genau 1 MHz abgestimmt werden!
So sieht das Innenleben nach der Überarbeitung aus:
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