Nixie ZM1332 – optymalne napięcie pracy, parametry zasilania, rezystor anodowy

Pytanie

Pod jakim napięciem powinna pracować lampa nixie ZM1332

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Lampa Nixie ZM1332 powinna być zasilana napięciem stałym rzędu 170 – 200 V DC; w praktyce najczęściej stosuje się ≈ 180 V DC.
• Zapłon następuje przy ≈ 160 – 175 V DC, a po zapłonie wyładowanie podtrzymuje się przy ≈ 125 – 145 V DC.
• Dla uzyskania prawidłowego prądu katodowego (1,5 – 2,5 mA, nominalnie 2 mA) konieczny jest szeregowy rezystor anodowy 20–33 kΩ.

Szczegółowa analiza problemu

1. Parametry katalogowe (uśrednione z kart Valvo/RFT, potwierdzone w najnowszych agregatorach danych online):
   • Napięcie zapłonu \(U_s\) ………………… 160–175 V DC
   • Napięcie podtrzymania \(U_b\) ……………125–145 V DC
   • Prąd katody \(I_k\) (nom.) …………………2 mA (1,5–2,5 mA)
   • Maks. napięcie zasilacza …………………≈ 200 V DC

2. Dobór rezystora anodowego
   Przy zasilaniu 180 V DC:
   \[
   Ra=\frac{U{zasil}-U_b}{I_k}=\frac{180\ \text{V}-135\ \text{V}}{2\ \text{mA}}\approx22{,}5\ \text{k}\Omega
   \]
   W praktyce stosuje się 22 kΩ / 0,25 W lub 27 kΩ przy jasnych egzemplarzach, a przy multipleksowaniu podwyższa się napięcie do 190–200 V i redukuje rezystor do 15–18 kΩ.

3. Rola poszczególnych napięć
   • Napięcie zapłonu musi być zapewnione krótkotrwale, aby zainicjować wyładowanie gazowe.
   • Po zapłonie lampa zachowuje się jak nieliniowe źródło o stałym spadku \(U_b\); reszta napięcia odkłada się na rezystorze, definiując prąd.

4. Konsekwencje odchyleń
   • < 150 V DC – brak zapłonu lub niestabilny start.
   • Zbyt niski prąd (<1 mA) – ryzyko „zatrucia” katod.
   • Zbyt wysoki prąd (>3 mA) – erozja katody i osadzanie metalu na ściankach.

Aktualne informacje i trendy

• Nowoczesne zegary i mierniki z lampami Nixie wykorzystują kompaktowe przetwornice step-up 12 V → ≈180 V z modulacją PWM, często sterowane mikrokontrolerami w celu ograniczenia „cathode poisoning” przez sekwencyjne wygaszanie.
• W projektach multipleksowanych obserwuje się trend do zasilania 190–200 V (krótszy impuls, większa rezerwa zapłonu).

Wspierające wyjaśnienia i detale

• ZM1332 jest optycznie identyczna z popularną Z566M; parametry elektryczne w literaturze są podawane wspólnie.
• Gazem wypełniającym jest neon z niewielką domieszką argonu, co nadaje cyfrze pomarańczową barwę i determinuje napięcie zapłonu.

Aspekty etyczne i prawne

• Praca przy 180 V wymaga zachowania wymogów PN-EN 61010-1 dotyczących izolacji i odstępów powietrznych.
• Urządzenia hobbystyczne z napięciami >60 V DC podlegają przepisom BHP; konieczne jest stosowanie osłon lub obudów.

Praktyczne wskazówki

1. Zasilacz: boost-converter 12 → 180 V, filtr LC 10 µH/47 µF.
2. Rezystor na anodzie każdej lampy; przy multipleksie – dodatkowo rezystor w linii wspólnej.
3. Test: rozpocznij od 160 V i zwiększaj do uzyskania równomiernego świecenia.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Rzadkie źródła podają „typowe 140 V”. Dotyczy to jedynie napięcia na świecącej lampie (podtrzymanie), a nie napięcia zasilacza – stąd rozbieżność.
• Egzemplarze sprzed lat 70 mogą wymagać nieco wyższego napięcia zapłonu z powodu utraty szczelności lub degradacji katod.

Sugestie dalszych badań

• Eksperymentalne porównanie żywotności lamp przy prądzie 1 mA vs 2 mA.
• Analiza wpływu modulacji PWM (ściemnianie) na zjawisko cathode poisoning.

Krótkie podsumowanie

Lampa Nixie ZM1332 pracuje bezpiecznie i najjaśniej przy zasilaniu ≈ 180 V DC. Zapłon wymaga ok. 170 V, a świecenie utrzymuje się przy ok. 130 V. Do kontroli prądu 2 mA stosujemy rezystor 20–33 kΩ. Zapewnienie stabilnego zasilania i właściwego ograniczenia prądu jest kluczowe dla jasności i długowieczności lampy.