DIY-Elektronic-Project-Germany

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DIY Projekt #1     Nachtsichtgerät Generation 1! mit Philips xx1080

Hallo Leute,

heute beschreibe ich euch wie ihr ein Nachtsichtgerät der 1.Generation baut. Die von mir verwendete Röhre ist eine Philips XX1080 , die ihr im Netz für 15 Euro gebraucht oder 30€ neu aus dem Depoverkauf bekommt. Leider sind die Röhren nicht Selektiert! Das heist jede Röhre die ihr bekommen werdet, hat entweder andere Leutfarben oder Helligkeitsunterschiede die bei der Herstellung ganz normal auftauchen. Damit sie dem MIL Standart entsprechen werden die besten Röhren ausgesucht und nach ihren Eigenschaften in 3 Klassen unterteilt. die letzteren 2 Klassen bekommen "wir". Ich habe es so gemacht, das ich mir 10 Stück bestellt und dann selbst Selektiert habe. Ein enstprechenden Testaufbau für Bildverstärker habe ich mir selbst gebaut, wonach ich die Röhren in Verstärkung und Helligkeit sowie Leuchtfarbe und Schärfe sortieren kann. Am Rande sei noch kurz gesagt, das ich die Russenröhren aber bevorzuge z.B. die V8 (EP33) diese benötigt nur 15-19KV Beschleunigungsspannung undist nur ein Virtel so groß wie die Philips. Bei den V8 gibt es keine Fokusspannung um die man sich sorgen muss. Eine Optik voran benötigen NSG Röhren alle!

 

 

Kurze Einleitung und die Technik, die ich sehr oberflächlich kurz erkläre. ( Mehr dazu im Wiki)

 

Kurz gesagt es giebt momentan 3 Generationen auf dem Markt. Die Generation 0.(um 1940)  ist die älteste und benötigt eine aktive Ifrarotlichtquelle damit man im dunkeln überhaupt etwas sehen kann, man nennt diese Röhren auch Bildwandler weil sie infrarotes Licht in ein sichtbares Licht wandeln. Ein Vertreter ist das Fero51 der damaligen Deutschen Arme. Danach kommt die Generation 1(um 1950) z.B. das Fero 52 dieses kommt ohne zusätzliche Infrarotquelle aus allerdings nur wenn ausreichen Restlicht vorhanden ist wie z.B. Mond oder Sternenlicht .Die Generation 2 (um 1960) kommt gänzlich ohne zusätzlichem Infrarot aus, ist aber mit eine der teuersten Röhrentechnologien je nach Zustand der Röhre am Markt. Auserdem ist hier der Bildgewinn zur Gen1 am extremsten da hier erstmalig Mikrokanäle zur Verstärkung genutzt wurden. Die 3. und letzte Generation (um 1980) ist nicht auf dem Zivilmarkt vertreten! und wen doch da hat diese Röhre eigenschaften der 2. Geneartion! diese kommen etwa durch verschleiß oder Fehlproduktion zustande. Die Technik der Gen3.beruht jedoch auf der 2. Generation nur wurden hier andere Kathodenbeschichtungen verwendet. Und die Lebensdauer erhöhte sich auf bis zu 10.000h.

 

Bild1:     HV Trafo aus einem Laserkopierer
Bild1: HV Trafo aus einem Laserkopierer
Ich habe hier einen 6KV Trafo aus einem alten Laserkopierer verwendet. Ihr könnt aber auch einen alten Zeilentrafo, aus einem Fernsehgerät verwenden oder noch besser sind diese aus den kleinen Mini Camping schwarz weiß Fernsehern.

VORSICHT! Ich weise ausdrücklich darauf hin, das obwohl die Stromstärke eher gering ist, handelt es sich trotzdem um Lebensgefährliche Hochspannung die wir erzeugen! Daher erfolgt der Nachbau auf eigene Gefahr!
 
Wir wickeln nun um den Eisen oder Ferritkern eine neue Primärspule. Diese sollte aus einem dünnen Kupferkabel oder Kupferlackdraht von 0,4-0,5mm im Durchmesser gefertigt werden. Die Länge sollte etwa 1m betragen. Achtet bitte sehr darauf das ihr beim wickeln die Isolation nicht beschädigt, dies kann bei Eisenkernen sehr schnell durch einschneiden an scharfen Kanten passieren. Wenn ihr fertig seid, sollte es in etwa so aussehen wie auf dem obigen Bild 1. Zum fixieren und gegen nerviges Summen im späteren Betrieb könnt ihr eure Wicklung noch mit Sekundenkleber oder Epoxidharz einkleben. 

Bild 2:   Hier die Treiberschaltung mit nachgeschalteten 20KV Brückengleichrichter und dem Timer Baustein NE555 bei etwa 1,4 kHz Taktfrequenz. Dabei bleibt der FET kalt, deshalb benötigt er auch kein Kühlblech. 

Bild 3: Schaltplan des Wandlers
Bild 3: Schaltplan des Wandlers

Im Bild 3. sehen wir den Schalplan des Wandlers hier kann mit dem Poti zwischen einer Ausgangsspannung von 5 bis 20KV eingestellt werden. Dabei zieht der Wandler eine Leistung von 100mA bis 1,5A! Achtung! Der liniarregler wird bei maximaler Leistung sehr heiß, entweder ihr dimensioniert die Regelung anders oder vergrößert die Kühlfläche. Bei mir wird er nur handwarm, bei einer Ausgangsspannung von 15KV und einer gesamt Stromaufnahme von 300mA für meine Bedürfnisse ist das voll zufriedenstellend! Bitte beachtet die Kondensatoren! Die im Schaltplan angegebenen Werte sind Richtwerte! Ich habe mittels Oszilloskop genau auf 1,4 kHz abgestimmt weil dort der Wirkungsgrad meines Aufbaus am höchsten ist. Je nach verwendeten Bauteilen und Trafos können die Toleranzen, die Arbeitsfrequenz des Ozillators einige hundert Hz verschieben! Bei einigen Zeilentrafos ist der optimale Wirkungsgrad bei einigen kHz. Hier könnt ihr nur versuchen die Max. Leistung bei geringer Stromaufnahme mittels Oszillator-Frequenzverstellung zu finden. Das erfordert aber minsesten ein Oszilloskop oder ein gutes gehör ;) zur Not geht auch folgendes: anstelle des Trafos nimmst du dir einen alten Lautsprecher mit einem vorwiederstand von 1k ohm und lässt bei YouT... Einen Frequenztest durchlaufen, dieser geht meist von 1Hz bis viele hundert kHz wenn beide Töne gleich hoch klingen, hast du deine Arbeitsfrequenz grob ermittelt. Die rot eingekreisten Kondensatoren sind die Werte, die eingesetzt werden müssen. Aber Achtung! die Schaltung ist universell, uns interessieren die Werte die eingekreist sind, also zwischen 0,5n und 10n. Es ist jeweils nur ein Kondensator anzuschließen! Je nach gewünschter Frequenz.

 

 

Bild 4: Messen der Ausgangsspannung mit einem Spannungsteiler 1:100 im Epoxidharzverguss
Bild 4: Messen der Ausgangsspannung mit einem Spannungsteiler 1:100 im Epoxidharzverguss

                                                                    

Wir messen die Ausgangsspannung des Aufbaus. Dazu habe ich mir einen Spannungsteiler 1:100 gebaut. Er besteht aus 99x 10Mohm Wiederstände, die in Reihe geschaltet 990Mohm ergeben.Das ganze wurde in Epoxid eingegossen um Koronabildung und Ozon zu vermeiden. Auserdem wird bei der Ionisation der Luft auch Energie verbraucht diese fehlt uns logischerweise dan beim Messen und es wird eher ein schätzen als ein messen! Warum nur 99 Wiederstände? Weil das Multimeter das ich hier verwende (altes Gerät das kaputt gehen darf😅) einen Eingangswiederstand von 10Mohm hat und in Reihe geschaltet den hundertsten Wiederstand bildet. Somit wird jetzt der hundertste Teil der Spannung angezeigt siehe Bild 4. Dort wird 71VDC angezeigt das mal einhundert ergibt 7,1KV. 

Bild 5: Wir versiegeln die hochspannungsführenden Bauteile hier im Bild der Spannungsteiler mit 800Mohm
Bild 5: Wir versiegeln die hochspannungsführenden Bauteile hier im Bild der Spannungsteiler mit 800Mohm

 

Nun ist die Platine fast fertig. Die spannungsführenden Bauteile, werden mit rot/grün Epoxidharz vergossen, damit keine unerwünschten Überschläge/ Entladungen entstehen oder ungewollte berührungen stattfinden. 

Bild 6: Anschluss der Röhren mit HV Kabel. Hier wird die Litze wie auf dem Bild zusehen ist einfach wie ein Schirm gebogen und in die Buchsen eingeführt. Durch die Ferderwirkung drückt es die Litze automatisch an die Kontaktflächen der Röhre. Im Anschluss wird mit Epoxidharz wieder die gesamte Buchse ausgefüllt. Darauf achten das, dass Anodenkabel bis min. 30KV abgeschirmt ist, ich verwende hier Anodenkabel aus einem alten Fernseher. Das Kabel für die Fukussierspannung ist bei mir ein gegen Masse geschirmtes Kabel mit einer Spannugsfestigkeit bis 400V das ist gerade noch so ausreichend. Die Kathode ist am unteren Rand der Röhre dort wo die Linse ist. Die Kathode ist umlaufend um die Röhre und wurde nur aufgedampft! Das heißt darunter ist der Glaskolben! Nur leichte und kurze Lötverbindungen herstellen damit keine Mechanische Belastung auf der Röhre liegt.
Bild 6: Anschluss der Röhren mit HV Kabel. Hier wird die Litze wie auf dem Bild zusehen ist einfach wie ein Schirm gebogen und in die Buchsen eingeführt. Durch die Ferderwirkung drückt es die Litze automatisch an die Kontaktflächen der Röhre. Im Anschluss wird mit Epoxidharz wieder die gesamte Buchse ausgefüllt. Darauf achten das, dass Anodenkabel bis min. 30KV abgeschirmt ist, ich verwende hier Anodenkabel aus einem alten Fernseher. Das Kabel für die Fukussierspannung ist bei mir ein gegen Masse geschirmtes Kabel mit einer Spannugsfestigkeit bis 400V das ist gerade noch so ausreichend. Die Kathode ist am unteren Rand der Röhre dort wo die Linse ist. Die Kathode ist umlaufend um die Röhre und wurde nur aufgedampft! Das heißt darunter ist der Glaskolben! Nur leichte und kurze Lötverbindungen herstellen damit keine Mechanische Belastung auf der Röhre liegt.
Bild 7: fertiger Aufbau der Platine und Test der Gen1 Röhren mit 10KV und einer Fokusspannung von 380V.
Bild 7: fertiger Aufbau der Platine und Test der Gen1 Röhren mit 10KV und einer Fokusspannung von 380V.
Bild 8: Fertiger Aufbau mit einem Objektiv aus einem alten Dia-Projektor.
Bild 8: Fertiger Aufbau mit einem Objektiv aus einem alten Dia-Projektor.