Como na década de 1940 era possível registrar a saída do seu terceiro milionésimo computador analógico em alta velocidade quando os resultados de sua operação são visíveis apenas em medidores analógicos? Esse problema foi enfrentado por uma equipe do Instituto de Tecnologia da Geórgia responsável por um computador que foi usado para estudar as propriedades das redes de energia CA. Eles descobriram uma solução inteligente - hackear o painel de controle e conectar uma mesa de desenho especial a ele.
O que é isso?
Que tipo de besta é essa - um computador analógico? Máquinas semelhantes foram desenvolvidas durante e após a Segunda Guerra Mundial. A rigor, seria mais correto classificá-los como modelos em escala do que chamá-los de computadores reais. Embora fossem bastante flexíveis, foram projetados principalmente para simular redes de transmissão de energia. A teoria de sua operação é bastante extensa, mas para medições, um modelo em escala de redes reais de transmissão de energia multifásica operando em uma fase e uma frequência de 400 Hz foi simplesmente construído.
Os engenheiros “programaram” a máquina conectando os elementos de circuito necessários (capacitores, indutores, linhas de transmissão, geradores, etc.) em grandes patch panels. Em seguida, foi acionado um gerador de 10 kW localizado no subsolo e a simulação começou a funcionar.
Trabalho a tempo parcial
No início dos anos 1980, meu primeiro desafio na faculdade foi restaurar uma dessas máquinas para funcionar. Em 1947, foi comprado pela Georgia Power e doado ao Georgia Institute of Technology. Lá ela trabalhou praticamente sem interrupção por várias décadas. Então, por um tempo, foi usado como auxiliar de ensino e transportado algumas vezes. Quando entrei no jogo, ele não era usado há muito tempo e estava em um estado deplorável.
Surpreendentemente, foi muito fácil consertá-lo. Foi necessário substituir os patch panels, pois todo o isolamento sobre eles estava seco e rachado. A sujeira acumulada ali por décadas teve que ser removida das chaves e contatos de todos os elementos do circuito elétrico. Por vários semestres, este porão silencioso foi meu refúgio. Eu o usava quando precisava sentar em silêncio, estudar ou ler. Às vezes, eu me divertia rodando a máquina para calcular alguns dos problemas do livro sobre cálculo de redes AC.
O processo de trabalho
Depois que o gerador foi ligado e estabilizado na frequência desejada, a rede simulada pode ser monitorada conectando os loops de medição do console do operador a qualquer elemento do circuito. Isso foi feito pressionando um botão com a designação apropriada no teclado, que parecia um antigo somador mecânico (talvez fosse). Quase imediatamente, os dados sobre a corrente, tensão e consumo de energia do elemento apareceram nos dispositivos. As quantidades eram compostas, então tanto a quantidade quanto a fase eram mostradas nos medidores.
Os
operadores do painel de controle receberam o resultado das simulações passando sequencialmente por todos os elementos de circuito necessários. Após cada medição, eles faziam uma pausa para anotar os números em um caderno e então passavam para o próximo item.
Curiosamente, todo este sistema era um circuito passivo sem componentes ativos. Claro, ele tinha relés para conectar instrumentos de medição e o gerador fornecia energia. Mas, fora isso, toda essa leitura de dados do console não era diferente de como um técnico com um multímetro percorria todo o circuito e fazia as leituras manualmente. Uma exceção era que um dos instrumentos de medição era alimentado por um amplificador valvulado eletrônico. No entanto, ele foi usado apenas para um tipo de medição - na minha opinião, foi VARS. Mesmo com o amplificador desligado, a máquina estava totalmente operacional e útil.
Podemos fazer melhor
A equipe decidiu melhorar a calculadora para tornar mais fácil para os engenheiros registrar e interpretar os resultados. Eles queriam desenhar os resultados diretamente no diagrama, montando uma mesa especial ao lado do console do operador.
Registrando os resultados da simulação
O tampo da mesa era diferente de tudo que você já viu. Ela se ergueu como o capô de um carro, tinha até um suporte. A tampa era de metal, com um revestimento de plástico transparente para manter a superfície lisa. Uma malha de orifícios foi feita na tampa, que pode ser acessada por baixo. Após uma inspeção mais próxima, foi visto que ele estava conectado ao solo por um pigtail flexível de fios.
Dentro da mesa havia uma grade de centenas de alfinetes cuidadosamente etiquetados. Cada um dos elementos do circuito tinha seu próprio pino - de C1 a C99, de L1 a L99 e assim por diante. Os engenheiros se enterraram nos teclados do console principal e se conectaram aos sinais lógicos desejados. Eles foram redirecionados para circuitos localizados dentro da mesa, com o resultado que os contatos foram trazidos para um painel com pinos.
Também dentro da mesa havia uma confusão de fios. Cada fio tinha um conector de pino de um lado e uma pequena lâmpada do outro. Cada uma das lâmpadas podia ser inserida com cuidado em qualquer um dos orifícios da tampa, fazendo com que uma das pontas do filamento fosse aterrada. O fio pode então ser conectado a qualquer pino do painel, que fecha o laço na outra extremidade da corda.
Aparência da mesa de desenho
Um novo procedimento de preparação era agora necessário para obter os dados da simulação. Era necessário não apenas conectar aos elementos correspondentes do circuito, mas também conectar todas as lâmpadas indicadoras. O papel com a imagem do diagrama foi fixado na mesa com fita adesiva. Dezenas de lâmpadas com fios foram instaladas nos lugares certos. Cada lâmpada foi conectada a um orifício sob o elemento correspondente do circuito, representado no papel. Em seguida, o fio foi conectado ao pino desejado no painel. Por exemplo, um fio de uma lâmpada conectada ao orifício localizado sob a imagem do capacitor C16 foi conectado ao pino C16 no painel, etc.
Depois que todo esse ninho de ratos de fios foi conectado, o tampo da mesa foi fechado e usado como uma mesa de desenho regular. O analisador de rede foi iniciado e um operador no console percorreu sequencialmente cada um dos elementos de interesse, lendo as leituras dos dispositivos. O segundo operador, sentado à mesa ao lado do console, escreveu as leituras diretamente no diagrama, usando os círculos destacados sob cada um dos elementos. Hoje, todo esse sistema me lembra o antecessor bruto dos simuladores GUI SPICE modernos, onde você pode passar o mouse ou clicar no item desejado e obter os valores "medidos".
Esquemas antigos
Encontrei um diagrama de um esquema de seleção de medidor em uma patente registrada em 1940. Pareceu-me muito interessante - pelo menos porque o estilo e os símbolos para designar os elementos são diferentes dos de hoje. Hoje você não encontrará um número tão grande de relés nos diagramas. O significado do dispositivo é bastante fácil de entender estudando um pouco o circuito. É, na verdade, um barramento para trabalhar com indicadores decimais de 24 fios, com suporte para saída de unidades e dezenas. No lugar para a indicação de centenas, apenas quatro fios são visíveis em vez de dez. Eles são usados para selecionar a categoria de um elemento de circuito - fonte de alimentação, capacitor, etc. O barramento de endereços é controlado a partir do teclado, e o botão RESET libera os "drivers".
Certa vez, meus amigos e eu vasculhamos as gavetas e encontramos um antigo artigo sobre Herbert Peters - um engenheiro brilhante da Westinghouse, que foi transferido para o Georgia Institute of Technology com um analisador de rede e, como resultado, viveu em Atlanta toda a sua vida . Peters parece ter sido um representante brilhante dos engenheiros hardcore da velha guarda. Nós o imaginamos em sua gravata borboleta curvando-se sobre o computador, pensando, periodicamente limpando a cinza do cigarro que caía no console.
Herbert Peters no trabalho
Pessoalmente, não o conheço, mas ouvi dizer que, depois de me formar no instituto, ele voltou para lá como consultor. Ele topou com um amplificador transistorizado que eu vinha fabricando havia muitos meses tentando substituir um velho amplificador valvulado quebrado. Sem um momento de hesitação, ele jogou meu dispositivo no lixo e consertou o amplificador antigo em menos de uma hora. Toda vez que lembro dessa história quando tenho que desenvolver algum tipo de amplificador transistorizado.
Ouvi dizer que logo depois de me formar na faculdade em 1985, metade do analisador de rede foi jogado para fora do porão para ocupar a área com outra coisa. Sua parte principal sobreviveu - apenas alguns elementos do diagrama foram cortados ao meio. E há alguns anos nos livramos desses restos. Hoje, só restam fotos dele, um gerador de 10 kW no porão, e memórias maravilhosas dos usuários dessa máquina.