¿Cómo en la década de 1940 era posible registrar la salida de su computadora analógica número tres millones a alta velocidad cuando los resultados de su operación son visibles solo en medidores analógicos? Este problema lo enfrentó un equipo del Instituto de Tecnología de Georgia responsable de una computadora que se utilizó para estudiar las propiedades de las redes eléctricas de CA. Se les ocurrió una solución inteligente: piratear el panel de control y conectarle una mesa de dibujo especial.
¿Qué es?
¿Qué clase de bestia es esta, una computadora analógica? Se desarrollaron máquinas similares durante y después de la Segunda Guerra Mundial. Estrictamente hablando, sería más correcto clasificarlos como modelos a escala que llamarlos computadoras reales. Aunque eran bastante flexibles, se diseñaron principalmente para simular redes de transmisión de energía. La teoría de su funcionamiento es bastante extensa, pero para las mediciones, simplemente se construyó un modelo a escala de redes de transmisión de potencia multifase reales que operan en una fase y una frecuencia de 400 Hz.
Los ingenieros “programaron” la máquina conectando los elementos requeridos del circuito (condensadores, inductores, líneas de transmisión, generadores, etc.) en grandes paneles de conexión. Después de eso, se puso en marcha un generador de 10 kW ubicado en el sótano y la simulación comenzó a funcionar.
Trabajo a tiempo parcial
A principios de la década de 1980, mi primer desafío en la universidad fue restaurar una de estas máquinas para que funcionara correctamente. En 1947, fue comprado por Georgia Power y donado al Instituto de Tecnología de Georgia. Allí trabajó prácticamente sin interrupción durante varias décadas. Luego, durante un tiempo, se utilizó como material didáctico y se transportó un par de veces. Cuando entré al juego, no se había utilizado durante mucho tiempo y estaba en un estado deplorable.
Sorprendentemente, fue bastante fácil repararlo. Fue necesario reemplazar los paneles de parche, ya que todo el aislamiento en ellos estaba seco y agrietado. La suciedad acumulada allí durante décadas tuvo que ser removida de los interruptores y contactos de todos los elementos del circuito eléctrico. Durante varios semestres, este sótano tranquilo fue mi refugio. Lo usé cuando necesitaba sentarme en silencio, estudiar o leer. A veces me divertía ejecutando la máquina para calcular algunos de los problemas del libro de texto sobre el cálculo de redes de CA.
El proceso de trabajo
Una vez que el generador se puso en marcha y se estabilizó a la frecuencia deseada, la red simulada podría monitorearse conectando los bucles de medición de la consola del operador a cualquier elemento del circuito. Esto se hizo presionando un botón con la designación apropiada en el teclado, que parecía un viejo sumador mecánico (quizás lo era). Casi de inmediato, los datos sobre la corriente, el voltaje y el consumo de energía del elemento aparecieron en los dispositivos. Las cantidades eran compuestas, por lo que tanto la cantidad como la fase se mostraban en los medidores.
Los
operadores del panel de control recibieron el resultado de las simulaciones pasando secuencialmente por todos los elementos necesarios del circuito. Después de cada medición, hicieron una pausa para escribir los números en un cuaderno y luego pasaron al siguiente elemento.
Curiosamente, todo este sistema era un circuito pasivo sin componentes activos. Por supuesto, tenía relés para conectar instrumentos de medición y el generador proporcionaba energía. Pero aparte de eso, toda esta lectura de datos de la consola no fue diferente de cómo un técnico con un multímetro caminaba por todo el circuito y tomaba lecturas manualmente. Una excepción fue que uno de los instrumentos de medición estaba alimentado por un amplificador de válvulas electrónico. Sin embargo, solo se usó para un tipo de medición; en mi opinión, fue VARS. Incluso con el amplificador apagado, la máquina estaba en pleno funcionamiento y era útil.
Podemos hacerlo mejor
El equipo decidió mejorar la calculadora para facilitar a los ingenieros el registro e interpretación de los resultados. Querían dibujar los resultados directamente en el diagrama, colocando una mesa especial junto a la consola del operador.
Grabación de los resultados de la simulación
El tablero de la mesa no se parecía a nada que hayas visto nunca. Se levantaba a la manera del capó de un auto, incluso tenía un soporte. La tapa era de metal, con un revestimiento de plástico transparente para mantener la superficie lisa. Se hizo una malla de agujeros en la tapa, a la que se podía acceder desde abajo. Tras una inspección más cercana, se vio que estaba conectado al suelo mediante una coleta flexible de cables.
Dentro de la mesa había una cuadrícula de cientos de alfileres cuidadosamente etiquetados. Cada uno de los elementos del circuito tenía su propio pin: de C1 a C99, de L1 a L99, etc. Los ingenieros se enterraron en los teclados de la consola principal y se conectaron a las señales lógicas deseadas. Fueron redirigidos a circuitos ubicados dentro de la mesa, con el resultado de que los contactos se llevaron a un panel con pines.
También dentro de la mesa había un revoltijo de cables. Cada cable tenía un conector de clavija en un lado y una pequeña bombilla en el otro. Cada una de las bombillas se podía insertar con cuidado en cualquiera de los orificios de la cubierta, con el resultado de que un extremo de su filamento estaba conectado a tierra. Luego, el cable podría conectarse a cualquier pin del panel, que cerró el bucle en el otro extremo de la cuerda.
Aspecto de la mesa de dibujo
Ahora se requería un nuevo procedimiento de preparación para obtener datos de la simulación. Era necesario no solo conectarse a los elementos correspondientes del circuito, sino también conectar todas las lámparas indicadoras. El papel con la imagen del diagrama se fijó sobre la mesa con cinta adhesiva. Se instalaron decenas de bombillas con cables en los lugares correctos. Cada bombilla estaba conectada a un orificio debajo del elemento correspondiente del circuito, representado en papel. Luego, el cable se conectó al pin deseado en el panel. Por ejemplo, un cable de una bombilla conectada al orificio ubicado debajo de la imagen del condensador C16 se conectó al pin C16 en el panel, etc.
Después de conectar todo este nido de cables, se cerró la mesa y se usó como una mesa de dibujo regular. Se lanzó el analizador de redes y un operador de la consola recorrió secuencialmente cada uno de los elementos de interés, leyendo las lecturas de los dispositivos. El segundo operador, sentado en la mesa junto a la consola, escribió las lecturas directamente en el diagrama, usando los círculos resaltados debajo de cada uno de los elementos. Hoy en día, todo este sistema me recuerda al crudo predecesor de los simuladores GUI SPICE modernos, donde puede pasar el cursor sobre el elemento deseado o hacer clic en él y obtener valores "medidos".
Esquemas antiguos
Encontré un diagrama de un esquema de selección de medidores en una patente presentada en 1940. Me pareció muy interesante, al menos porque el estilo y los símbolos para designar elementos son diferentes a los de hoy. Hoy en día no encontrará una cantidad tan grande de relés en los diagramas. El significado del dispositivo es bastante fácil de entender estudiando un poco el circuito. Se trata, de hecho, de un bus para trabajar con indicadores decimales para 24 hilos, con soporte para la salida de unidades y decenas. En su lugar para la indicación de cientos, solo cuatro cables son visibles en lugar de diez. Se utilizan para seleccionar la categoría de un elemento de circuito: fuente de alimentación, condensador, etc. El bus de direcciones se controla desde el teclado y el botón RESET libera los "controladores".
Una vez, mis amigos y yo buscamos en los cajones y encontramos un artículo antiguo sobre Herbert Peters, un brillante ingeniero de Westinghouse, que fue transferido al Instituto de Tecnología de Georgia con un analizador de redes y, como resultado, vivió en Atlanta toda su vida. . Peters parece haber sido un brillante representante de los ingenieros incondicionales de la vieja escuela. Lo imaginamos con su pajarita inclinado sobre la computadora en sus pensamientos, cepillando periódicamente la ceniza del cigarrillo que caía sobre la consola.
Herbert Peters en el trabajo
Personalmente, no estoy familiarizado con él, pero escuché que después de graduarme del instituto, regresó allí como consultor. Se topó con un amplificador de transistor que había estado fabricando durante muchos meses tratando de reemplazar un viejo amplificador de tubo de vacío roto. Sin dudarlo un momento, tiró mi dispositivo a la basura y reparó el viejo amplificador en menos de una hora. Cada vez que recuerdo esta historia cuando tengo que desarrollar algún tipo de amplificador de transistores.
Escuché que poco después de graduarme de la universidad en 1985, la mitad del analizador de redes fue arrojado del sótano para ocupar el área con otra cosa. Su parte principal sobrevivió: solo algunos elementos del diagrama se cortaron por la mitad. Y hace unos años nos deshicimos de estos remanentes. Hoy, solo quedan fotografías de él que se desvanecen gradualmente, un generador de 10 kW en el sótano y maravillosos recuerdos de los usuarios de esta máquina.