Comment dans les années 1940 était-il possible d'enregistrer la sortie de votre trois millionième ordinateur analogique à grande vitesse alors que les résultats de son fonctionnement ne sont visibles que sur les compteurs analogiques? Ce problème a été rencontré par une équipe du Georgia Institute of Technology responsable d'un ordinateur utilisé pour étudier les propriétés des réseaux électriques CA. Ils ont trouvé une solution intelligente: pirater le panneau de commande et y connecter une table à dessin spéciale.
Qu'est-ce que c'est?
Quel genre de bête est-ce - un ordinateur analogique? Des machines similaires ont été développées pendant et après la Seconde Guerre mondiale. À proprement parler, il serait plus correct de les classer comme modèles réduits que de les appeler de vrais ordinateurs. Bien qu'ils soient assez flexibles, ils étaient principalement conçus pour simuler des réseaux de transport d'énergie. La théorie de leur fonctionnement est assez étendue, mais pour les mesures, un modèle réduit de réseaux de transmission de puissance multiphasés réels fonctionnant sur une phase et une fréquence de 400 Hz a simplement été construit.
Les ingénieurs ont «programmé» la machine en connectant les éléments de circuit requis (condensateurs, inducteurs, lignes de transmission, générateurs, etc.) sur de grands panneaux de brassage. Après cela, un générateur de 10 kW situé au sous-sol a été mis en marche et la simulation a commencé à fonctionner.
Travail à temps partiel
Au début des années 80, mon premier défi à l'université a été de remettre en état de marche une de ces machines. En 1947, il a été acheté par Georgia Power et donné au Georgia Institute of Technology. Là, elle a travaillé pratiquement sans interruption pendant plusieurs décennies. Puis, pendant un certain temps, il a été utilisé comme outil pédagogique et transporté à plusieurs reprises. Quand je suis entré dans le jeu, il n'avait pas été utilisé depuis longtemps et était dans un état déplorable.
Étonnamment, il était assez facile de le réparer. Il était nécessaire de remplacer les panneaux de brassage, car toute l'isolation sur eux était sèche et fissurée. La saleté accumulée pendant des décennies a dû être éliminée des interrupteurs et des contacts de tous les éléments du circuit électrique. Pendant plusieurs semestres, ce sous-sol tranquille a été mon refuge. Je l'ai utilisé lorsque j'avais besoin de m'asseoir en silence, d'étudier ou de lire. Parfois, je me suis amusé à faire fonctionner la machine pour calculer certains des problèmes du manuel sur le calcul des réseaux AC.
Le processus de travail
Après le démarrage et la stabilisation du générateur à la fréquence souhaitée, le réseau simulé peut être surveillé en connectant les boucles de mesure de la console opérateur à n'importe quel élément du circuit. Cela a été fait en appuyant sur un bouton avec la désignation appropriée sur le clavier, qui ressemblait à un ancien additionneur mécanique (c'était peut-être le cas). Presque immédiatement, des données sur le courant, la tension et la consommation d'énergie de l'élément sont apparues sur les appareils. Les quantités étant composées, la quantité et la phase étaient indiquées sur les compteurs.
Panneau de contrôle Les
opérateurs ont reçu le résultat des simulations en parcourant séquentiellement tous les éléments de circuit nécessaires. Après chaque mesure, ils ont fait une pause pour écrire les nombres dans un cahier, puis passer à l'élément suivant.
Fait intéressant, tout ce système était un circuit passif sans composants actifs. Bien sûr, il disposait de relais pour connecter les instruments de mesure et le générateur fournissait de l'énergie. Mais à part cela, toute cette lecture de données à partir de la console n'était pas différente de la façon dont un technicien avec un multimètre parcourait tout le circuit et prenait manuellement des lectures. Une exception était que l'un des instruments de mesure était alimenté par un amplificateur à tube électronique. Cependant, il n'a été utilisé que pour un type de mesure - à mon avis, c'était VARS. Même avec l'amplificateur éteint, la machine était pleinement opérationnelle et utile.
On peut faire mieux
L'équipe a décidé d'améliorer le calculateur pour faciliter l'enregistrement et l'interprétation des résultats par les ingénieurs. Ils voulaient dessiner les résultats directement sur le diagramme, en installant une table spéciale à côté de la console de l'opérateur.
Enregistrement des résultats de simulation
Le plateau de table ne ressemblait à rien de ce que vous avez jamais vu. Elle s'est levée à la manière du capot d'une voiture, elle avait même un support. Le couvercle était en métal, avec un revêtement en plastique transparent pour garder la surface lisse. Un filet de trous a été fait dans le couvercle, auquel on pouvait accéder par le bas. En y regardant de plus près, on a vu qu'il était relié au sol par une queue de cochon flexible de fils.
À l'intérieur de la table se trouvait une grille de centaines d'épingles soigneusement étiquetées. Chacun des éléments du circuit avait sa propre broche - de C1 à C99, de L1 à L99, et ainsi de suite. Les ingénieurs se sont enterrés dans les claviers de la console principale et se sont connectés aux signaux logiques souhaités. Ils ont été redirigés vers des circuits situés à l'intérieur de la table, avec pour résultat que les contacts ont été amenés vers un panneau avec des broches.
Il y avait également à l'intérieur de la table un fouillis de fils. Chaque fil avait un connecteur à broches d'un côté et une petite ampoule de l'autre. Chacune des ampoules pouvait être soigneusement insérée dans l'un des trous du couvercle, avec pour résultat qu'une extrémité de son filament était mise à la terre. Le fil pourrait alors être connecté à n'importe quelle broche sur le panneau, ce qui fermait la boucle à l'autre extrémité de la chaîne.
Apparence de la table de dessin
Une nouvelle procédure de préparation était désormais nécessaire pour obtenir les données de la simulation. Il était nécessaire non seulement de se connecter aux éléments correspondants du circuit, mais également de connecter tous les voyants lumineux. Le papier avec l'image du diagramme a été fixé sur la table avec du ruban adhésif. Des dizaines d'ampoules à fils ont été installées aux bons endroits. Chaque ampoule était connectée à un trou sous l'élément correspondant du circuit, représenté sur papier. Ensuite, le fil a été connecté à la broche souhaitée sur le panneau. Par exemple, un fil d'une ampoule connectée au trou situé sous l'image du condensateur C16 a été connecté à la broche C16 sur le panneau, etc.
Une fois que tout ce nid de fils de rat a été connecté, le dessus de la table a été fermé et utilisé comme table à dessin régulière. L'analyseur de réseau a été lancé et un opérateur de la console a parcouru séquentiellement chacun des éléments d'intérêt, lisant les lectures des appareils. Le deuxième opérateur, assis à la table à côté de la console, a écrit les lectures directement sur le diagramme, en utilisant les cercles surlignés sous chacun des éléments. Aujourd'hui, tout ce système me rappelle le prédécesseur brut des simulateurs GUI SPICE modernes, où vous pouvez survoler ou cliquer sur l'élément souhaité et obtenir des valeurs «mesurées».
Anciens schémas
J'ai trouvé un schéma d'un schéma de sélection de compteur dans un brevet déposé en 1940. Cela m'a semblé très intéressant - du moins parce que le style et les symboles pour désigner les éléments sont différents de ceux d'aujourd'hui. Aujourd'hui, vous ne trouverez pas un si grand nombre de relais dans les schémas. La signification de l'appareil est assez facile à comprendre en étudiant un peu le circuit. C'est, en fait, un bus pour travailler avec des indicateurs décimaux pour 24 fils, avec support pour la sortie d'unités et de dizaines. En place pour l'indication des centaines, seuls quatre fils sont visibles au lieu de dix. Ils sont utilisés pour sélectionner la catégorie d'un élément de circuit - alimentation, condensateur, etc. Le bus d'adresse est contrôlé à partir du clavier et le bouton RESET libère les "pilotes".
Mes copains et moi avons une fois fouillé dans les tiroirs et avons trouvé un vieil article sur Herbert Peters - un brillant ingénieur de Westinghouse, qui a été transféré au Georgia Institute of Technology avec un analyseur de réseau, et par conséquent, il a vécu à Atlanta toute sa vie. . Peters semble avoir été un brillant représentant des ingénieurs hardcore de la vieille école. Nous l'avons imaginé dans son noeud papillon penché sur l'ordinateur dans ses pensées, en brossant périodiquement la cendre de cigarette tombant sur la console.
Herbert Peters au travail
Personnellement, je ne le connais pas, mais j'ai entendu dire qu'après avoir été diplômé de l'institut, il y est retourné en tant que consultant. Il est tombé sur un amplificateur à transistor que je fabriquais depuis plusieurs mois en essayant de remplacer un vieil amplificateur à tube à vide cassé. Sans un instant d'hésitation, il a jeté mon appareil à la poubelle et a réparé l'ancien amplificateur en moins d'une heure. Chaque fois que je me souviens de cette histoire, je dois développer une sorte d'amplificateur à transistor.
J'ai entendu dire que peu de temps après avoir obtenu mon diplôme universitaire en 1985, la moitié de l'analyseur de réseau avait été jeté hors du sous-sol afin d'occuper la zone avec autre chose. Sa partie principale a survécu - seuls quelques éléments du diagramme ont été coupés en deux. Et il y a quelques années, nous nous sommes débarrassés de ces restes. Aujourd'hui, il ne reste que des photos de lui qui s'estompent progressivement, un générateur de 10 kW au sous-sol et de merveilleux souvenirs des utilisateurs de cette machine.