Circuitos electromecánicos tempranos

En los días anteriores a los diodos semiconductores, transistores o incluso tubos de electrones, se usaban medios mecánicos para hacer muchas de las mismas cosas. Pero todavía es muy divertido usar esos recursos mecánicos hoy en día, como [Manuel] hizo recientemente con su computadora de relevo. Este póster es un recorrido por algunos circuitos que utilizaban estas soluciones mecánicas antes de que apareciera la invención de los medios más electrónicos y menos mecánicos.

Receptor de código Morse Koherer

El circuito que se muestra a continuación es divertido, especialmente si jugaste con rayos de cristal. Recibe un código Morse, transmitido como explosiones de ondas de radio a una frecuencia específica. Luego, la transmisión se realizó con un transmisor de chispa. Un punto es un período corto de transmisión a esa frecuencia y un guión es un período de transmisión más largo. Entre los puntos y los guiones, no se entrega nada. Este circuito descifra esos puntos y rayas y los registra cuando las hendiduras se golpean en la cinta de papel. Un punto da como resultado una o solo unas pocas sangrías, y un guión da como resultado más sangrías. La cinta se mueve a una velocidad constante, por lo que los puntos y rayas están separados por trozos de cinta sin grietas.

En la parte superior está la antena. El cable que desciende de la antena va al circuito resonante LC paralelo que consta de una bobina y un condensador variable, CV. Juntos se ajustan a la frecuencia deseada. A la derecha y en paralelo a esto hay A y relé R más coherentes.

La coherencia es un tubo formado por dos electrodos con limaduras metálicas entre ellos. Al aplicar la radiofrecuencia a través de los electrodos, las limaduras se adhieren, de hecho formando diminutas microsoldaduras entre los gránulos, lo que hace que el comportamiento sea consistente. Por tanto, funciona como detector de radiofrecuencia.

Antes de que la coherencia se vuelva conductora, la ruta del circuito que incluye la coherencia y el relé está en circuito abierto o la resistencia de la coherencia es demasiado alta para permitir que el relé se energice con la batería que está a su derecha. Pero después de que el coherente se vuelve conductor, el relé se enciende y cierra su interruptor.

Este interruptor activa el circuito, que consta de los dos solenoides F, el solenoide E y una batería a lo largo del cable entre E y F. Esto hace que el solenoide E vibre y atraiga la bala metálica en el brazo, que se convierte en O, empujando el lado derecho del brazo hacia arriba y haciendo una sangría en la cinta.

Una vez que se hace la marca, el solenoide E permanece energizado, de alguna manera tiene que ser desenergizado. Esto no sucederá mientras el coherente esté conduciendo, y allí los solenoides F juegan un papel.

Cuando el relé R cierra su interruptor, energizando el solenoide E, también energiza los solenoides F. Los solenoides F tiran del brazo B (el “golpeador”) hacia abajo. Eso resulta en dos cosas. Parte del circuito pasa por un punto a la mitad del brazo B, y cuando se mueve hacia abajo, el contacto se rompe en ese punto. El circuito se abre, inhabilitando todos los solenoides y liberando el brazo de señal, que es jalado hacia abajo por el resorte r.

La otra cosa que sucede cuando se tira del brazo B hacia abajo es que la bola en el extremo izquierdo del brazo B golpea la coherencia, rompiendo las limaduras de hierro y devolviendo la coherencia a un estado bajo o no conductor. Esto también hace que el relé R abra su interruptor. Entonces, aunque el brazo B se relaja cuando se desactivan los solenoides F, cerrando el circuito allí nuevamente, el hecho de que el relé R abre simultáneamente su interruptor significa que el circuito permanece abierto. No hace falta decir que el ajuste de los dos brazos de palanca y el relé solo para hacer un pequeño punto requiere algunos ajustes.

Pero aún no hemos terminado. Si se transmite un trazo, la radiofrecuencia todavía se recibe y el coherente se vuelve a realizar inmediatamente y todo el proceso se repite para otro toque en la cinta. Mirando cintas antiguas, parece que un punto también causa varios toques, pero no tanto como un guión. Cada código Morse sabe que un guión es tres veces más largo que un punto. Ahora sabes por qué.

[Ashish Derhgawen] hizo un transmisor de chispa y un circuito de recepción muy similar al superior, con un mecanismo de encendido más coherente. Pero en lugar de escribir el mensaje en una cinta de audio, lo envía a un tablero BeagleBone para interpretarlo y mostrarlo como texto en inglés en una pantalla: un compromiso moderno perfectamente aceptable.

Use una campana en su lugar

Circuito detector de rayos popov El primer receptor de radio del mundo. Fuente: Actualidades de la UIT

Este próximo circuito electromecánico es una variación del anterior y fue utilizado por Alexander Stepanovich Popov para detectar tormentas eléctricas cercanas.

El rayo emite ondas electromagnéticas de varias frecuencias. Algunas de estas frecuencias, cuando son captadas por la antena A, hacen que los archivos en el C coherente se adhieran, haciendo que el conductor sea coherente. Esto cierra el circuito CLVRL. Esto activa el relé R, que atrae el brazo inmediatamente por encima de él, cerrando el contacto adjunto a ese brazo. Esto energiza el circuito, que incluye el relé E. Y para ello tira del brazo que golpea la bola contra la campana, haciéndola sonar.

Pero cuando el brazo que suena la campana se levanta, desconecta el brazo del contacto con ese circuito, inhabilitando el circuito. El brazo que suena la campana cae hacia atrás y tiene suficiente holgura para que la pelota golpee coherentemente, lo que también desactiva el circuito CLVRL. Entonces, en este caso, la bola de campana actúa como una doble función como brazo de golpe.

¿Por qué, podría preguntarse, L necesita los dos estranguladores? Están presentes porque hay un ruido de radiofrecuencia en los contactos del relé. Ese ruido haría que los registros en la coherencia se dispararan. Los estranguladores evitan que ese ruido vuelva a ser coherente.

Y una pregunta más importante que podría hacer es ¿por qué usar dos relés? ¿Por qué no tener solo uno como en esta versión modificada? Parece funcionar. La razón por la que Popov agregó el segundo relevo fue que el coherente no podía dar suficiente flujo para sonar él mismo. Entonces, el relé adicional permite un circuito independiente de la coherencia, una especie de amplificador mecánico.

Tenga en cuenta que el diagrama muestra el uso de electroimanes en forma de U para los relés. Es de suponer que esto beneficia a ambos extremos del campo magnético inducido en el núcleo. Después de pensar en esto, me di cuenta de que probablemente el circuito superior del código Morse usa dos solenoides en F, algo que me rasqué la cabeza. La base sobre la que se asientan es probablemente de hierro, y es válida como parte del núcleo, y la forma en que las bobinas de los solenoides probablemente resultan en un polo norte girado hacia arriba para uno y un polo sur para el otro. Los dos solenoides y la base probablemente forman el equivalente a un electroimán en forma de U.

Adición de Siphon Graphic Recorder

Detector de rayos popov con registrador de impactos Mecanismo registrador de sifón (1922)

La foto que se muestra aquí es una de las máquinas de Popov para hacer sonar cuando cae un rayo, pero también registra los golpes en una grabadora lista. No tenemos un circuito para su registrador de diagramas específico, pero eso nos lleva a echar un vistazo más profundo y encontrar un diagrama para un registrador de sifón electromecánico obsoleto que parecía lo suficientemente interesante como para hablar.

El mecanismo móvil es una bobina móvil, como las que se encuentran en los medidores analógicos. La bobina está suspendida entre los polos de dos imanes. A medida que la corriente se mueve a través de la bobina, crea un campo magnético que reacciona con el de los imanes, lo que hace que la bobina gire ligeramente en el eje vertical. La cantidad de rotación es proporcional a la cantidad de corriente.

El devanado está conectado por hilos a un objeto rectangular montado de modo que también se le permite girar ligeramente en el eje vertical. Cuando el devanado gira, estos hilos hacen que el rectángulo también gire. Un tubo está unido a ese rectángulo, cuyo extremo está en un tintero, y el otro extremo es más bajo y está enfrente de una cinta en movimiento. A medida que la tinta se deposita en la cinta, se extrae más tinta del tanque de tinta.

Parada final

Y esa es una broma divertida a través de algunos circuitos electromecánicos antiguos. Nos encantaría escuchar algunos de sus electromecanismos favoritos, o electroanacronismos, y especialmente algunos que usted ha reproducido o inventado.

• MacSimsky dice:

  Ah, mirando a mi izquierda, hay un convertidor mecánico serie-paralelo y vv a la manera de un teletipo ASR33 y mirando a la derecha hay un programa Flexowriter con una gran pila de relés para cambiar el comportamiento de la máquina.

  • Cólera nano dice:

    A la izquierda hay una ventana y a la derecha una pared.

    • Umbumbólogo dice:

      Y nace el meme.

  • Ingenuo de patas azules dice:

    Izquierda: mi hombre. Antes: el hombre como mi hombre podía oler.

  • Dave Davidson dice:

    A mi izquierda está Bed, buenas noches!

• Chris Knight dice:

  Las máquinas de volteo electromecánicas son hermosas: sin resistencias, sin condensadores, sin transistores / diodos ... Solo bobinas e interruptores (y muchos relés, por supuesto solo bobinas e interruptores). Eche un vistazo a los diagramas durante unos minutos y comprenderá cómo funciona el juego (una pelota golpea un interruptor que activa un circuito de puntos, que activa un cambio en el carrete de puntuación / anillos / etc. y vuelve a cambiar a la animación) los esquemas del circuito "principal" en ipdb.org, por ejemplo, para la máquina que tengo:

  http://www.ipdb.org/machine.cgi?id=935

  • Martín dice:

    ¿Realmente no hay resistencias para reducir el desgaste de los contactos (arqueamiento)? Conozco una disposición de dos carretes para los brazos del pinball, donde una bobina bastante fuerte lo tira y las bobinas más débiles lo sostienen. Era una máquina de pinball electrónica, pero la bobina fuerte se apagaba por contacto de la hoja tan pronto como el brazo alcanzaba su posición final. Uno de estos era muy fuerte y miró más de cerca que su combinación de RC paralelo tenía una articulación de laúd rota.

• Dan dice:

  Lo coherente es, en cierto sentido, el antepasado de la autohistoria moderna.

  • Ingeniero de Backwoods dice:

    ¿En qué manera? El "cuarto" componente eléctrico (memristor) era desconocido cuando se creó la coherencia. Si la memoria (heh) es útil, los sensores de memoria se relacionan con la carga eléctrica y el flujo magnético, pero los coherentes son más como memorias de cambio de fase, ya que hay cambios físicos que ocurren a partir de la corriente de RF que fluye a través de ellos, lo que resulta en una menor resistencia continua.

  • DV82XL dice:

    Ambos hacen buenos comentarios, pero Dan tiene razón: es un pariente muy lejano.

• John dice:

  Mmm, un vago recuerdo de una caja de 3 pulgadas de largo y 1,5 pulgadas de diámetro que era un oscilador posiblemente en los radios de válvulas automáticas y otras cosas de válvulas. Ni siquiera recuerda cómo se llamaba ahora, tal vez un inversor. Si recuerdo que fallaron muchos.

  • Ren dice:

    Un vibrador, produjo una "onda cuadrada" de corriente continua de 6 voltios. La onda cuadrada se introdujo en un transformador intensificador, que proporcionó un voltaje plano para los tubos (válvulas). Creo que un tubo rectificador (válvula) transformó el HV en DC nuevamente.
    Reemplacé uno en un Studebaker de punta de bala hace unos 20 años ...

    • Ren dice:

      Aquí hay un enlace a un diagrama, el vibrador está en la esquina inferior derecha, al alimentar un transformador de golpe central creó una onda cuadrada de 12 voltios.
      El tubo rectificador 0Z4 utilizó gas ionizado para ajustar el transformador.
      Como indica el 0 en el nombre del tubo / válvula, no tenía un filamento calefactor.

      • Ren dice:

        Doh!
        http://www.rfcafe.com/references/radio-news/images/1957-auto-radio-chevrolet-schematic-apr-1957-radio-tv-news-3.jpg

    • Ren dice:

      Como puede ver en el diagrama, también se usó un vibrador cuando los automóviles se convirtieron a baterías de 12 voltios.

      • Martín dice:

        Porque para un tubo estándar ambos voltajes de batería son muy bajos como voltajes planos.

        • Dueto dice:

          hay algunos tubos de muy bajo voltaje llamados tubos de carga espacial o algo así,
          estos tendrían una rejilla adicional para crear un sesgo directo que ampliaría el campo de electrones alrededor del cátodo.

          http://www.junkbox.com/electronics/lowvoltagetubes.shtml

        • DV82XL dice:

          Bueno, en lo que respecta a los nuvistores, una especie de tubo de electrones fabricado por RCA desde 1959 que era de bajo voltaje, baja potencia y pequeño. Anteriormente también existían los llamados tubos de bellota, que tampoco necesitaban una gran B +.

      • Ren dice:

        DV82XL,
        IIRC, Los tubos Acorn eran para altas frecuencias, tenían los conductores de los elementos internos saliendo directamente del lado del tubo / válvula para acortar su longitud y espaciar los conductores más separados entre sí.

        • Ren dice:

          Aquí está la wiki ...
          https://en.wikipedia.org/wiki/Acorn_tube

        • DV82XL dice:

          También había nuvistores, pero nada le impedía usarlos en frecuencias más bajas, el punto aquí era que eran dispositivos de bajo voltaje.

  • Al Williams dice:

    https://la-tecnologia.com/2016/07/04/retrotechtacular-dc-to-dc-conversion-by-vibrator/

    • Ren dice:

      ¡Gracias!

• Marcos dice:

  no se olvide de las máquinas de pinball: árboles de decisión de árbol de levas basados ​​en eventos con calculadoras de décadas

• Facturas dice:

  El entrenador de computadora de relevo Simon construido con relevadores y un dial giratorio de un teléfono de escritorio, destinado a ayudar a capacitar a los estudiantes en las escuelas que no podían pagar una computadora real.