Comment enregistrer rapidement la sortie de votre ordinateur analogique de trois millions de dollars dans les années 1940, alors que les résultats ne sont disponibles que sur des compteurs analogiques? L’équipe responsable de la calculatrice de réseau AC Westinghouse 1947 chez Georgia Tech a été confrontée à ce problème et a proposé une solution astucieuse: pirater le panneau de commande et câbler dans une table à dessin spéciale.

Qu’Est-ce que c’est?

Quelle est cette bête d’ordinateur? Les machines de ce type ont été développées pendant et après la Seconde Guerre mondiale et appartiennent à proprement parler à la catégorie des modèles réduits plutôt que des vrais ordinateurs. Bien que ces machines soient très flexibles, elles étaient principalement conçues pour simuler des réseaux de distribution d’énergie. Il y a beaucoup de théorie sous le capot, mais fondamentalement, un système de distribution multiphase dans le monde réel serait mis à l’échelle en monophasé à 400 Hz pour la modélisation.

Les ingénieurs «programmeraient» la machine en connectant ensemble les éléments de circuit appropriés (comme les condensateurs, les inducteurs, les lignes de transmission, les générateurs, etc.) sur de grands panneaux de brassage. Ainsi programmé, un moteur-générateur de 10 kW situé au sous-sol serait mis en marche et la simulation était en cours.

Diagramme

Travail à temps partiel

Au début des années 80, mon premier travail à l’université était de mettre en marche une de ces machines. Il avait été acheté par Georgia Power et donné à Georgia Tech en 1947, où il avait bénéficié d’un service plus ou moins continu pendant plusieurs décennies. Il avait ensuite été utilisé comme outil pédagogique pendant un certain temps et avait été déplacé dans plusieurs endroits. Au moment de mon implication, il était inutilisé et en mauvais état.

Étonnamment, ce n’était pas si difficile à réparer. Le câblage des panneaux de brassage devait être remplacé, car l’isolation était fragile et fissurée. Des décennies de saleté ont été éliminées des interrupteurs et des contacts de tous les éléments du circuit. Pendant plusieurs semestres, cette pièce calme au sous-sol a été mon refuge quand j’avais besoin de silence pour étudier et lire, me divertissant parfois en la déclenchant pour résoudre des problèmes aléatoires de réseau AC de mon manuel.

Opération

Une fois que le groupe électrogène du moteur a tourné à la fréquence et stabilisé, vous pouvez surveiller le réseau simulé en connectant les circuits de mesure dans la console de l’opérateur à l’un des éléments du circuit. Vous avez fait cela en appuyant sur l’indicateur de référence dans un clavier qui ressemblait à une machine à additionner mécanique à l’ancienne (c’était probablement le cas). Presque instantanément, le courant, la tension et la puissance de l’élément seraient affichés. Ces quantités étant complexes, la magnitude et la phase étaient présentées sur les compteurs.

Détail du panneau de commande

Les opérateurs obtiendraient les résultats de la simulation en parcourant tous les éléments de circuit souhaités. Après chaque mesure, ils faisaient une pause, enregistraient les nombres dans un cahier et passaient à l’élément suivant.

Fait intéressant, tout ce processus était essentiellement un gros circuit passif sans aucun composant actif. Bien sûr, il y avait des relais pour les connexions des compteurs, et bien sûr le moteur-générateur fournissait de l’énergie pour les sources de tension. En dehors de cela, lire la sortie de la console équivalait à demander à un technicien de transporter des compteurs de test autour de chaque circuit et de sonder les points à la main. Il y avait une exception, l’un des compteurs était entraîné par un petit amplificateur à tube à vide. Mais il n’a été utilisé que pour un type de mesure, je pense que c’était VARS. Même avec l’amplificateur éteint, la machine était complètement fonctionnelle et très utile.

Nous pouvons faire mieux

L’équipe a décidé de modifier le calculateur afin que les résultats soient plus faciles à enregistrer et à interpréter par les ingénieurs. Leur approche était d’écrire les réponses directement sur les schémas, aidés par l’installation d’une table à dessin spéciale à côté de la console principale de l’opérateur.

Enregistrement des résultats de simulation

Le plateau de cette table à dessin ne ressemblait à aucun autre que vous avez vu. Il s’est soulevé comme le capot d’une voiture, avec un support de support. Le plateau de la table était principalement en métal, avec un matériau translucide stratifié sur le dessus pour fournir une surface d’écriture lisse. La plaque métallique était perforée de petits trous dans un motif de grille régulier, accessible par le bas. Si vous l’examinez de près, vous remarquerez que la plaque entière était reliée à la terre par une sangle tressée flexible.

À l’intérieur de la table, il y avait un panneau avec une grille de centaines de prises à pointe d’épingle bien étiquetées. Il y avait une prise à broche pour chacun des éléments du circuit – C1 à C99, L1 à L99, etc. Les ingénieurs ont creusé dans le clavier de la console principale et ont tapé dans les signaux logiques appropriés. Ceux-ci ont été acheminés vers de nouveaux circuits de relais à l’intérieur de la table, et finalement vers le grand panneau de prises à pointe d’épingle. Chacun de ces circuits serait alimenté en fonction de l’élément de circuit que l’opérateur a engagé pour le comptage.

Il y avait aussi un gros fouillis de fils de cavalier à un seul conducteur lâches à l’intérieur de la table. Chaque fil de liaison avait une fiche à pointe d’épingle à une extrémité et une petite ampoule à l’autre. Ces ampoules, la base à bride médiane T-1 3/4, si je me souviens bien, pourraient être doucement poussées dans l’un des trous sous la table, mettant ainsi à la terre un côté du filament. La fiche à pointe de broche sur le fil de raccordement serait branchée dans n’importe quelle prise souhaitée sur le panneau, complétant le circuit à l’autre extrémité du filament.

Rendu CAO de la table de dessin

Obtenir la sortie de la simulation maintenant nécessiterait une nouvelle procédure de configuration. Non seulement le circuit lui-même devait être «patché», mais les ampoules de l’indicateur devaient être connectées. Une page schématique a été enregistrée sur le tableau à dessin. Ensuite, des dizaines de ces ampoules avec des fils de liaison ont été mises en place. Chaque ampoule serait montée dans le trou sous l’élément correspondant sur le schéma. Ensuite, le fil serait branché dans la prise correspondante sur le panneau. Par exemple, l’ampoule branchée dans la table sous le condensateur C16 serait branchée sur la prise de pointe C16 sur le panneau de brassage, et ainsi de suite.

Une fois le nid de fils de ce rat connecté, le plateau de la table était fermé et utilisé comme une table à dessin ordinaire. L’analyseur de réseau commence à fonctionner et un opérateur (au niveau de la console) parcourt chacun des différents éléments d’intérêt, en appelant les valeurs des compteurs. Un deuxième opérateur, à la table de dessin juste à côté de la console, inscrirait les résultats directement sur le schéma, guidé par le spot lumineux apparaissant sous chaque élément tel qu’il était sélectionné par l’opérateur. Avec le recul, cela me rappelle un précurseur grossier des simulateurs GUI SPICE modernes, où vous passez la souris ou cliquez sur un élément de circuit pour voir ces valeurs «mesurées».

Anciens schémas

J’ai trouvé un dessin schématique du circuit de sélection de compteur à partir d’un brevet déposé en 1940. Je l’ai trouvé très intéressant, ne serait-ce qu’en raison de la symbologie et du style différents des schémas actuels. Vous ne voyez pas une telle masse de relais très souvent ces jours-ci, mais si vous l’étudiez brièvement, vous pouvez comprendre l’essentiel du circuit. Il s’agit essentiellement d’un bus d’adresse à 24 chiffres décimaux, avec des unités et des dizaines. Ce que serait la place des centaines se compose de seulement quatre fils au lieu de dix. Ceux-ci sont utilisés pour sélectionner la catégorie d’élément de circuit, comme l’alimentation, le condensateur, etc. Le clavier pilote le bus d’adresse et le bouton RESET libère les «pilotes».

Schéma de sélection du compteur

En fouillant un jour dans les tiroirs du bureau, des amis et moi avons trouvé un vieil article sur Herbert Peters, un ingénieur coloré de Westinghouse qui a été transféré à Georgia Tech avec l’analyseur de réseau et a fini par vivre à Atlanta pour le reste de sa vie. M. Peters semblait être la quintessence d’un ingénieur dur et de la vieille école. Nous pourrions l’imaginer dans nos esprits, arborant ce nœud papillon, penché au-dessus de l’ordinateur, plongé dans ses pensées, balayant distraitement la cendre de cigarette occasionnelle qui tomberait sur la console.

Herb Peters au travail

Même si je ne l’ai jamais rencontré, j’ai entendu dire qu’il était revenu consulter sur un projet après avoir obtenu mon diplôme. Il a rencontré un amplificateur à transistor sur lequel j’avais travaillé pendant des mois pour remplacer l’ancien ampli à lampe à vide cassé. Avec à peine une seconde pensée, il a jeté mon châssis dans la poubelle et a procédé à la réparation de l’amplificateur à tube en moins d’une heure. En conséquence, la conception de circuits amplificateurs à transistors me donne une pause à ce jour.

Peu de temps après avoir obtenu mon diplôme en 1985, j’ai entendu dire que la moitié de l’analyseur de réseau avait été jetée pour gagner de la place. Le noyau de base a été préservé – seul le nombre d’éléments du circuit a été réduit de moitié. Il y a quelques années, même cette moitié restante a finalement été dépassée. Aujourd’hui, il ne reste plus que des photos décolorées, un groupe électrogène de 10 kW au sous-sol et les bons souvenirs de ceux qui ont autrefois utilisé cette majestueuse machine.


Je tiens à remercier le Dr Roger Webb, le professeur qui m’a engagé pour travailler sur cette machine il y a tant d’années. Il a partagé ses souvenirs avec moi après avoir découvert que ses archives sur le Network Analyzer avaient été abandonnées par l’université il y a quelques années.

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