Pimping My Variac Autotransformer (En realidad, es un Philmore)

Parecía una buena idea en ese momento.

Hace tiempo que quería un autotransformador para el trabajo de resolución de problemas electrónicos. Los autotransformadores son transformadores variables que le permiten aumentar lentamente el voltaje de CA en un equipo bajo prueba. Tuve un transformador variable Radio Shack/Micronta durante décadas, pero no sobrevivió a mi mudanza a California durante el auge de las puntocom y la caída posterior. He esperado casi 20 años para reemplazarlo. Recientemente, vi un autotransformador económico en la tienda eBay de Cogwell. Cogwell es un distribuidor local de equipos usados ​​que frecuento cuando siento la necesidad de satisfacer un antojo de equipos. La tienda en línea de Cogwell ofreció un autotransformador Philmore 48-1205 de 500VA por $35. Muchos distribuidores venden copias nuevas por $70 o más.

Saqué los 3.5 Alexander Hamilton y me subí a mi auto para recoger mi premio. Los autotransformadores están hechos de hierro sólido. Son tontos pesados ​​y, por lo tanto, cuesta mucho enviarlos, por lo que la recolección local de artículos tan pesados ​​me ahorra casi lo suficiente como para comprar otra pieza de equipo de prueba usado en el futuro. Dulce.

Las modestas oficinas de Cogwell se encuentran en un pequeño parque industrial que se encuentra directamente frente a Mission College Boulevard desde el imponente cuartel general intergaláctico de Intel en Santa Clara. Interesante contraste. Cuando recogí el Philmore en Cogwell, pude ver que el autotransformador realmente era nuevo en la caja. (Consulte la Figura 1.)

Figura 1: El autotransformador Philmore estándar parecía pedir algunas mejoras. (Crédito de la imagen: Steve Leibson)

Funcionó bien cuando lo llevé a casa, así que realmente no puedo decirles por qué pronto comencé a pensar en modificarlo. Tenemos muchos autos sintonizadores aquí en Silicon Valley, pero ¿autotransformadores sintonizadores?

Culpo a Brad el guitólogo.

Brad Linzy, también conocido como "El guitólogo", repara guitarras y amplificadores de guitarra, graba videos sobre su trabajo para su canal de YouTube y vive en Louisville, Kentucky. Ahí es donde nací y crecí, así que paso mucho tiempo viendo a Brad mientras habla y repara amplificadores de guitarra antiguos basados ​​en válvulas. Realmente no me importan las guitarras o los amplificadores de guitarra, pero ver a Brad describir, solucionar problemas y arreglar viejos amplificadores de válvulas me fascina. Debo admitir que me encanta escuchar su auténtico acento de Louisville. (Oficialmente, solo hay dos sílabas en el nombre de mi ciudad natal: "Lou" y "Vull". Brad lo dice bien, por supuesto).

Brad the Guitologist trabaja en un equipo realmente crujiente. La mayoría de los amplificadores de guitarra que repara se fabricaron en los años 50 o 60. Son tan viejos que los condensadores electrolíticos suelen ser sospechosos. Incluso algunos de los condensadores no electrolíticos, en particular los infames Sprague Bumblebees, se han estropeado. Nunca había oído hablar de Bumblebees antes de ver a Brad. Aparentemente, son legendarios entre los audiófilos y los músicos.

Evitar detonaciones electrolíticas

Trabajar con equipo basado en tubos significa que Brad the Guitologist realmente necesita un autotransformador para traer estas reliquias lentamente para no sobreexcitar sus condensadores decrépitos y hacer que detonen. Los viejos electrolíticos disfrutan de la oportunidad de explotar cuando de repente se energizan después de años o décadas de sueño. Es casi como si estuvieran dormidos durante años, soñando con salir con una explosión final.

¿Brad the Guitologist usa un autotransformador Variac de marca? Dios no. Tiene un Philmore en su banco lleno de gente. Brad ha injertado un medidor digital en la parte superior de su Philmore que muestra el voltaje, la corriente y la potencia de salida. Quería eso y quería ser Brad mejor. Quería un aspecto más original de fábrica.

Examinando eBay, encontré un medidor de panel compacto y elegante con pantallas duales que mostraban voltios y amperios de CA. Detecta la corriente mediante un núcleo inductivo conectado al medidor mediante un cable de dos hilos. El kit completo, incluido el sensor inductivo, cuesta $ 4,05, pospago desde China. (¿Cómo hacen eso? Solo mantente atento, amable lector).

Debido a que estaba planeando hacer una cirugía dentro del Philmore de todos modos, decidí agregar algunos conectores para poder quitar fácilmente el panel frontal. El Philmore está diseñado en dos piezas, ambas revestidas en acero. La pieza cilíndrica trasera contiene el gran autotransformador. Una gran perilla de ajuste para establecer el voltaje de salida del autotransformador se encuentra en la parte superior del cilindro. La parte delantera de la unidad es una caja de acero rectangular que se atornilla a la parte delantera del cilindro con dos tornillos negros M2.5 muy largos. La caja contiene el cable de alimentación, el interruptor de encendido iluminado, un portafusibles diminuto, un enchufe de 3 pines para la potencia de salida y un pequeño medidor analógico que muestra el voltaje de salida. Las dos mitades, el cilindro y la caja, están unidas eléctricamente por solo tres cables, soldados a ambas partes durante el ensamblaje final. Los tres cables se conectan al lado alto, al lado bajo y al limpiador del autotransformador.

Este autotransformador está diseñado para un bajo costo de fabricación, no para un fácil mantenimiento, por lo que decidí que agregar conectores entre las dos mitades haría que mis actualizaciones fueran más fáciles de agregar. Compré conectores en una tienda de electrónica local para conectar los tres cables que van entre el autotransformador y el panel frontal. Resulta que los compré tres veces, en tres tiendas locales.

Uno, dos, tres veces un conector

La primera vez, compré un conjunto de conectores de acoplamiento de 4 pines de Anchor Electronics, uno de los pocos puntos de venta de productos electrónicos sobrantes que quedan aquí en Silicon Valley. Sin embargo, no me importaba ese conector. No parecía lo suficientemente robusto, así que luego fui a Fry's (una cadena local de productos electrónicos con una larga historia en Silicon Valley) y compré un conjunto de conectores preengarzados de 4 pines comúnmente conocidos como conectores AMP Mate-N-Lok) . Estos conectores comunes se utilizaron para llevar alimentación a discos duros y disquetes de 5,25 pulgadas en las décadas de 1970 y 1980.

Los conectores que compré en Fry's fueron una gran decepción. No se aparearon bien en absoluto. Las clavijas estaban mal engarzadas y los conectores eran demasiado grandes para el volumen cada vez menor dentro del Philmore, así que regresé a Anchor Electronics y compré cuatro juegos de conectores de una sola clavija en un par de bolsas de plástico. Cuestan un dólar por bolsa.

Cuando regresé a casa, abrí las bolsas y saqué las carcasas de los conectores, me quedé en shock. ¡Reconocí estos conectores de un solo pin! Eran un diseño Molex obsoleto. La última vez que usé estos conectores en particular fue en 1970. Los perforé y los reutilicé como conectores de fibra óptica para el cable de fibra óptica de plástico Dupont Crofon que compré en Poly Paks. Hice esto para un proyecto de feria de ciencias cuando estaba en el último año de la escuela secundaria. El proyecto era un sistema de comunicaciones digitales que usaba RTL (que era la abreviatura de "Lógica de resistencia-transistor" en ese entonces, no el "Nivel de transferencia de registro" de hoy en día), LED infrarrojos, fototransistores y fibra óptica de plástico en un crudo paralelo a- sistema de comunicaciones serie a paralelo. ¡Eso fue hace 49 años!

El pequeño voltímetro analógico del autotransformador Philmore es útil, pero su resolución es de solo 5 voltios por división. No estoy seguro de por qué sentí que necesitaba más resolución para el voltaje de salida del autotransformador, pero sospecho que el culpable fue más pasión por los equipos, estimulado por otro YouTuber llamado Shahriar Shahramian, que crea videos para su canal de YouTube llamado "The Signal Path". ." Shahramian desmonta y repara equipos de alta gama, en su mayoría equipos de prueba de microondas y RF, por diversión. El trabajo diario de Shahramanian es "Jefe de departamento, Investigación ASIC de ondas milimétricas - Laboratorios Bell", según su perfil de LinkedIn.

Mientras veía los videos de Shahramian en su canal de YouTube durante los últimos dos años, una pared de equipos de prueba ha crecido en su banco en el fondo mientras compra, diagnostica y repara equipos de prueba rotos en la cámara. Utiliza el equipo de prueba reparado para arreglar aún más equipo en un ciclo virtuoso. La colección de pruebas de Shahramian incluye un transformador variable aislado Sencore PR570 reparado, que combina un transformador de aislamiento con un autotransformador. El Sencore tiene medidores digitales de voltaje y corriente. Quería eso para mi transformador Philmore económico. Obviamente, necesitaba capacidades para rivalizar con Shahramian. (No realmente. No arreglo regularmente analizadores de red, analizadores de espectro y otros equipos de microondas exóticos).

Poco a poco, durante casi tres meses, recolecté piezas para mi proyecto. Me di cuenta de que el tomacorriente de tres clavijas original de Philmore se veía incompleto, así que ordené un tomacorriente de marca Leviton AC de Amazon Prime. Parecía un reemplazo directo. (No lo fue, pero más sobre eso más adelante).

Finalmente, mi medidor de panel chino llegó por correo. Necesitaba perforar un orificio de 22 mm en el panel frontal del Philmore para acomodar el medidor digital, pero en su lugar decidí agrandar el orificio existente que actualmente ocupa el portafusibles para aceptar el medidor del panel. Una broca de 22 mm es bastante grande. Es más grande y más exótico que lo que tenía en mi cuarto de herramientas, así que fui a visitar Harbor Freight para comprar un taladro escalonado. Algunos YouTubers llaman a estas brocas de "árbol de Navidad" porque parecen pequeños árboles de Navidad dorados.

Pegamento caliente versus alivio de tensión

Planeé mover el portafusibles del Philmore hasta el orificio del panel frontal que actualmente usa el cable de alimentación, y luego movería el cable de alimentación a un nuevo orificio en el costado de la sección rectangular del Philmore. Necesitaba mover el cable de alimentación porque el panel frontal de Philmore se estaba llenando demasiado con el medidor de panel agregado. Además, planeé colocar un alivio de tensión real en el cable de alimentación en lugar de la arandela de goma original (que se muestra en la Figura 1) retenida en el interior con un pequeño charco de pegamento caliente. Los cables de alimentación con pegamento caliente no me llenan de confianza por alguna razón.

Después de meses de preparación y varias compras en la tienda y en línea, estaba lista para la cirugía. El primer paso fue instalar los conectores Molex. Engarcé los pines, arruinando solo uno con mi herramienta de crimpado en el proceso. Afortunadamente, había comprado cuatro, así que tenía uno de repuesto. Estos conectores funcionaron muy bien para mis propósitos. Podrían haber sido mi tercera opción, y pueden tener medio siglo de antigüedad, pero fueron una buena elección.

A continuación, quité el portafusibles y el cable de alimentación y luego pegué con cinta adhesiva el resto de los componentes electrónicos para proteger el interruptor basculante y el medidor analógico del panel de fragmentos de metal que salían volando mientras ampliaba los agujeros existentes con la broca del árbol de Navidad y perforaba el nuevo. en el lateral para el cable de alimentación. Tuve que sacar un poco de pegamento caliente de alrededor del portafusibles y el cable de alimentación con un cuchillo y un destornillador. Quien haya ensamblado mi transformador, realmente no quería que ninguna pieza se soltara y fue generoso con el pegamento caliente. Aunque el taladro escalonado requirió un poco de aceite de corte y un poco de esfuerzo para atravesar el panel frontal de acero, finalmente obtuve los agujeros que quería y saqué sangre solo una vez, cuando un fragmento de acero me gustó en la punta de mi dedo índice izquierdo.

Decidí no reemplazar la toma de corriente de 3 pines de Philmore. También estaba sumergido en un charco de pegamento caliente endurecido, y realmente no quería soltarlo a menos que fuera absolutamente necesario. Ese pegamento es pegajoso y tenaz. El enchufe de Leviton tendría que esperar para ser utilizado. Da la casualidad de que no esperó mucho.

El sensor inductivo para el amperímetro digital de China encaja en el espacio disponible entre la salida de 3 cables original de Philmore y el medidor analógico, así que lo pegué en su lugar. No iba a ninguna parte. Alguna vez. A medida que añadí los conectores y el medidor de panel digital, comencé a quedarme sin espacio. El volumen disponible en la caja rectangular era engañosamente pequeño. Se ve grande desde el frente y los lados, pero falta la mitad del volumen percibido porque al volumen rectangular le falta un gran trozo cilíndrico en la parte trasera para encajar perfectamente contra la pared redonda de la carcasa cilíndrica del transformador.

No fumar. Sin chispas. Ninguna energía.

Finalmente, abroché el transformador y lo encendí. No fumar. Sin chispas. El interruptor de encendido iluminado se encendió. El medidor del panel estaba oscuro, pero el voltaje de salida del autotransformador estaba en cero, por lo que el medidor aún no estaba recibiendo energía. Hasta ahora, todo bien.

A medida que aumentaba lentamente el voltaje desde cero, la aguja del medidor analógico subió y el nuevo voltímetro digital se iluminó y comenzó a mostrar el voltaje de salida a aproximadamente 16 voltios. El amperímetro marcaba cero, pero no pensé nada al respecto porque no había ninguna carga conectada. Parecía que iba a ser un ganador.

Perdón por mi arrogancia.

Mi siguiente paso fue intentar que el amperímetro diera una lectura distinta de cero. Para hacer eso, necesitaba enchufar una carga. Probé un práctico cargador de cepillo de dientes eléctrico en mi banco. sin lectura Supuse que la carga era demasiado pequeña. El amperímetro solo lee hasta 100 mA. Así que agarré una lámpara de mesa de 100 vatios y la conecté al Philmore. El amperímetro aún indicaba cero, pero ahora había una nueva arruga: la lámpara de mesa no se encendía. Sin embargo, el voltímetro recién instalado marcaba 124 voltios en la salida de CA del Philmore, así que "sabía" que el transformador estaba suministrando energía.

Un poco de trabajo con un voltímetro de mano y descubrí que la toma de corriente de 3 pines de Philmore, la que me había parecido incompleta, estaba incompleta. Había funcionado bien antes de mi trabajo de soldadura para instalar el nuevo voltímetro digital, pero el calor de la soldadura aparentemente había derretido lo suficiente la carcasa de plástico del conector que rodeaba las clavijas eléctricas del enchufe, lo suficiente como para desactivar el enchufe. Hora de instalar el Leviton.

Eso significaba que tenía que desoldar todo lo que había hecho y luego cortar el charco de pegamento caliente que rodeaba el enchufe. Finalmente conseguí liberar el enchufe de CA después de cortar sus alas (lengüetas de sujeción) con un par de cortadores diagonales. El orificio en forma de cruz que quedaba era demasiado pequeño para el enchufe de reemplazo de Leviton. Un poco de corte de metal con una herramienta para mordisquear y el nuevo zócalo encaja muy bien. (Casualmente, esa herramienta para mordisquear también se remonta a mi proyecto de la feria de ciencias de 1970).

Pegué con pegamento caliente el tomacorriente de Leviton en su lugar y luego intenté volver a soldar todo junto. Sin embargo, el enchufe de CA de Leviton tenía cables engarzados, cables realmente pesados, en lugar de terminales de soldadura como el enchufe de salida original. Estos cables pesados ​​necesitaban aún más espacio dentro de la caja rectangular y necesitaba un nuevo esquema de cableado.

Decidí sacar una tira de terminales de mi escondite de piezas. Compré una bolsa de cinco tiras de Radio Shack cuando todas sus tiendas colapsaron en 2017. Era una tira de 5 terminales, y era un poco demasiado grande para caber en el volumen que desaparecía rápidamente dentro del frente rectangular de Philmore. -caja de paneles. (Consulte "La Radio Shack en el fin del universo" para obtener más información sobre las tiendas cerradas de Radio Shack).

El cableado punto a punto con regletas de terminales es un verdadero trabajo heredado, pero es algo que Brad the Guitologist hace todo el tiempo en su canal de YouTube mientras repara amplificadores de guitarra antiguos que son anteriores a las placas de circuito impreso. Un poco de búsqueda en Google sugirió que se ha vuelto bastante difícil comprar el tipo correcto de regleta de terminales hoy en día si lo necesita rápidamente.

Las opciones son algo limitadas. Sin Amazon Prime al rescate. Estos componentes electrónicos, como tantos otros, ahora deben venir directamente de China. Impaciente en este punto, recorté dos de los cinco terminales de la regleta de terminales de Radio Shack, doblé una tercera terminal que estaba unida a la lengüeta de montaje de la regleta, monté la regleta en la parte posterior del enchufe de Leviton con un tornillo de puesta a tierra convenientemente colocado , y estaba listo para soldar todo de nuevo.

Un último viaje

Sin embargo, primero tuve que hacer un viaje rápido a Excess Solutions, otra tienda local de excedentes de productos electrónicos al sur del centro de San José, para recoger algunas lengüetas de crimpado, porque los cables pesados ​​del enchufe de Leviton no cabían en los orificios de la regleta de terminales. . Excess Solutions se parece un poco al almacén utilizado para almacenar el Arca de la Alianza al final de la primera película de Indiana Jones. Es una caverna vasta y oscura llena de filas y filas de estantes metálicos que contienen millones de piezas electrónicas fabricadas durante el último medio siglo, todo cubierto con finas capas de polvo.

Los precios de Excess Solutions son fantásticos. Gasté $2.25 en piezas, incluido un amplio suministro de clavijas de engarce y algunos bordes de nailon para volver a armar, más $3 en seis baterías AA NiMH de 2300 mAh nuevas. Las baterías son para un futuro proyecto de reparación.

Finalmente, regresé a casa y soldé todo de nuevo. Los pines de engaste de Excess Solutions estaban tan agrietados y corroídos que no se soldaban bien incluso con fundente extra de un bolígrafo de fundente. La próxima vez, sabré lo suficiente como para lijarlos un poco antes de intentar soldarlos.

En el segundo momento de la verdad, todo salió bien excepto el amperímetro. Sin chispas. No fumar. Esta vez, había energía en el enchufe. Sin embargo, el amperímetro aún indicaba cero. Al menos el paciente sobrevivió. Yo no lo había matado. El resultado externo aparece en la Figura 2.

Figura 2. Compare la apariencia del autotransformador Philmore modificado con la imagen estándar en el cuadro de la Figura 1 para ver las modificaciones externas que hice. (Crédito de la imagen: Steve Leibson)

Como proyecto de pasatiempo, este esfuerzo de una semana proporcionó una gran diversión. Tengo un autotransformador de $ 35 muy mejorado, después de gastar al menos el doble de esa cantidad en piezas de actualización y herramientas nuevas. Como cuestión práctica, no recomendaría tomar este camino a nadie más. Compre un Sencore usado y que funcione si eso es lo que realmente quiere. Será más barato y más rápido.

Una última cosa que recomiendo: pruebe cualquier componente electrónico que obtenga de China antes de pegarlo en caliente de forma segura en un lugar estrecho. Créanme, esa es la voz de la experiencia hablando. Acabo de recibir noticias del proveedor en China. Se han ofrecido amablemente a enviarme otro medidor de panel. Cuando llegue, lo probaré antes de instalarlo. Te dejaré saber lo que sucede.