Pimping My Variac Autotransformer (En fait, c'est un Philmore)

Cela semblait être une si bonne idée à l'époque.

Je voulais un autotransformateur pour le travail de dépannage électronique depuis un moment. Les autotransformateurs sont des transformateurs variables qui vous permettent d'augmenter lentement la tension alternative sur une pièce d'équipement testée. J'ai possédé un transformateur variable Radio Shack / Micronta pendant des décennies, mais il n'a pas survécu à mon déménagement en Californie pendant le boom des dot-com et l'effondrement qui a suivi. J'ai attendu près de 20 ans pour le remplacer. Récemment, j'ai vu un autotransformateur bon marché dans la boutique eBay Cogwell. Cogwell est un marchand de matériel d'occasion local que je fréquente lorsque je ressens le besoin d'assouvir une envie de matériel. La boutique en ligne Cogwell proposait un autotransformateur Philmore 48-1205 de 500 VA pour 35 $. De nombreux concessionnaires vendent de nouvelles copies pour 70 $ ou plus.

J'ai cliqué sur le 3.5 Alexander Hamiltons et j'ai sauté dans ma voiture pour récupérer mon prix. Les autotransformateurs sont en fer massif. Ce sont des ventouses lourdes et coûtent donc cher à expédier, donc le ramassage local d'articles aussi lourds me permet d'économiser presque assez pour acheter un autre équipement de test usagé à l'avenir. Doux.

Les bureaux modestes de Cogwell se trouvent dans un petit parc industriel qui se trouve juste en face du boulevard Mission College depuis l'imposant siège intergalactique d'Intel à Santa Clara. Contraste intéressant. Lorsque j'ai récupéré le Philmore chez Cogwell, j'ai pu voir que l'autotransformateur était vraiment tout neuf dans la boîte. (Voir Figure 1.)

Figure 1 : L'autotransformateur Philmore d'origine semblait demander quelques mises à niveau. (Crédit image : Steve Leibson)

Cela fonctionnait bien quand je l'ai ramené à la maison, donc je ne peux vraiment pas vous dire pourquoi j'ai rapidement commencé à penser à le modifier. Nous avons beaucoup de voitures tuner ici dans la Silicon Valley, mais des autotransformateurs tuner ?

Je blâme Brad le guitarologue.

Brad Linzy, alias "The Guitologist", répare des guitares et des amplis de guitare, tourne des vidéos sur son travail pour sa chaîne YouTube et vit à Louisville, dans le Kentucky. C'est là que je suis né et que j'ai grandi, donc je passe beaucoup de temps à regarder Brad alors qu'il discute et répare des amplificateurs de guitare vintage à lampes. Je ne me soucie pas vraiment des guitares ou des amplis de guitare, mais regarder Brad décrire, dépanner et réparer de vieux amplificateurs à lampes me fascine. Je dois admettre que j'aime écouter son authentique traîneau de Louisville. (Officiellement, il n'y a que deux syllabes dans le nom de ma ville natale : "Lou" et "Vull". Brad a raison, bien sûr.)

Brad le guitologue travaille sur du matériel vraiment croustillant. La plupart des amplis de guitare qu'il répare ont été fabriqués dans les années 1950 ou 1960. Ils sont si vieux que les condensateurs électrolytiques sont généralement suspects. Même certains des condensateurs non électrolytiques, en particulier les tristement célèbres Sprague Bumblebees, ont mal tourné. Je n'avais jamais entendu parler de Bumblebees avant de regarder Brad. Apparemment, ils sont légendaires parmi les audiophiles et les musiciens.

Éviter les détonations électrolytiques

Travailler avec des équipements à base de tubes signifie que Brad le guitologue a vraiment besoin d'un autotransformateur pour faire monter lentement ces reliques afin de ne pas surexciter leurs condensateurs décrépits et de les faire exploser. Les anciens électrolytiques savourent la chance d'exploser lorsqu'ils sont soudainement alimentés après des années ou des décennies de sommeil. C'est presque comme s'ils dormaient depuis des années, rêvant de sortir avec un coup final.

Brad le guitologue utilise-t-il un autotransformateur Variac de marque ? Mon Dieu non. Il a un Philmore sur son banc bondé. Brad a greffé un compteur numérique sur son Philmore qui affiche la tension de sortie, le courant et la puissance. Je voulais ça et je voulais faire mieux à Brad. Je voulais un look plus stock d'usine.

En parcourant eBay, j'ai trouvé un indicateur de panneau compact et élégant avec deux affichages indiquant les volts et les ampères CA. Il détecte le courant à l'aide d'un noyau inductif relié par un câble à deux fils au compteur. L'ensemble du kit, y compris le capteur inductif, coûte 4,05 $, postpayé depuis la Chine. (Comment font-ils cela? Restez à l'écoute, gentil lecteur.)

Parce que je prévoyais de toute façon de faire une intervention chirurgicale à l'intérieur du Philmore, j'ai décidé d'ajouter des connecteurs afin de pouvoir facilement retirer le panneau avant. Le Philmore est conçu en deux pièces, toutes deux gainées d'acier. La pièce cylindrique arrière contient le grand autotransformateur. Un gros bouton de réglage pour régler la tension de sortie de l'autotransformateur se trouve sur le dessus du cylindre. La partie avant de l'unité est une boîte en acier rectangulaire qui se boulonne à l'avant du cylindre à l'aide de deux très longues vis noires M2.5. La boîte contient le cordon d'alimentation, un interrupteur d'alimentation éclairé, un tout petit porte-fusible, une prise à 3 broches pour la puissance de sortie et un petit compteur analogique qui affiche la tension de sortie. Les deux moitiés, le cylindre et la boîte, sont reliées électriquement par seulement trois fils, soudés aux deux parties lors de l'assemblage final. Les trois fils se connectent au côté haut, au côté bas et à l'essuie-glace de l'autotransformateur.

Cet autotransformateur est conçu pour un faible coût de fabrication, pas un entretien facile, j'ai donc décidé que l'ajout de connecteurs entre les deux moitiés faciliterait l'ajout de mes mises à niveau. J'ai acheté des connecteurs dans un magasin d'électronique local pour connecter les trois fils qui relient l'autotransformateur au panneau avant. Il s'avère que je les ai achetés trois fois, dans trois magasins locaux.

Un, deux, trois fois un connecteur

La première fois, j'ai acheté un ensemble de connecteurs d'accouplement à 4 broches d'Anchor Electronics, l'une des très rares prises électroniques excédentaires restantes ici dans la Silicon Valley. Cependant, je n'aimais pas ce connecteur. Cela n'avait pas l'air assez costaud, alors je suis ensuite allé chez Fry's (une chaîne d'électronique locale avec une longue histoire dans la Silicon Valley) et j'ai acheté un ensemble de connecteurs pré-sertis à 4 broches communément appelés connecteurs AMP Mate-N-Lok) . Ces connecteurs courants étaient utilisés pour alimenter les disquettes et les disques durs de 5,25 pouces dans les années 1970 et 1980.

Les connecteurs que j'ai achetés chez Fry's ont été une grosse déception. Ils ne se sont pas bien accouplés du tout. Les broches avaient été mal serties et les connecteurs étaient trop gros pour le volume décroissant à l'intérieur du Philmore. Je suis donc retourné chez Anchor Electronics et j'ai acheté quatre ensembles de connecteurs à une broche dans deux sacs en plastique. Ils coûtent un dollar par sac.

Quand je suis rentré chez moi, j'ai ouvert les sachets et sorti les coques des connecteurs, j'ai eu un choc. J'ai reconnu ces connecteurs unipolaires ! C'était une conception obsolète de Molex. La dernière fois que j'avais utilisé ces connecteurs particuliers, c'était en 1970. Je les avais percés et les avais réutilisés comme connecteurs à fibre optique pour le câble à fibre optique en plastique Dupont Crofon que j'avais acheté chez Poly Paks. Je l'avais fait pour un projet d'expo-sciences quand j'étais en terminale au lycée. Le projet était un système de communication numérique qui utilisait RTL (qui était l'abréviation de "Resistor-Transistor Logic" à l'époque, pas le "Register Transfer Level" d'aujourd'hui), des LED infrarouges, des phototransistors et des fibres optiques en plastique dans un brut parallèle-à- système de communication série-parallèle. C'était il y a 49 ans !

Le petit voltmètre analogique de l'autotransformateur Philmore est utilisable, mais sa résolution n'est que de 5 volts par division. Je ne sais pas pourquoi j'ai senti que j'avais besoin de plus de résolution pour la tension de sortie de l'autotransformateur, mais je soupçonne que le coupable était plus de désir d'équipement, stimulé par un autre YouTuber nommé Shahriar Shahramian, qui crée des vidéos pour sa chaîne YouTube appelée "The Signal Path ." Shahramian démonte et répare des équipements haut de gamme, principalement des équipements de test micro-ondes et RF, pour le plaisir. Le travail quotidien de Shahramanian est "Chef de département, recherche sur les ASIC à ondes millimétriques - Bell Laboratories", selon son profil LinkedIn.

Alors que j'ai regardé les vidéos de Shahramian sur sa chaîne YouTube au cours des deux dernières années, un mur de matériel de test s'est développé sur son banc en arrière-plan alors qu'il achète, diagnostique et répare le matériel de test cassé devant la caméra. Il utilise l'équipement de test réparé pour réparer encore plus d'équipement dans un cercle vertueux. La ménagerie de test de Shahramian comprend un transformateur variable isolé Sencore PR570 réparé, qui combine un transformateur d'isolement avec un autotransformateur. Le Sencore a des compteurs numériques de tension et de courant. Je voulais ça pour mon petit transfo Philmore. De toute évidence, j'avais besoin de capacités pour rivaliser avec Shahramian. (Pas vraiment. Je ne répare pas régulièrement les analyseurs de réseau, les analyseurs de spectre et autres équipements micro-ondes exotiques.)

Petit à petit, pendant près de trois mois, j'ai collecté des pièces pour mon projet. J'ai remarqué que la prise à trois broches d'origine du Philmore avait l'air sommaire, j'ai donc commandé une prise de courant alternatif Leviton de marque chez Amazon Prime. Cela ressemblait à un remplacement instantané. (Ce n'était pas le cas, mais nous en reparlerons plus tard.)

Finalement, mon compteur chinois est arrivé par la poste. J'avais besoin de percer un trou de 22 mm dans le panneau avant du Philmore pour accueillir le compteur numérique, mais j'ai plutôt décidé d'agrandir le trou existant actuellement occupé par le porte-fusible pour accepter le compteur de panneau. Un foret de 22 mm est plutôt gros. C'est plus grand et plus exotique que ce que j'avais dans mon coffre à outils, alors c'était parti pour visiter Harbor Freight pour acheter une perceuse étagée. Certains YouTubers appellent ces forets "sapin de Noël" parce qu'ils ressemblent à de petits sapins de Noël dorés.

Colle chaude contre décharge de traction

J'avais prévu de déplacer le porte-fusible du Philmore vers le trou du panneau avant actuellement utilisé par le cordon d'alimentation, puis je déplacerais le cordon d'alimentation vers un nouveau trou sur le côté de la section rectangulaire du Philmore. J'avais besoin de déplacer le cordon d'alimentation parce que le panneau avant du Philmore devenait trop encombré avec le compteur de panneau ajouté. De plus, j'avais prévu de mettre un véritable serre-câble sur le cordon d'alimentation au lieu de l'œillet en caoutchouc d'origine (illustré à la figure 1) retenu à l'intérieur avec une petite mare de colle chaude. Les cordons d'alimentation collés à chaud ne me remplissent pas de confiance pour une raison quelconque.

Après des mois de préparation et mes différents achats en boutique et en ligne, j'étais prête pour l'opération. La première étape consistait à installer les connecteurs Molex. J'ai serti les broches, en ruinant une seule avec mon outil de sertissage dans le processus. Heureusement, j'en avais acheté quatre donc j'en avais une de rechange. Ces connecteurs ont très bien fonctionné pour mes besoins. C'était peut-être mon troisième choix, et ils avaient peut-être un demi-siècle, mais c'était un bon choix.

Ensuite, j'ai retiré le porte-fusible et le cordon d'alimentation, puis j'ai scotché le reste de l'électronique pour protéger l'interrupteur à bascule et le compteur du panneau analogique des éclats de métal volants alors que j'agrandis les trous existants avec le foret d'arbre de Noël et foré le nouveau sur le côté pour le cordon d'alimentation. J'avais dû retirer un peu de colle chaude autour du porte-fusible et du cordon d'alimentation avec un couteau et un tournevis. Quiconque a assemblé mon transformateur, ils ne voulaient vraiment pas que des pièces se détachent et étaient généreux avec la colle chaude. Bien que la perceuse étagée ait nécessité de l'huile de coupe et un peu d'effort pour passer à travers le panneau avant en acier, j'ai finalement obtenu les trous que je voulais et n'ai prélevé du sang qu'une seule fois, lorsqu'un éclat d'acier a pris goût au bout de mon index gauche.

J'ai décidé de ne pas remplacer la prise de courant à 3 broches du Philmore. Lui aussi était immergé dans une mare de colle chaude durcie, et je ne voulais vraiment pas le détacher à moins que ce ne soit absolument nécessaire. Cette colle est collante et tenace. La prise Leviton devrait attendre d'être utilisée. En l'occurrence, cela n'a pas attendu longtemps.

Le capteur inductif pour l'ampèremètre numérique de Chine s'insère juste dans l'espace disponible entre la prise à 3 fils d'origine du Philmore et le compteur analogique, je l'ai donc collé à chaud en place. Ça n'allait nulle part. Jamais. Au fur et à mesure que j'ajoutais les connecteurs et l'indicateur de panneau numérique, j'ai commencé à manquer de place. Le volume disponible dans la boîte rectangulaire était trompeusement petit. Il a l'air grand de l'avant et des côtés, mais la moitié du volume perçu manque car le volume rectangulaire a un gros morceau cylindrique manquant à l'arrière pour s'adapter parfaitement contre la paroi ronde du boîtier cylindrique du transformateur.

Pas de fumée. Pas d'étincelles. Aucune puissance.

Enfin, j'ai branché le transformateur et je l'ai allumé. Pas de fumée. Pas d'étincelles. L'interrupteur d'alimentation lumineux s'est allumé. Le compteur du panneau était sombre, mais la tension de sortie de l'autotransformateur était réglée sur zéro, donc le compteur n'était pas encore alimenté. Jusqu'ici, tout va bien.

Alors que j'augmentais lentement la tension à partir de zéro, l'aiguille du compteur analogique a grimpé et le nouveau voltmètre numérique s'est allumé et a commencé à afficher la tension de sortie à environ 16 volts environ. L'ampèremètre indiquait zéro mais je n'y ai pas pensé car il n'y avait pas de charge branchée. Cela semblait être un gagnant.

Pardonnez mon orgueil.

Ma prochaine étape consistait à essayer de faire en sorte que l'ampèremètre lise autre chose que zéro. Pour ce faire, j'avais besoin de brancher une charge. J'ai essayé un chargeur de brosse à dents électrique pratique sur mon banc. Pas de lecture. J'ai pensé que la charge était trop petite. L'ampèremètre ne lit que jusqu'à 100 mA. J'ai donc pris une lampe de table de 100 watts et l'ai branchée sur le Philmore. L'ampèremètre affichait toujours zéro mais il y avait maintenant un nouveau pli : la lampe de table ne s'allumait pas. Cependant, le voltmètre nouvellement installé indiquait 124 volts sur la prise secteur du Philmore, donc je "savais" que le transformateur fournissait de l'énergie.

Un peu de travail avec un voltmètre portable et j'ai découvert que la prise de courant à 3 broches du Philmore, celle qui m'avait semblé sommaire, était sommaire. Cela avait bien fonctionné avant mon travail de soudure pour installer le nouveau voltmètre numérique, mais la chaleur de la soudure avait apparemment suffisamment fondu la coque du connecteur en plastique entourant les lames électriques de la prise, suffisamment pour désactiver la prise de courant. Il est temps d'installer le Leviton.

Cela signifiait que je devais dessouder tout ce que j'avais fait, puis me débarrasser de la piscine de colle chaude entourant la prise de courant. J'ai finalement libéré la prise secteur après avoir coupé ses ailes (languettes de retenue) avec une paire de pinces coupantes diagonales. Le trou en forme de croix qui restait était trop petit pour la douille de rechange Leviton. Un petit piratage de métal avec un outil de grignotage et la nouvelle prise s'adapte bien. (Par coïncidence, cet outil de grignotage remonte également à mon projet d'expo-sciences de 1970.)

J'ai collé à chaud la prise de courant Leviton en place, puis j'ai tenté de tout ressouder ensemble. Cependant, la prise CA Leviton avait des fils sertis - des fils très lourds - au lieu de bornes à souder comme la prise de courant d'origine. Ces fils lourds nécessitaient encore plus de place à l'intérieur de la boîte rectangulaire, et j'avais besoin d'un nouveau schéma de câblage.

J'ai décidé de creuser un bornier dans ma réserve de pièces. J'avais acheté un sac de cinq bandes de Radio Shack lorsque ses magasins ont tous fait faillite en 2017. C'était une bande à 5 bornes, et elle était juste un peu trop grande pour tenir dans le volume qui disparaissait rapidement à l'intérieur de la façade rectangulaire du Philmore. -panneau électrique. (Voir "The Radio Shack at the End of the Universe" pour plus d'informations sur les magasins fermés de Radio Shack.)

Le câblage point à point à l'aide de borniers est un véritable travail hérité, mais c'est quelque chose que Brad le guitologue fait tout le temps sur sa chaîne YouTube lorsqu'il répare des amplificateurs de guitare vintage qui sont antérieurs aux cartes de circuits imprimés. Une petite recherche sur Google a suggéré qu'il est devenu assez difficile d'acheter le bon type de bornier aujourd'hui si vous en avez besoin rapidement.

Les choix sont quelque peu limités. Pas d'Amazon Prime à la rescousse. Ces composants électroniques, comme tant d'autres, doivent désormais venir directement de Chine. Devenu impatient à ce stade, j'ai coupé deux des cinq bornes du bornier Radio Shack, plié sur une troisième borne qui était attachée à la patte de montage de la bande, monté la bande à l'arrière de la prise Leviton avec une vis de mise à la terre bien placée , et était prêt à tout souder ensemble.

Un dernier voyage

Cependant, j'ai d'abord dû faire un voyage rapide à Excess Solutions, un autre magasin de surplus d'électronique local juste au sud du centre-ville de San Jose, pour ramasser des cosses à sertir, car les fils lourds de la prise Leviton ne rentraient pas dans les trous du bornier . Excess Solutions ressemble un peu à l'entrepôt utilisé pour entreposer l'Arche d'Alliance à la fin du premier film d'Indiana Jones. C'est une vaste caverne sombre remplie de rangées d'étagères métalliques contenant des millions de pièces électroniques fabriquées au cours du dernier demi-siècle, toutes recouvertes de fines couches de poussière.

Les prix d'Excess Solutions sont excellents. J'ai dépensé 2,25 $ en pièces, y compris une grande quantité de broches à sertir et des bordures en nylon pour le remontage, plus 3 $ pour six nouvelles piles AA NiMH de 2300 mAh. Les batteries sont pour un futur projet de réparation.

Enfin, je suis rentré chez moi et j'ai tout ressoudé. Les broches à sertir d'Excess Solutions étaient si croustillantes et corrodées qu'elles ne se soudaient pas bien même avec le flux supplémentaire d'un stylo à flux. La prochaine fois, j'en saurai assez pour les poncer un peu avant d'essayer de les souder.

Au deuxième moment de vérité, tout s'est bien passé sauf l'ampèremètre. Pas d'étincelles. Pas de fumée. Cette fois, il y avait du courant dans la prise de courant. Cependant, l'ampèremètre indiquait toujours zéro. Au moins le patient a vécu. Je ne l'avais pas tué. Le résultat externe apparaît dans la figure 2.

Figure 2. Comparez l'apparence de l'autotransformateur Philmore modifié avec l'image stock sur la boîte de la figure 1 pour voir les modifications externes que j'ai apportées. (Crédit image : Steve Leibson)

En tant que projet de passe-temps, cet effort d'une semaine a fourni une bonne diversion. J'ai un autotransformateur de 35 $ bien amélioré, après avoir dépensé au moins le double de ce montant pour des pièces de mise à niveau et de nouveaux outils. En pratique, je ne recommanderais pas de prendre ce chemin à quelqu'un d'autre. Achetez un Sencore d'occasion en état de marche si c'est ce que vous voulez vraiment. Ce sera moins cher et plus rapide.

Une dernière chose que je recommande : testez tous les composants électroniques que vous obtenez de Chine avant de les coller à chaud en toute sécurité dans un endroit étroit. Croyez-moi, c'est la voix de l'expérience qui parle. Je viens d'avoir des nouvelles du vendeur en Chine. Ils m'ont gracieusement proposé de m'envoyer un autre compteur. Quand il arrivera, je le testerai avant de l'installer. Je vous ferai savoir ce qui se passe.