Pimping My Variac Autotransformer (Eigentlich ist es ein Philmore)

Damals schien es eine so gute Idee zu sein.

Ich wollte schon seit einiger Zeit einen Spartransformator für die elektronische Fehlersuche. Spartransformatoren sind Regeltransformatoren, mit denen Sie die Wechselspannung an einem zu prüfenden Gerät langsam erhöhen können. Ich besaß jahrzehntelang einen variablen Transformator von Radio Shack/Micronta, aber er überlebte meinen Umzug nach Kalifornien während des Dotcom-Booms und der anschließenden Pleite nicht. Ich habe fast 20 Jahre darauf gewartet, es zu ersetzen. Kürzlich habe ich zufällig einen preiswerten Spartransformator im eBay-Shop von Cogwell gesehen. Cogwell ist ein lokaler Gebrauchtmaschinenhändler, den ich aufsuche, wenn ich das Bedürfnis verspüre, mein Verlangen nach Ausrüstung zu stillen. Der Online-Shop von Cogwell bot einen Spartransformator Philmore 48-1205 mit 500 VA für 35 US-Dollar an. Viele Händler verkaufen neue Exemplare für 70 $ oder mehr.

Ich schnappte mir die 3,5 Alexander Hamiltons und sprang in mein Auto, um meinen Preis abzuholen. Spartransformatoren bestehen aus massivem Eisen. Sie sind sehr saugstark und kosten daher viel im Versand. Wenn ich solche schweren Gegenstände vor Ort abhole, erspare ich mir also fast genug, um in Zukunft ein weiteres gebrauchtes Testgerät zu kaufen. Süß.

Cogwells bescheidene Büros befinden sich in einem kleinen Industriepark, der direkt gegenüber dem Mission College Boulevard vom hoch aufragenden intergalaktischen Hauptsitz von Intel in Santa Clara liegt. Interessanter Kontrast. Als ich den Philmore bei Cogwell abholte, konnte ich sehen, dass der Spartransformator wirklich ganz neu in der Verpackung war. (Siehe Abbildung 1.)

Abbildung 1: Der serienmäßige Philmore-Spartransformator schien nach einigen Upgrades zu verlangen. (Bildnachweis: Steve Leibson)

Als ich es nach Hause brachte, funktionierte es einwandfrei, daher kann ich Ihnen wirklich nicht sagen, warum ich bald darüber nachdachte, es zu modifizieren. Wir haben hier im Silicon Valley viele Tuner-Autos, aber Tuner-Spartransformatoren?

Ich gebe Brad, dem Guitologen, die Schuld.

Brad Linzy, auch bekannt als „The Guitologist“, repariert Gitarren und Gitarrenverstärker, dreht Videos über seine Arbeit für seinen YouTube-Kanal und lebt in Louisville, Kentucky. Dort bin ich geboren und aufgewachsen, daher verbringe ich viel Zeit damit, Brad dabei zuzuschauen, wie er alte Gitarrenverstärker auf Röhrenbasis bespricht und repariert. Ich interessiere mich nicht wirklich für Gitarren oder Gitarrenverstärker, aber es fasziniert mich, Brad dabei zuzusehen, wie er alte Röhrenverstärker beschreibt, Fehler behebt und repariert. Ich muss zugeben, dass ich es liebe, seinen authentischen Louisville-Stil zu hören. (Offiziell besteht der Name meiner Heimatstadt nur aus zwei Silben: „Lou“ und „Vull“. Brad hat das natürlich richtig verstanden.)

Brad, der Guitologe, arbeitet an wirklich knuspriger Ausrüstung. Die meisten Gitarrenverstärker, die er repariert, wurden in den 1950er oder 1960er Jahren hergestellt. Sie sind so alt, dass die Elektrolytkondensatoren normalerweise verdächtig sind. Sogar einige der nicht-elektrolytischen Kondensatoren, insbesondere die berüchtigten Sprague Bumblebees, sind kaputt. Bevor ich Brad gesehen habe, hatte ich noch nie von Bumblebees gehört. Anscheinend sind sie unter Audiophilen und Musikern legendär.

Vermeidung elektrolytischer Detonationen

Die Arbeit mit röhrenbasierter Ausrüstung bedeutet, dass Brad, der Guitologe, wirklich einen Spartransformator braucht, um diese Relikte langsam hochzufahren, damit ihre altersschwachen Kondensatoren nicht übererregt werden und explodieren. Alte Elektrolyte genießen die Chance zu explodieren, wenn sie nach Jahren oder Jahrzehnten des Schlafes plötzlich unter Strom stehen. Es ist fast so, als würden sie jahrelang schlafen und davon träumen, mit einem letzten Knall auszugehen.

Verwendet Brad der Guitologe einen Variac-Spartransformator der Marke? Meine Güte, nein. Er hat einen Philmore auf seiner überfüllten Bank. Brad hat auf seinem Philmore ein digitales Messgerät angebracht, das Ausgangsspannung, -strom und -leistung anzeigt. Ich wollte das und ich wollte Brad noch einen Schritt weiter gehen. Ich wollte einen eher serienmäßigen Look.

Als ich bei eBay stöberte, fand ich ein elegantes, kompaktes Einbaumessgerät mit zwei Displays, die Wechselspannung und -stärke anzeigen. Es misst den Strom mithilfe eines induktiven Kerns, der über ein zweiadriges Kabel mit dem Messgerät verbunden ist. Das gesamte Kit einschließlich des induktiven Sensors kostete 4,05 US-Dollar, per Post aus China bezahlt. (Wie machen sie das? Bleiben Sie einfach dran, lieber Leser.)

Da ich sowieso vorhatte, im Inneren des Philmore eine Operation durchzuführen, beschloss ich, einige Anschlüsse hinzuzufügen, damit ich die Frontplatte leicht entfernen konnte. Der Philmore besteht aus zwei Teilen, die beide mit Stahl ummantelt sind. Das hintere zylindrische Teil enthält den großen Spartransformator. Oben auf dem Zylinder befindet sich ein großer Einstellknopf zum Einstellen der Ausgangsspannung des Spartransformators. Der vordere Teil der Einheit ist ein rechteckiger Stahlkasten, der mit zwei sehr langen schwarzen M2,5-Schrauben an der Vorderseite des Zylinders verschraubt wird. Die Box enthält das Netzkabel, einen beleuchteten Netzschalter, einen winzigen Sicherungshalter, eine 3-polige Buchse für die Ausgangsleistung und ein kleines analoges Messgerät, das die Ausgangsspannung anzeigt. Die beiden Hälften, der Zylinder und das Gehäuse, werden elektrisch durch nur drei Drähte verbunden, die bei der Endmontage an beide Teile gelötet werden. Die drei Drähte sind mit der Hochspannungsseite, der Niederspannungsseite und dem Schleifer des Spartransformators verbunden.

Da dieser Spartransformator auf niedrige Herstellungskosten und keine einfache Wartung ausgelegt ist, habe ich beschlossen, dass das Hinzufügen von Steckverbindern zwischen den beiden Hälften das Hinzufügen meiner Upgrades erleichtern würde. Ich habe in einem örtlichen Elektronikgeschäft Steckverbinder gekauft, um die drei Drähte anzuschließen, die zwischen dem Spartransformator und der Frontplatte verlaufen. Wie sich herausstellte, habe ich sie dreimal in drei örtlichen Geschäften gekauft.

Eins, zwei, dreimal ein Stecker

Beim ersten Mal kaufte ich einen 4-poligen Gegensteckersatz von Anchor Electronics, einem der wenigen verbliebenen überschüssigen Elektroniksteckdosen hier im Silicon Valley. Allerdings war mir dieser Anschluss egal. Es sah nicht robust genug aus, also ging ich als nächstes zu Fry's (einer lokalen Elektronikkette mit einer langen Geschichte im Silicon Valley) und kaufte einen Satz vorgecrimpter 4-Pin-Stecker, die allgemein als AMP Mate-N-Lok-Stecker bekannt sind. . Diese gängigen Anschlüsse wurden in den 1970er und 1980er Jahren zur Stromversorgung von 5,25-Zoll-Diskettenlaufwerken und Festplatten verwendet.

Die Steckverbinder, die ich bei Fry's gekauft habe, waren eine große Enttäuschung. Sie haben sich überhaupt nicht gut gepaart. Die Stifte waren schlecht gecrimpt und die Anschlüsse waren zu groß für das schwindende Volumen im Inneren des Philmore, also kehrte ich zu Anchor Electronics zurück und kaufte vier Einzelstift-Steckersätze in ein paar Plastiktüten. Sie kosten einen Dollar pro Beutel.

Als ich nach Hause kam, die Tüten öffnete und die Steckergehäuse herausnahm, bekam ich einen Schock. Ich habe diese Single-Pin-Anschlüsse erkannt! Es handelte sich um ein veraltetes Molex-Design. Das letzte Mal, dass ich diese speziellen Anschlüsse verwendet habe, war im Jahr 1970. Ich hatte sie aufgebohrt und als Glasfaseranschlüsse für das Kunststoff-Glasfaserkabel Dupont Crofon verwendet, das ich bei Poly Paks gekauft hatte. Ich hatte das für ein Science-Fair-Projekt gemacht, als ich in der Oberstufe war. Bei dem Projekt handelte es sich um ein digitales Kommunikationssystem, das RTL (das war damals die Abkürzung für „Resistor-Transistor Logic“ und nicht das heutige „Register Transfer Level“), Infrarot-LEDs, Fototransistoren und Kunststofffaseroptiken in einer groben Parallel-zu- Seriell-Parallel-Kommunikationssystem. Das war vor 49 Jahren!

Das kleine analoge Voltmeter im Philmore-Spartransformator ist brauchbar, seine Auflösung beträgt jedoch nur 5 Volt pro Teilung. Ich bin mir nicht sicher, warum ich das Gefühl hatte, dass ich eine höhere Auflösung für die Ausgangsspannung des Spartransformators benötige, aber ich vermute, dass der Übeltäter mehr Ausrüstungslust war, angespornt von einem weiteren YouTuber namens Shahriar Shahramian, der Videos für seinen YouTube-Kanal namens „The Signal Path“ erstellt ." Shahramian zerlegt und repariert zum Spaß hochwertige Geräte, hauptsächlich Mikrowellen- und HF-Testgeräte. Laut seinem LinkedIn-Profil ist Shahramanians Hauptjob „Abteilungsleiter, Millimeterwellen-ASIC-Forschung – Bell Laboratories“.

Während ich mir in den letzten Jahren Shahramians Videos auf seinem YouTube-Kanal angesehen habe, ist im Hintergrund auf seiner Werkbank eine Wand aus Testausrüstung gewachsen, während er vor der Kamera kaputte Testausrüstung kauft, diagnostiziert und repariert. Er verwendet die reparierte Testausrüstung, um in einem positiven Kreislauf noch mehr Ausrüstung zu reparieren. Zu Shahramians Testmenagerie gehört ein reparierter isolierter Stelltransformator Sencore PR570, der einen Trenntransformator mit einem Spartransformator kombiniert. Der Sencore verfügt über digitale Spannungs- und Strommesser. Das wollte ich für meinen preisgünstigen Philmore-Transformator. Offensichtlich brauchte ich Fähigkeiten, um mit Shahramian mithalten zu können. (Nicht wirklich. Ich repariere nicht regelmäßig Netzwerkanalysatoren, Spektrumanalysatoren und andere exotische Mikrowellengeräte.)

Nach und nach, über fast drei Monate hinweg, sammelte ich Teile für mein Projekt. Mir fiel auf, dass die ursprüngliche dreipolige Steckdose des Philmore lückenhaft aussah, also bestellte ich bei Amazon Prime eine Leviton-Wechselstromsteckdose der bekannten Marke. Es sah aus wie ein Drop-In-Ersatz. (Das war nicht der Fall, aber dazu später mehr.)

Schließlich kam mein chinesisches Einbaumessgerät per Post an. Ich musste ein 22-mm-Loch in die Frontplatte des Philmore bohren, um das digitale Messgerät unterzubringen, entschied mich aber stattdessen dafür, das vorhandene Loch, das derzeit vom Sicherungshalter belegt ist, zu vergrößern, um das Einbaumessgerät aufzunehmen. Ein 22-mm-Bohrer ist ziemlich groß. Es ist größer und exotischer als das, was ich in meinem Werkzeugkasten hatte, also machte ich mich auf den Weg zu Harbor Freight, um einen Stufenbohrer zu kaufen. Manche YouTuber nennen diese Bohrer „Weihnachtsbaum“, weil sie wie kleine goldene Weihnachtsbäume aussehen.

Heißkleber versus Zugentlastung

Ich hatte vor, den Sicherungshalter des Philmore nach unten in das Loch in der Frontplatte zu verlegen, das derzeit vom Netzkabel genutzt wird, und dann würde ich das Netzkabel in ein neues Loch an der Seite des rechteckigen Abschnitts des Philmore verlegen. Ich musste das Netzkabel verlegen, da die Frontplatte des Philmore mit der zusätzlichen Instrumententafel zu eng wurde. Außerdem hatte ich vor, anstelle der ursprünglichen Gummitülle (siehe Abbildung 1), die im Inneren mit einer kleinen Lache Heißkleber befestigt war, eine echte Zugentlastung am Netzkabel anzubringen. Heißgeklebte Netzkabel erfüllen mich aus irgendeinem Grund nicht mit Zuversicht.

Nach Monaten der Vorbereitung und meinen verschiedenen Einkäufen im Geschäft und online war ich bereit für die Operation. Der erste Schritt bestand darin, die Molex-Stecker zu installieren. Ich habe die Stifte gecrimpt und dabei nur einen mit meiner Crimpzange ruiniert. Zum Glück hatte ich vier gekauft, sodass ich einen Ersatz hatte. Diese Anschlüsse haben für meine Zwecke hervorragend funktioniert. Sie wären vielleicht meine dritte Wahl gewesen und sie mögen ein halbes Jahrhundert alt sein, aber sie waren eine gute Wahl.

Als nächstes entfernte ich den Sicherungshalter und das Netzkabel und klebte dann den Rest der Elektronik ab, um den Wippschalter und das analoge Einbaumessgerät vor umherfliegenden Metallsplittern zu schützen, während ich die vorhandenen Löcher mit dem Weihnachtsbaumbohrer vergrößerte und das neue bohrte an der Seite für das Netzkabel. Ich musste mit einem Messer und einem Schraubenzieher ziemlich viel Heißkleber vom Sicherungshalter und vom Netzkabel lösen. Wer auch immer meinen Transformator zusammengebaut hat, er wollte wirklich nicht, dass sich Teile lösen, und ging großzügig mit Heißkleber um. Obwohl der Stufenbohrer etwas Schneidöl und ein wenig Kraftaufwand erforderte, um durch die Stahlfrontplatte zu gelangen, bekam ich schließlich die Löcher, die ich wollte, und blutete nur einmal, als ein Stahlsplitter an der Spitze meines linken Zeigefingers Gefallen fand.

Ich habe beschlossen, die 3-polige Steckdose des Philmore nicht auszutauschen. Auch er war in eine Pfütze aus ausgehärtetem Heißkleber getaucht, und ich wollte ihn wirklich nicht heraushebeln, es sei denn, es war unbedingt nötig. Dieser Kleber ist klebrig und zäh. Der Leviton-Sockel müsste warten, bis er verwendet wird. Zufälligerweise hat es nicht lange auf sich warten lassen.

Der induktive Sensor für das digitale Amperemeter aus China passte gerade in den verfügbaren Raum zwischen der ursprünglichen 3-Draht-Steckdose des Philmore und dem analogen Messgerät, also habe ich ihn mit Heißkleber festgeklebt. Es ging nirgendwo hin. Immer. Als ich die Anschlüsse und das digitale Einbaumessgerät hinzufügte, begann mir der Platz auszugehen. Das verfügbare Volumen in der rechteckigen Box war täuschend klein. Von vorne und von den Seiten sieht es groß aus, aber die Hälfte des wahrgenommenen Volumens fehlt, da an der Rückseite des rechteckigen Volumens ein großer zylindrischer Teil fehlt, der eng an der runden Wand des zylindrischen Transformatorgehäuses anliegt.

Kein Rauch. Keine Funken. Keine Energie.

Schließlich habe ich den Transformator zugeknöpft und eingeschaltet. Kein Rauch. Keine Funken. Der beleuchtete Netzschalter leuchtete. Das Einbaumessgerät war dunkel, aber die Ausgangsspannung des Spartransformators war auf Null eingestellt, sodass das Messgerät noch keinen Strom erhielt. So weit, ist es gut.

Als ich die Spannung langsam von Null aus erhöhte, stieg die Nadel des analogen Messgeräts, und das neue digitale Voltmeter leuchtete auf und begann, die Ausgangsspannung bei etwa 16 Volt anzuzeigen. Das Amperemeter zeigte Null an, aber ich habe nicht darüber nachgedacht, weil keine Last angeschlossen war. Das sah so aus, als ob es ein Erfolg werden würde.

Verzeihen Sie meine Hybris.

Mein nächster Schritt bestand darin, zu versuchen, das Amperemeter dazu zu bringen, etwas anderes als Null anzuzeigen. Dazu musste ich eine Last anschließen. Ich habe ein praktisches Ladegerät für elektrische Zahnbürsten auf meiner Bank ausprobiert. Keine Lektüre. Ich vermutete, dass die Ladung zu klein war. Das Amperemeter zeigt nur 100 mA an. Also schnappte ich mir eine 100-Watt-Tischlampe und schloss sie an den Philmore an. Das Amperemeter zeigte immer noch Null an, aber jetzt gab es eine neue Falte: Die Tischlampe brannte nicht. Das neu installierte Voltmeter zeigte jedoch 124 Volt an der Wechselstromsteckdose des Philmore an, sodass ich „wusste“, dass der Transformator Strom lieferte.

Eine kleine Arbeit mit einem Handvoltmeter und ich entdeckte, dass die 3-Pin-Steckdose des Philmore, die für mich lückenhaft ausgesehen hatte, lückenhaft war. Vor meinen Lötarbeiten hatte es gut funktioniert, das neue digitale Voltmeter zu installieren, aber die Hitze des Lötens hatte offenbar das Kunststoffgehäuse des Steckers, das die elektrischen Kontaktstifte der Buchse umgab, soweit geschmolzen, dass die Steckdose außer Betrieb war. Zeit, den Leviton zu installieren.

Das bedeutete, dass ich alles, was ich getan hatte, ablöten und dann die Heißkleberlache rund um die Steckdose entfernen musste. Endlich habe ich die Steckdose frei, nachdem ich ihre Flügel (Haltelaschen) mit einem Seitenschneider abgeschnitten habe. Das verbleibende kreuzförmige Loch war zu klein für den Leviton-Ersatzsockel. Ein wenig Metallhacken mit einem Knabberwerkzeug und schon passt der neue Sockel gut. (Zufälligerweise stammt dieses Knabberwerkzeug auch aus meinem Science-Fair-Projekt von 1970.)

Ich habe die Leviton-Steckdose mit Heißkleber festgeklebt und dann versucht, alles wieder zusammenzulöten. Allerdings hatte die Leviton-Wechselstromsteckdose gecrimpte Drähte – wirklich schwere Drähte – anstelle von Lötanschlüssen wie die ursprüngliche Steckdose. Diese schweren Kabel brauchten noch mehr Platz im rechteckigen Kasten und ich brauchte einen neuen Verkabelungsplan.

Ich beschloss, eine Klemmenleiste aus meinem Teilevorrat zu kramen. Ich hatte bei Radio Shack eine Tüte mit fünf Streifen gekauft, als die Läden im Jahr 2017 zusammenbrachen. Es handelte sich um eine 5-polige Leiste, und sie war etwas zu groß, um in das schnell verschwindende Volumen im Inneren der rechteckigen Vorderseite des Philmore zu passen -Panel-Box. (Weitere Informationen zu den geschlossenen Geschäften von Radio Shack finden Sie unter „The Radio Shack at the End of the Universe“.)

Die Punkt-zu-Punkt-Verkabelung mithilfe von Klemmleisten ist eine echte Altlastenarbeit, aber Brad, der Guitologe, macht das auf seinem YouTube-Kanal ständig, wenn er Vintage-Gitarrenverstärker repariert, die älter als Leiterplatten waren. Ein wenig Googeln deutete darauf hin, dass es heutzutage ziemlich schwierig geworden ist, genau die richtige Art von Klemmenleiste zu kaufen, wenn man schnell eine braucht.

Die Auswahl ist etwas begrenzt. Kein Amazon Prime zur Rettung. Diese elektronischen Komponenten müssen nun, wie so viele andere auch, direkt aus China kommen. Da ich an dieser Stelle ungeduldig wurde, klemmte ich zwei der fünf Anschlüsse von der Radio Shack-Anschlussleiste ab, faltete sie über einen dritten Anschluss, der an der Befestigungslasche der Leiste befestigt war, und befestigte die Leiste mit einer praktisch platzierten Erdungsschraube an der Rückseite der Leviton-Buchse , und war bereit, alles wieder zusammenzulöten.

Eine letzte Reise

Allerdings musste ich zunächst einen kurzen Abstecher zu Excess Solutions machen, einem anderen örtlichen Elektronikladen südlich der Innenstadt von San Jose, um ein paar Crimp-Kabelschuhe zu besorgen, da die schweren Drähte der Leviton-Buchse nicht in die Löcher in der Anschlussleiste passten . Excess Solutions ähnelt ein wenig dem Lagerhaus, in dem die Bundeslade am Ende des ersten Indiana-Jones-Films gelagert wurde. Es ist eine riesige, dunkle Höhle voller Reihen von Metallregalen, in denen sich Millionen elektronischer Teile befinden, die im letzten halben Jahrhundert hergestellt wurden und alle mit feinen Staubschichten bedeckt sind.

Die Preise von Excess Solutions sind großartig. Ich habe 2,25 US-Dollar für Teile ausgegeben, einschließlich eines ausreichenden Vorrats an Crimpstiften und einiger Nylonkanten für den Zusammenbau, sowie 3 US-Dollar für sechs neue 2300-mAh-NiMH-AA-Batterien. Die Batterien sind für ein zukünftiges Reparaturprojekt bestimmt.

Schließlich kehrte ich nach Hause zurück und lötete alles wieder zusammen. Die Crimpstifte von Excess Solutions waren so verkrustet und korrodiert, dass sie sich selbst mit zusätzlichem Flussmittel aus einem Flussmittelstift nicht gut löten ließen. Das nächste Mal weiß ich genug, um sie ein wenig abzuschleifen, bevor ich versuche, sie anzulöten.

Im zweiten Moment der Wahrheit funktionierte bis auf das Amperemeter alles einwandfrei. Keine Funken. Kein Rauch. Diesmal war Strom in der Steckdose. Allerdings zeigte das Amperemeter immer noch Null an. Zumindest lebte der Patient. Ich hatte es nicht getötet. Das externe Ergebnis ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2. Vergleichen Sie das Aussehen des modifizierten Philmore-Spartransformators mit dem Archivbild auf dem Kasten in Abbildung 1, um die von mir vorgenommenen externen Modifikationen zu sehen. (Bildnachweis: Steve Leibson)

Als Hobbyprojekt sorgte diese wochenlange Anstrengung für reichlich Abwechslung. Ich habe einen stark verbesserten Spartransformator für 35 US-Dollar, nachdem ich mindestens das Doppelte für Upgrade-Teile und neue Werkzeuge ausgegeben habe. Aus praktischen Gründen würde ich niemandem empfehlen, diesen Weg einzuschlagen. Kaufen Sie einen gebrauchten, funktionierenden Sencore, wenn Sie das wirklich wollen. Es wird billiger und schneller sein.

Eine letzte Sache, die ich noch empfehle: Testen Sie alle elektronischen Komponenten, die Sie aus China beziehen, bevor Sie sie fest an einer festen Stelle festkleben. Glauben Sie mir, das ist die Stimme der Erfahrung. Ich habe gerade vom Verkäufer in China gehört. Sie haben mir freundlicherweise angeboten, mir ein weiteres Einbaumessgerät zuzusenden. Wenn es ankommt, werde ich es testen, bevor ich es installiere. Ich werde Sie wissen lassen, was passiert.