Este filtro de linha é um iniciador de incêndio

Dec 29, 2023

Algumas semanas atrás, eu precisava de um filtro de linha em meu escritório doméstico. A tomada em questão está localizada atrás de um arquivo, portanto, precisaria de um plugue de baixo perfil. Eu pulei na Amazon para comprar uma tira supressora de surto. Foi quando notei tiras com plugues rotativos. Sempre tive algumas apreensões sobre plugues como esse, embora nunca conseguisse identificar o porquê. Olhando para os comentários sobre este plugue em particular, encontrei alguns problemas assustadores. Fotos de plugues derretidos, tomadas derretidas e gritos de "risco de incêndio". Então fiz o que qualquer hacker maluco faria – comprei dois filtros de linha. Um com um plugue de ângulo reto fixo para usar em meu escritório e outro com um plugue giratório para desmontar.

Supressores de surto, réguas de energia, réguas de tomada, eles têm muitos nomes. O Underwriter's Laboratories (UL) os chama de "torneiras de energia relocáveis". Todos eles têm várias tomadas, a maioria tem algum tipo de disjuntor interno e alguns têm circuitos para supressão de surtos. Estes são alguns dos dispositivos mais comuns de se encontrar na casa moderna. Muitas de nossas casas foram projetadas e construídas antes do som surround, caixas de cabo, computadores, modems, carregadores de celular, carregadores de tablet e todas as nossas outras conveniências modernas. Não havia tantas cargas elétricas, então as casas não tinham muitas tomadas. As réguas de energia resolvem esse problema.

Depois de alguns dias, eu tinha minhas tiras em mãos. Eu esperava que o plug girasse uma vez - talvez 270 graus. Isso indicaria que havia fios conectando a cabeça rotativa ao restante do plugue. Não é assim - esse plugue girava e girava o dia todo.

O plugue gira 360 graus, mas ainda permite que os fios quente, neutro e terra permaneçam conectados. Ele faz isso com a ajuda de anéis coletores. Anéis coletores são dispositivos que transmitem um ou mais sinais elétricos através de uma junta rotativa. Grandes anéis deslizantes podem transportar 100 ou mais circuitos separados. A maioria dos alternadores de carros usa anéis deslizantes para fornecer corrente de excitação CC ao rotor. Mecanicamente, eles são primos próximos dos comutadores, usados ​​para transmitir energia aos motores DC. A diferença é que um único anel deslizante é uma única conexão, onde um comutador é um dispositivo de comutação - em um motor, ele comuta a corrente para uma das várias bobinas. Os anéis deslizantes embalados costumavam ser itens caros e difíceis de encontrar. Graças à globalização, você pode comprá-los na Amazon. Um anel deslizante de doze circuitos custará $ 9,99 enviado à sua porta.

A coisa com anéis coletores é que eles são dispositivos mecânicos. Eles se desgastam, podem quebrar e as conexões feitas entre eles podem se tornar intermitentes. Se você estiver alimentando um circuito através de um anel deslizante, é uma boa ideia colocar o circuito da fonte de alimentação após o anel e incluir capacitância suficiente para absorver qualquer conexão intermitente. Já vi chips FPGA mais antigos travarem e esquentarem o suficiente para dessoldar-se de um PCB devido a transientes de energia causados ​​por um anel deslizante ruim.

Eu sabia que iria derrubar este conector, mas Belkin me deu muitas informações antes de pegar minha chave de fenda. Impresso no próprio plugue estava PATENTEADO EUA 5.775.921. O inventor deste projeto específico de plugue rotativo é Jonie Chou, e a Belkin licenciou a patente. A Belkin também possui suas próprias patentes em dispositivos semelhantes, a maioria inventada por John Wadsworth. Na verdade, há 17 referências à patente de Jonie Chou de patentes atribuídas à Belkin. É seguro dizer que a Belkin investe pesadamente em plugues e tomadas rotativas.

Eu mantive a patente '921 por perto enquanto eu arrancava o próprio plugue rotativo. Os 4 parafusos foram fáceis de remover. O plugue não se desfez. Foi colado ou soldado por ultrassom. Eu tive que separá-lo usando uma lâmina de faca como uma cunha. A construção do plug segue de perto a Figura 1 na patente. As molas mantêm os dois anéis no lugar: número 5 para neutro e 6 para terra. Hot é um eixo na extremidade do plugue que gira em uma luva na extremidade do cabo. O lado neutro tem uma pequena área de contato no anel deslizante – eu medi em 2,24 mm x 1,24 mm. Os próprios anéis têm 0,7 mm de espessura. Comparando a construção com as fotografias de falha das análises da Amazon, é possível obter uma imagem bastante clara. O anel deslizante neutro forma uma conexão resistiva. Isso cria calor, amolece o plástico e, eventualmente, causa arco voltaico quando as conexões falham. O condutor de aterramento deve apoiar o neutro, mas somente se a conexão falhar completamente. Nesse ponto, o plástico já está amolecido. Eu ficaria curioso para ver quantas pessoas têm problemas ao usar esses dispositivos com tomadas do interruptor de circuito de falha de aterramento (GFCI).