Motorisation d’aiguillage

Un aperçu de notre projet

Après avoir longtemps cherché et expérimenté différentes motorisations (micromoteurs, engrenages, tringles, écrous, vis sans fin, etc.) et après de nombreux tests électroniques, nous en sommes arrivés au projet dont les principaux composants ont été repris sur le schéma. L’ensemble est constitué d’un châssis en résine, sur lequel un petit moteur recyclé et légèrement modifi é a été disposé, avec un dispositif retardateur à engrenages. Sur ce châssis, un petit bloc avec un étrier à engrenages est actionné par le moteur. Le mouvement de ce petit bloc provoque la commutation d’un ou de deux micro-interrupteurs. Le mouvement proprement dit est protégé aux extrémités par deux contacts de fi n de course. Le mouvement des lames d’aiguillage peut être obtenu de différentes façons au départ de ce petit bloc. Un petit circuit imprimé supporte en outre quelques composants électroniques pour la commande logique et l’alimentation en courant électrique de l’ensemble. Comme on peut le voir sur le schéma, les dimensions sont réduites, l’implantation de ce petit appareillage ne devant pas présenter de difficultés dans la plupart des cas.

Ne vous faites pas effrayer par le nombre élevé de composants, à première vue. Vous trouverez en haut du schéma les mesures et les règles d’électronique. Un seul IC et quelques diodes assurent le filtrage et le traitement du signal d’entrée, la commande du moteur et le contrôle du fonctionnement. Cet ensemble génère encore une tension de sortie pour la rétro-signalisation. La partie inférieure avec les transistors forme le pont en ‘H’: ce dernier délivre la tension régulée pour le petit moteur. En fait, cette partie du schéma a été calculée un peu juste: d’autres transistors comme les BC517 conviennent également.

Voici une impression du schéma précédemment décrit. Pour obtenir de telles plaques, la gravure photographique constitue la meilleure méthode à suivre. Cette illustration montre la disposition des composants sur le circuit intégré. Pour un électronicien confirmé, cette information est suffisante pour pouvoir débuter, mais nous voulons aussi aider les modélistes moins expérimentés...

Comme vous le voyez, vous pouvez facilement disposer plusieurs fois l’impression à côté du circuit imprimé. Le but de cette façon de faire est en effet de construire plusieurs moteurs d’aiguillage en une fois. En réunissant quatre impressions, vous obtiendrez des dimensions pratiques pour graver un morceau de circuit imprimé à graver, grande comme la moitié d’une carte‘Eurocard’ . Le circuit imprimé réalisé de cette façon est découpé pour obtenir quatre plus petits circuits imprimés égaux. Après forage des trous pour les composants nous allons débuter son montage, en commençant par les éléments qui prennent le moins de hauteur. Concernant ce projet, il s’agit des diodes de signal. Faites attention à la polarité lors du montage de ce circuit. Les composants installés, vous pouvez retourner le circuit, souder les composants et découper les extrémités de fils superflues.

Des composants un peu plus épais sont les résistances. La polarité de ces composants n’a pas d’importance, mais bien leur valeur. Apparaissent maintenant quelques connexions pour imprimante et l’IC à 14 pôles. Veillez lors de son placement à la bonne orientation de ce composant.

Comme dernier composant électronique, les transistors de sortie sont placés. Ceux-ci doivent aussi être orientés de la bonne manière: la photo vous y aidera. Ces transistors ne doivent pas être pourvus d’un refroidisseur. Du côté ‘soudure’ du circuit imprimé, un connecteur pour le contact avec le monde extérieur doit être installé.

Notre circuit imprimé nécessite un raccordement à son alimentation. Nous avons réalisé un raccordement par vis au départ d’un ‘sucre’ électrique. Nous avons découpé le petit tuyau en cuivre en son milieu. En soudant ces sucres sur des surfaces d’alimentation plus grandes, nous obtenons une construction solide.

Le micro-interrupteur peut maintenant être placé et fixé. L’espace existe pour un second micro-interrupteur, mais cela ne sera pas nécessaire, dans la plupart des situations. Lorsque vous installez un second interrupteur du côté droit, il est préférable de les doter déjà de leurs fils d’alimentation, parce que le circuit imprimé gênera plus tard.

Ajustez d’abord si nécessaire le boîtier d’engrenages: il faut qu’il s’ajuste bien, mais qu’il puisse bouger facilement entre la rainure de guidage du châssis. Ce part devra être pourvu de trous de forage: un premier trou horizontal, à travers le bloc dans le sens de la longueur du châssis guidera un fil à ressort depuis le micro-interrupteur sur le châssis. Un second trou horizontal servira pour les boulons. Pour cette raison, nous tirerons des fils M3 au départ des deux côtés du boîtier. Ce trou peut maintenant être pourvu de boulons M3. Grâce à ces boulons, nous pourrons régler plus tard le débattement maximal de notre motorisation d’aiguillage.

Le même boîtier va également contenir le micro-interrupteur. Pour cette raison, nous allons installer un levier au moyen d’un bout de fil d’acier d’un mm de diamètre. Nous mesurons la longueur depuis le châssis, et le courbons à une des extrémités, de quelques millimètres. Du côté du micro-interrupteur, nous forons un petit trou d’un mm dans le châssis, pour pouvoir y disposer le fil ressort. Nous obtenons ainsi un solide point d’appui pour notre levier.

Le circuit peut maintenant être fixé au châssis. Quelques petites vis dans des trous préforés – pour éviter que notre châssis ne casse sous la pression des vis – sont suffisantes pour obtenir une bonne fixation. Il n’est pas nécessaire de coller; c’est même déconseillé: nous devrons peut-être ajuster quelque peu plus tard, et la possibilité de démonter doit rester.

Le coeur mécanique du moteur provient de la motorisation d’une boule à miroir. Il s’agit de petits moteurs à courant continu pourvus d’un boîtier réducteur acceptable. Un fin petit tournevis et une pince coupante suffisent pour libérer notre pièce de son logement. Nous soudons deux nouveaux fils à notre petit moteur. Pour obtenir une liaison électrique fiable avec la borne sur le circuit, nous avons utilisé un fil à âme pleine. Dans la future partie inférieure du moteur, nous avons découpé deux encoches, entre lesquels le fil ressort des micro-interrupteurs doit pouvoir bouger.

Raccordons maintenant le moteur. Avant tout, nous devons d’abord disposer un ‘jumper’. Ce connecteur détermine le sens de révolution ‘au repos’. Cette position de sortie peut encore être modifiée plus tard. Nous raccordons le moteur au circuit imprimé via le connecteur qui se trouve entre les grands transistors de sortie. Si nous y raccordions aussi une tension d’alimentation au circuit, le moteur devrait se mettre à tourner. Cela peut être un raccordement fautif sur le circuit proprement dit, ou une erreur de polarité. Vu de l’axe, le moteur devrait tourner dans le sens horlogique. Si non, les raccordements du moteur doivent être permutés.

Le moteur peut être monté sur le châssis.. Veillez à ce que les parties déjà découpées précédemment dans ces disques se trouvent juste vers le bas. Le moteur est fixé par deux petites pinces ‘faites maison’ qui s’ajustent à deux des trois axes en plastique qui relient les supports d’engrenages de la partie moteur. Ces pinces doivent d’abord être pourvues d’un petit trou.

Nous aurons encore besoin de quatre contacts. Dans notre cas, ces contacts proviennent d’un relais déclassé de centrale téléphonique. Les contacts sont réalisés à mesure. Toujours de la même relais téléphonique, nous avons également recyclé quelques plaques isolantes perforées.

Trois de ces pièces de ce matériau isolant sont pourvus des deux côtés d’un écarteur M3 de 40 mm de longueur et de deux boulons M3. Veillez à ce que les contacts n’entrent pas en contact électrique avec les boulons. De cette façon, vous obtenez une pièce de travail en forme de ‘U’.

En fin de compte, nous devons pouvoir faire bouger notre boîtier d’engrenages. Nous fixons un engrenage au moyen d’une goutte de colle contact. Le support des contacts est fixé à la partie motorisation par quelques gouttes de colle contact.

Les contacts peuvent être alignés avec les vis du boîtier d’engrenages mobile. Lorsque c'est faites, nous pouvons les fixer avec les boulons à l’écarteur. Le but est en effet que les contacts ne doivent pas s’écarter lors du réglage définitif du moteur d’aiguillage.

Nous allons raccorder les contacts au circuit imprimé. Commençons par le pôle commun: les deux contacts intérieurs sont raccordés entre eux. Ce pôle commun doit être raccordé au contact unipolaire sur le circuit.

Le pôle ‘-’ des contacts est à souder doit être soudé à la bande des contacts la plus éloignée du circuit imprimé que nous relions à la masse du circuit imprimé. Le pôle ‘+’ des contacts du côté du circuit imprimé est également pourvu d’un petit fil que nous relions à la tension positive.

Le petit fil de droite dans le connecteur à deux pôles est notre tension de commande: si nous le raccordons à la tension positive, le moteur va tourner à en sens inverse. Le connecteur gauche transmet le signal de rétrosignalisation. Nous pouvons maintenant régler le débattement maximal de ce bloc dans les deux directions. Lors de ce réglage, il est important de n’appliquer aucune tension d’alimentation!

Lorsque le réglage a été effectué, le moteur peut être installé sous le réseau. Le moteur d’aiguillage est fixé au moyen de quelques vis vissées à travers les encoches dans le châssis. La liaison mécanique avec un aiguillage peut se réaliser de diverses façons. Le plus simple consiste en un morceau de fil ressort, fixé dans un trou pré-foré dans le boîtier d’engrenages.

Après le placement définitif et le réglage du moteur, notre aiguillage peut ainsi être actionné à distance, le déplacement des lames se réalisant à la fois lentement et quasi sans bruit.
Reconnaissons-le: ce projet est loin d’être simple: nous comprendrons bien que tout le monde ne s’y attèlera pas.