Du pont de 1970 je conserve donc le principal, c’est-à-dire la structure de la poutre usiné et le mécanisme. La résistance bobiné de l’époque m’a permis de faire les essais actuels mais je vais refaire ce potentiomètre avec de meilleures caractéristiques. J’ai trouvé chez Conrad du fil résistant de 63 Ω/m et de 0,1 mm de diamètre. Je vais réaliser 36 bobines plates correspondant aux 36 positions possibles des voies (31 seulement seront utilisées). L’assemblage de ces bobine va me donner une couronne constituant le potentiomètre du pont. Comme le fil est plus fin que celui d’origine, je vais pouvoir améliorer la précision de l’arrêt. Cette réalisation par bobine individuelle facilite la fabrication et la maintenance. Là aussi je vais construire une machine à bobiner en Meccano, mais elle sera plus simple que celle de 1970. Mon ami Pierre m’a suggéré un système différent pour la mesure de tension. Au lieu de récupérer une tension sur un potentiomètre fixe, la couronne du potentiomètre sera une résistance fermée sur elle-même. En fonction de la voie sélectionnée, on alimente entre les deux tensions +Vcc et –Vcc deux points opposés de cette couronne. La position d’arrêt correspond au point à mi chemin entre ces deux prises. Deux points sont solutions, mais un seul donne un équilibre stable obtenu pour une tension égale à zéro. L’avantage du montage est que le pont prend automatiquement le chemin le plus court pour rejoindre la position d’équilibre. Avec 2 curseurs sur le pont (comme on le voit sur la vidéo), on effectue un demi tour très simplement en commutant le curseur de capture de la position.

Vue générale du pont. L’ensemble est prêt à être intégré dans le décor.

Gros plan sur un curseur. Le potentiomètre d’origine présente le fil résistant sur tranche.

Le montage d’essai prototype actuellement abandonné avec un AOP TL071 et deux darlingtons BD680 et BD679. Le montage définitif va utiliser un LM675.

Le montage final aura bien sûr sa propre alimentation double.

La motorisation et l’électronique sont fixes, sous le pont. Quatre fils passant par le moyeu assurent les liaisons : les deux curseurs et l’alimentation des rails.

Autre vue générale du pont en essai. Le petit fil tordu sur le pourtour à gauche est un repère pour vérifier la précision de l’arrêt.

Un curseur en gros plan. Il est isolé de la masse du pont par une rondelle. On constate quelques irrégularités dans le bobinage du fil. On fera mieux sur le nouveau.

L’autre extrémité du pont. Ce second curseur permet le demi-tour par une simple commutation. La lame de laiton porte un contact arrondi en argent.

Le moyeu central est creux.

Vue du dessous, la mécanique avec le moteur 15V muni d’origine d’un réducteur.

La grande couronne dentée porte des frotteurs assurant les liaisons électrique par frottement sur des pistes de cuivre (circuit imprimé).

Ce montage d’essai comporte 4 mini interrupteurs donnant 3 bits de sélection. Le N°1 est inutilisé.

Un circuit de décodage 74HC238 (à droite) sélectionne une ligne parmi 8 et envois l’information à un circuit ULN d’amplification (réseau de 8 transistors) apte à commander les relais. Deux relais seulement ont été placé pour les essais.

Huit diodes LEDs ont été ajoutées pour mieux contrôler visuellement  les sorties.

Vue générale de dessous. La platine noir provient d’une caméra Pathé-baby  et la couronne dentée bleue d’une sorbetière !

Sous le mécanisme on découvre des pistes en cuivre assurant les différentes liaisons électriques avec le pont (curseurs et voie) ainsi que la commutation du courant vers la voie desservie.

Le potentiomètre bobiné des années 70. Environ 4 fils par millimètre.

Les différentes pièces détachées du pont.

Le pont aujourd’hui.


Le montage électronique d’origine a été revu à la lueur des connaissances théoriques qui me faisaient défaut à l’époque. J’avais réussi à faire fonctionner l’ensemble mais avec une fiabilité douteuse quant à la précision d’arrêt et aux risques d’oscillations. Un élément important avant de s’intéresser à l’électronique est la qualité du moteur. Le moteur de l’époque fonctionnait sous une tension de 4,5 V avec une tension de démarrage assez aléatoire. J’ai remplacé ce moteur par un excellent moteur à courant continu fonctionnant sous 15 V et démarrant sous 1,5 V. Lui aussi provient d’une récupération mais dans le domaine professionnel (informatique). Il consomme moins de 20 mA sous 15 V. Par ailleurs le montage électronique a été amélioré avec une boucle de rétro-action comprenant la partie amplification de puissance. Autrement dit la contre réaction se fait en prenant la tension sur le moteur lui-même et non pas en sortie de l’AOP (voir le schéma).

Dans un premier temps j’ai utilisé un AOP courant, le TL071 avec une amplification en puissance par deux transistors darlingtons monté en push-pull. Ce montage qui est celui de la vidéo m’a donné satisfaction mais la tension aux bornes du moteurs n’atteint pas les 15 V nominaux du moteur qui de ce fait tourne un peu trop lentement. Ayant dans mes réserves un LM675 bien plus puissant et pouvant directement piloter le moteur avec des tensions jusqu’à 30V, j’ai finalement opté pour ce circuit et les essais (non illustrés ici) donnent les mêmes résultats quant à la précision d’arrêt avec un montage bien plus simple mais un composant plus cher il est vrai.

Le circuit de contrôle des années 70. Technologie et bricolage de l’époque : transistors et diodes au germanium d’un autre âge, radiateurs maison, aop 741 en boitier métallique. Sur la droite les potentiomètres maison pour l’ajustage des positions de voie.

Pour chaque voie à atteindre il faut effectuer 3 commutations sur le potentiomètre du pont : les points +Vcc et – Vcc ainsi que le point d’arrêt. Son ajustement va utiliser un petit potentiomètre en dérivation avec la résistance du pont. Ces commutations sont réalisées par des relais placés près du pont sur la carte électronique de commande. On évite ainsi de grandes longueurs de fils qui nuisent à la fidélité et la précision de l’arrêt.

Les essais sont très prometteurs et l’électronique de commande particulièrement simple avec le LM675. Un avantage par rapport à un système à moteur pas-à-pas est la simplicité du montage électronique, la possibilité de tout réaliser sans avoir à savoir programmer un micro-contrôleur, l’absence de problème d’initialisation puisque le pont indique sa position réelle par un procédé physique simple (le curseur). L’inconvénient est la fabrication du potentiomètre bobiné de précision mais comme c’est une technique que je maîtrise, cela ne m’inquiète pas. L’avenir dira si je parvient au bout du projet par cette technique.

Le nouveau potentiomètre sera composé de 36 modules de 10° avec une partie bobinée en fil de 1/10 mm. Un potentiomètre en dérivation permettra d’ajuster le zéro pour la voie correspondante.

Premier schéma avec une tension de sortie un peu faible car le Tl071 n’accepte pas plus de ±18V en alimentation. Montage testé avec succès.

Deuxième schéma avec une tension de sortie convenable grâce aux 2 transistors amplificateurs de tension (montage non testé)

Troisième schéma, en principe définitif, avec une tension de sortie convenable grâce aux LM675 acceptant une alimentation de ±30V et sortant un courant de 3A. Ce montage a été testé avec succès.

Le plan d’origine de la poutre-pont réalisé par mon père à la main car à l’époque, pas d’ordinateurs !

Les plans d’origine de la partie mécanique à usiner (moyeu)

Le montage du pivot

Les charriots de roulement.