On peut parfois chercher sur un problème pendant des mois et rejeter une idée a priori puis soudain remettre en cause ses principes de base et trouver la solution. C’est ce qui s’est produit ici pour l’étude des moteurs d’aiguilles.
Dès le départ j’ai rejeté le principe du moteur à un fil présenté par Jacques Le Plat. D’autres sur le WEB on fait de même pour les mêmes raisons. En effet sur mes 50 moteurs, même si j’imagine qu’ils sont presque tous au repos en même temps, il y aura bien au moins 10 fils activés en même temps, plus peut être dans la pire des situations. Cela conduit en tout cas à une alimentation pouvant délivrer en continu au moins 2 A et des câbles d’alimentation à la hauteur. Ce n’est pas très satisfaisant.
L’idée qui a été décisive pour abandonner le système à deux fils est la suivante. Il faut que le fil soit parcouru par un courant entre 200 mA et 220 mA pour produire sa rétraction d’environ 3,5 %. Le fil a une résistance faible. C’est un récepteur à très faible impédance. C’est donc une commande en courant et non pas en tension dont on a besoin. Si l’on alimente tous les fils de tous les moteurs en série le courant maximum ne sera toujours que de 220 mA. Pour désactiver un fil il suffit de le court-circuiter par exemple par le contact d’un relais ou d’un interrupteur. Afin d’avoir un courant constant de 220 mA on utilise un générateur de courant unique pour l’ensemble. C’est le montage dual d’une commande en tension dans laquelle les appareils sont en parallèle et les interrupteurs en série avec chaque appareil. Les générateurs de courant sont très simples à réaliser et l’on trouve facilement des schémas électronique de montage sur le WEB, à commencer par le site de Jacques Le Plat qui alimente ainsi chaque fil séparément.
Le fil Prorail a une résistivité d’environ 80.10-7 Ω.mm. Le fil Prorail a un diamètre de 0,125 mm, donc la section est 0,125 x 0,125 x π/4 = 0,01227 mm2. La résistance d’un fil de 60 mm de long est donc :
R = 80.10-7 x 60/ 0,01227 = 0,04 Ω.
Pour que le système fonctionne, il faut que la résistance du contact qui réalise la mise en court-circuit ne soit pas trop grande par rapport à celle du fil. Même avec une résistance de contact égale, le courant dans le fil sera divisé par 2 ce qui suffit à faire se détendre le fil. Les essais réalisés avec un relais de modèle courant montre que le principe fonctionne.
Si l’on compte 50 fils en série la résistance totale est de 50 x 0,04 Ω = 2 Ω. La tension nécessaire doit donc être au moins de 220 mA x 2 Ω = 440 mV = 0,44 V. Le générateur de courant n’a donc pas besoin de performances exceptionnelles, la variation de résistance étant finalement assez faible (au pire 0 et au plus 2 Ω.
Le schéma électrique est le suivant :
