Relais et fins de courses

Dans le montage précédent, il s’agissait d’automatiser un mouvement simple. Ici, on conserve le même genre de modèle, un chariot mobile sur se déplaçant sur des rails mais on change d’objectif : vous êtes aux commandes du modèle, avec un interrupteur à trois positions :

  • marche avant
  • arrêt
  • marche arrière

On va utiliser deux relais : un relais pour alimenter le moteur en marche avant, un autre pour alimenter le moteur en marche arrière.
On alimentera soit un relais, soit l’autre, soit aucun mais pas les deux en même temps ! (court-circuit).

  • Quand aucun relais n’est alimenté, ils sont tous les deux en position repos et rien ne bouge.
  • Quand le relais AV passe en position travail, deux séries de contacts T – C sont fermés et le moteur est alimenté dans un sens.
  • Quand le relais AR passe en position travail, deux séries de contacts T – C sont fermés et le moteur est alimenté dans l’autre sens.

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Il est simple d’ajouter deux fins de courses NF qui permettent de s’assurer que le moteur s’arrête si le chariot mobile tente de dépasser la limite de position fixée à chaque extrémité.
Le fonctionnement est simple, on va prendre pour exemple le fonctionnement en marche avant : quand le modèle atteint la limite fixée, il appuie sur le fin de course AV, l’alimentation du relais marche AV est coupée, le relais passe en position repos ce qui coupe l’alimentation du moteur. Si on passe alors en marche arrière, c’est l’autre relais qui est mis sous tension et le modèle repart dans l’autre sens.

Relais inverseurs et relais autoalimentés

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Est-ce qu’on peut automatiser des modèles meccano sans utiliser d’arduino et sans programmer ? Et oui, heureusement !

On peut faire des choses sympathiques avec des relais et des fins de course. Voilà un petit montage qui utilise deux fins de course ; une fois arrivé à une extrémité le chariot actionne un fin de course qui renverse le sens de rotation du moteur et le mouvement se répète. Il n’y a pas dans cette version de temps d’arrêt avant de repartir dans l’autre sens. Voir en fin d’article une solution mécanique pour mettre en place un délai lors de l’inversion de sens.

Pour rappel un relais est dispositif qui est à deux états :

  • – un état au repos quand il n’est pas alimenté
  • – un état travail quand on l’alimente

Pour alimenter le relais, on connecte (ici sur 12V continu) les deux bornes qui alimentent la bobine qui est à l’intérieur.

Repos, Travail, Commun

Cette bobine permet de mettre en mouvement des « interrupteurs » situés à l’intérieur du relais.

Plus précisément le relais utilisé fonctionne comme ceci :

  • quand il n’est pas alimenté (état repos), chaque borne « repos » est en contact avec la borne « commun » qui lui correspond
  • quand il est alimenté (état travail), chaque borne « travail » est en contact avec la borne « commun » qui lui correspond

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L’ensemble de trois bornes « repos », « travail », « commun » en relation constitue un inverseur.

Pour l’instant, j’ai réalisé ce montage en utilisant un unique relais trouvé chez Conrad (502923 Relais-enfichable-Finder-553490120040-12-VDC-7-A-4-inverseurs-RT- + 503028 Support-relais-Finder-9404-). Le relais Conrad que j’ai choisi a 4 inverseurs (4 trios C,R,T) seuls 3 sont utilisés.

Le relais a donc 4 trios de 3 bornes (repos, travail, commun) + 2 bornes pour alimenter le relais lui-même. J’ai acheté un support, certes encombrant mais qui évite de réaliser des soudures. (Le relais s’enfiche dans le support et tous les contacts se font ensuite avec des borniers à vis).

Au lieu d’utiliser les termes « Repos », « Travail », « Commun », le relais que j’ai utilisé utilise les termes NC (Normally close), NO (Normally open) et COM (Commun).

On peut réaliser le montage en utilisant à la place d’un unique relais à 4 inverseurs, 3 relais comportant chacun un unique inverseur (Repos / Travail / Commun) comme ceux livrés dans les anciennes boîtes meccano « électronique ».

Quand le relais passe en position travail, le contact est coupé entre chaque borne « repos » et la borne « commun » qui lui correspond puis le contact s’établit entre chaque borne « travail » et la borne « commun » qui lui correspond.

Inversion de sens et auto-alimentation

  • 2 inverseurs sont utilisés pour changer le sens de rotation du moteur
  • 1 inverseur est utilisé en auto-alimentation du relais

Le principe de l’auto-alimentation d’un relais est rusé, il permet de maintenir le relais dans un état « travail » ou « repos » alors qu’on a actionné une fois le fin de course correspondant.

NF, NO …

NF signifie normalement fermé (contact établi quand le fin de course n’est pas actionné ; quand il est actionné, le contact se coupe)

NO normalement ouvert (pas de contact quand le fin de course n’est pas actionné ; quand il est actionné le contact s’établit).

Voilà des schémas possibles :

Avec 3 relais comportant un unique inverseur : relais1.pdf

Avec un seul relais comportant au moins trois inverseurs : relais2.pdf

Retarder l’inversion de marche

Une solution mécanique très simple existe. On peut mettre plusieurs dispositifs en série pour accroître le délai de retard.