Pour ceux qui désirent entreprendre la réalisation de cette maquette motorisée, ce qui nous pensons en vaut la peine car son réalisme est saisissant comme vous le montre les photographies, nous allons ce mois-ci détailler l'exécution pratique, tant au plan électronique que mécanique, cette dernière partie n'étant pas la moindre.
Réalisation
Après la théorie, la pratique. L'intérieur d'une voiture modèle réduit au 1/20e n'offre pas trop de place. Nous avons voulu conserver les banquettes de notre 4 CV — Maquette IMAI d'origine nippone — ce qui nous a obligé à découper l'électronique en modules qui, malheureusement n'ont pas de dimensions communes, ce qui aurait simplifié la découpe des circuits. 4 circuits imprimés seront nécessaires : un pour le préamplificateur micro, un pour la direction, un pour la section commande de la propulsion et enfin un dernier pour la partie puissance.
Nous avions dans un premier temps réuni la partie puissance et son circuit de commande, cela pose quelques problèmes d'implantation et de proximité des transistors de puissance et du moteur.
Cette division complique un peu la réalisation, nous aurions préféré un circuit imprimé unique mais il était difficile à caser en laissant en place les sièges.
Ce travail commence par de la mécanique. Toute la direction est fournie, les axes de roues sont en métal, le parallélogramme en matière plastique. Initialement, la direction est prévue avec un système de verrouillage en position par crans. On supprime le système d'écrantages barre de couplage et châssis). La barre de fixation des supports de roues avant sera vissée et non collée de façon à ce que l'on puisse démonter les roues.
La fixation par vis unique, au centre de la barre, laisse assez de souplesse pour un démontage sans enlèvement de la vis.
Sur la barre de commande de direction, on colle un morceau de crémaillère, nous avons utilisé une colle fusible, on pourra adopter une colle cyanoacrylate. En effet, notre direction est à crémaillère, comme celle de l'original.
L'opération suivante est la mise en place du servo. Cet élément est un EK logictrol, on le débarrasse du carénage arrière et du palonnier. On visse en sortie une tige filetée de 2 mm et on l'équipe d'un pignon de 15 dents du même module que celui de la crémaillère, c'est indispensable.
La tige filetée mesure 38 mm de long. Le pignon de laiton reçoit un écrou de même matière que l'on soude, un contre-écrou bloquera le pignon sur la tige filetée ...
On met ensuite la cloison avant en place (ce n'est pas une pare-feu, le moteur étant à l'arrière !) et on fixe le servo.
L'une des vis d'origine du servo sert pour la fixation dans l'aile avant gauche, l'autre vis sera une vis pour métaux, on percera pour elle le châssis et le servo en faisant attention à ne pas abimer le potentiomètre.
On perce un trou pour le passage de la sortie du potentiomètre. Les trous sont percés à la demande en présentant les pièces en place et en repérant l'endroit où le trou doit être percé. Nous avons procédé de la sorte avec succès. L'axe de sortie du servo coïncide avec celui de la voiture.
Tous les usinages terminés, on peut monter le servo et passer à la propulsion.
 |
| Moto-Réducteur |
Pour fixer le pignon intermédiaire, nous prenons un axe de 2,5 mm de diamètre (corde à piano par exemple) collé sur le flanc du moteur qui sera orienté vers l'avant. L'axe du moteur est parallèle à celui de la tige et on ajuste la position de cette dernière de façon à ce que le pignon complémentaire engrène sur celui du moteur et que le petit pignon engrène sur celui de l'axe des roues. Une entretoise fixe la position axiale du double pignon.
Avant le collage, on peut souder sur le moteur (tant pis si la soudure n'est qu'un collage) un fil de cuivre qui assurera une position correcte à l'axe pendant le durcissement. La mise en place de l'axe se fait modèle reposant sur ses roues, le jeu est en effet assez important et il ne faut pas que ce soit le pignon intermédiaire qui supporte le poids de la voiture.
Voilà, c'est à peu près tout pour la mécanique, nous n'avons pas parlé des pièces de matière plastique gênantes comme le support de siège avant au niveau du servo ou des parties situées dans la base du siège arrière et qui perturbent la mise en place des platines électroniques.
Sous le siège avant droite, nous installons l'interrupteur double, nous avons utilisé ici un DIP double de SECME, le double inter est nécessaire pour couper le 4,8 V et le 2,4 V. On découpe un rectangle dans le châssis, juste assez grand pour que Tinter s'y glisse en forçant légèrement ; une fois Tinter en place, on met un peu de colle cyanoacrylate et on attend la prise. Le plus dur est l'usinage de la découpe.
Juste à côté de l'interrupteur, on colle un morceau de support de CI en bande et découpable, il servira à la recharge dès accumulateurs sans avoir à démonter la carrosserie.
Vous pourrez alors équiper la carrosserie de ses vitres, feux, enjoliveurs, et peindre le tout ; nous avons laissé personnellement la carrosserie dans sa teinte beige d'origine ; nous avons peint l'intérieur en blanc puis en noir. La couche blanche permet de conserver la couleur naturelle de la matière plastique, le noir rend le tout parfaitement opaque. Une astuce pour éviter de peindre la carrosserie : la passer au Miror, c'est efficace çà brille et on se voit dedans ! (pub !)
La carrosserie de cette 4 CV se met en place par l'intermédiaire d'encoche et tenons, c'est pratique et permet une dépose facile. L'électronique demande un câblage le plus plat possible, notamment celui de l'amplificateur qui doit prendre place sous les batteries de 450 mAh. On aura intérêt à utiliser un stratifié de 0,8 mm d'épaisseur, à aplatir les extrémités des câbles côté cuivre (c'est meilleur pour la tenue des composants mais attention aux erreurs). Les transistors et les condensateurs tantale seront enfoncés au maximum.
Une fois le circuit de l'amplificateur en place, on l'essaye pour vérifier que son niveau de sortie est bien régulé, on met le micro que l'on câble en utilisant du fil de cuivre de 0,4 mm émaillé torsadé et mis en forme de ressort, c'est ce ressort qui filtrera les vibrations de la voiture.
Pour la platine de direction comme pour celle de commande du moteur, les exigences d'encombrement sont moins dures, même remarque pour le circuit de puissance, on dispose là d'un peu plus de place.
Lors du choix des composants, on prendra la valeur de tension de service la plus basse possible : 6,3 V pour le 470 uF et pour les autres ; pour le tantale, les condensateurs de 1 uF les plus petits (et courants) sont vendus pour une tension de service de 35 V, qui peut le plus peut le moins ...
Mise au point
Rien à faire bien sûr pour le générateur ... Par contre, on devra régler la fréquence centrale des filtres. Un tournevis suffit, il n'y a qu'à jouer de l'instrument et à tourner le potentiomètre d'accord, jusqu'à ce que quelque chose se produise. Attention, suivant la puissance du souffle, la note changera, en soufflant fort dans la flûte, la note devient plus aiguë ...
Cette technique d'accordage demande de la patience mais aucun autre outillage qu'un tournevis.
Si maintenant vous disposez d'un amplificateur, vous pouvez brancher sont entrée à haute impédance sur la borne 5 du 567 par l'intermédiaire d'une résistance de 1 Mégohms, vous pourrez entendre la tonalité du VCO et faire la comparaison entre cette tonalité et celle de la flûte.
Si vous possédez un oscilloscope double trace, même à faible bande passante, vous pourrez comparer la fréquence du signal de sortie de l'amplificateur à celle de l'oscillateur.
Avec un simple trace, on pourra affiner le réglage ; en effet, au moment du verrouillage de la boucle, l'oscillateur interne voit sa fréquence propre se synchroniser avec la fréquence du signal d'entrée.
Sur l'écran de l'oscilloscope, on visualise l'onde rectangulaire prise sur la borne 5 du circuit intégré. Au moment où le verrouillage se produit, c'est-à-dire lors de l'arrivée de la fréquence, on constate une augmentation ou une diminution de la période du signal. En agissant sur le potentiomètre, on s'arrange pour que la fréquence de l'oscillateur soit la même avec ou sans signal audio.
Cette technique s'avère très pratique à condition toutefois que la fréquence du signal reçu et celle de l'oscillateur soient proches. Sinon, un examen successif de l'onde en sortie d'amplificateur et de celle générée par l'oscillateur local du 567 permettra de se régler sur la bonne fréquence.
Après avoir réglé les quatre potentiomètres, on vérifie qu'une note donne un virage à gauche, une autre un virage à droite, une troisième commande la marche avant et la quatrième la marche arrière. Vérifiez également que les ordres brefs commandent l'arrêt.
Test des servo mécanismes.
Pas besoin de tonalité pour les servo-mécanismes. Si vous suivez notre plan de câblage, vous devrez obtenir du premier coup le résultat désiré.
Un essai sans tonalité peut se pratiquer en mettant à la masse la sortie 8 de l'un des NE 567. Ces sorties à collecteur ouvert ne craignent point ce genre de manipulations. Cette mise à la masse entraine la rotation du servo.
Le servo mécanisme comporte un moteur, une démultiplication qui entraine un arbre de sortie et un potentiomètre solidaire de cet arbre. Comme le potentiomètre ne peut tourner sur 360°, nous avons une paire de butées limitant mécaniquement le débattement de l'arbre de sortie. On repérera la position de ces butées, on mettra le servo au neutre (position intermédiaire entre les butées) et on centrera le potentiomètre sur le curseur (deux vis permettent le réglage de position du potentiomètre).
Pour le servo à retour au centre, on vérifiera qu'à la mise sous tension on se trouve effectivement au neutre entre les deux butées), on vérifiera également que la mécanique ne force pas en fin de course. Le servo à déplacement progressif dispose d'un potentiomètre à limitation de course, on devra donc réaliser des coupures dans la piste du potentiomètre, coupures usinées à l'aide d'une petite fraise (voir figure 4). On prévoira une course d'environ ± 45°. Si au moment du câblage du servo on inverse les deux contacts de fin de course ou les fils du moteur, on utilisera les butées mécaniques au lieu des électriques. La course sera supérieure à ± 45°.
Pour le servo à retour au centre automatique, une inversion des fils du potentiomètre ou du moteur entraîne un départ en butée à la mise sous tension. En cas de problème, on inversera les fils.
Si maintenant vous montez un potentiomètre coupé à la place du potentiomètre continu, et que vous utilisez l'électronique a retour au centre automatique vous aurez un pompage du système ou un voyage en butée. Attention donc si vous avez envie de changer de version ...
Charge des accus
Nous avons deux accumulateurs à charger, un de 2,4 V 225 mAh et un de 2,4 V 450 mAh. Ces deux accumulateurs sont montés en série, et comme leur capacité n'est pas identique, il faut user d'un artifice pour leur charge. Si vous voulez vous compliquer la vie, vous commencez par charger le tout avec un courant de 22 mA pendant 14 h, vous débranchez l'accu de 225 mA et vous poursuivez avec une charge de 22 mA pendant 14 heures ou 45 mA pendant 7 heures pour l'accu de 450 mAh. Vous pouvez aussi l'utiliser deux chargeurs, chacun réglé pour un courant différent.
Nous vous proposons une charge à courant constant associant deux générateurs. Le premier produit un courant d'environ 45 mA, il alimente les deux batteries placées en série. Le second est monté en parallèle sur l'accumulateur de 225 mA, il détourne à peu près la moitié du courant. Conclusion : l'accu de 225 mAh se charge en même temps que celui de 450 mA et dans de bonnes conditions, quelle que soit la tension de l'accumulateur (cette dernière varie au cours de la charge).
Le transistor du générateur de courant placé en parallèle sur l'accumulateur peut-être un modèle de petite puissance (TO 92 plastique) ; par contre, si la source a une tension trop importante, le transistor ballast dissipera trop de puissance ; avec une chute de tension supérieure à 6 V, on choisira un BC 328, si elle est le plus de 10 V, on prendra un BD 136.
Les diodes LED seront des modèles de la première génération (cristal GaAIAs), diode à faible chute de tension. Les autres diodes, verte jaune et rouge GaP ont une chute de tension plus importante exigeant une modification des résistances d'émetteur. La charge complète s'effectue en 14 heures.
Voilà une réalisation pas trop délicate à mettre au point, l'émetteur est tout fabriqué, la voiture ne demande pas trop de mécanique. La technique des décodeurs de tonalité PLL assure une étonnante discrimination des fréquences, vous pourrez le constater vous-même. Les servomécanismes reprennent des techniques connues depuis fort longtemps mais avec des circuits intégrés récents et parfaitement adaptés à la miniaturisation de la réalisation. Toutes ces techniques abordées ici, vous pourrez bien sûr les adapter à d'autres situations, nous le souhaitons d'ailleurs. Pour rester dans le domaine de la maquette (que vous devrez si possible soigner !), vous pourrez remplacer le récepteur acoustique par un récepteur à super réaction (guère plus encombrant que l'acoustique), le souffle ne gênera pas les décodeurs de tonalité...
Amusez vous bien et pourquoi pas, tentez la « programmation » !
Etienne LÉMERY
Électronique Loisirs N459 Février 1986
