Commande d'aiguillage par Servo-Moteur

Après plusieurs essais peu concluants pour le pilotage des aiguillages à l’aide de servomoteurs — d’abord via un système d’engrenages, puis à l’aide d’une palette montée directement sur l’axe du servo — le résultat n’était pas satisfaisant.
Dans le premier cas, le jeu mécanique était trop important ; dans le second, le couple disponible s’est avéré insuffisant pour garantir un fonctionnement fiable et répétable.

Ayant découvert sur Internet une réalisation intéressante utilisant un système à came pour commander des aiguillages en HO à l’aide de servos, j’ai décidé de m’en inspirer et de me lancer à mon tour dans cette approche.

Le point de départ est le choix du servomoteur : un SG90S, donné pour un couple de 1,2 kg·cm sous 5 V.

Ce choix s’explique par plusieurs raisons :

le SG90S est robuste,
il dispose d’engrenages métalliques, nettement plus résistants que les versions en plastique,
il est facilement disponible à très bas coût, notamment chez Ali là-bas (moins de 2 € pièce).

Je n’ai pas redessiné le servomoteur en 3D, celui-ci étant facilement trouvable sous forme de modèle existant, directement exploitable dans Fusion 360.

Ce servo a ensuite été importé dans mon espace de travail 3D, et j’ai défini les contraintes de déplacement nécessaires.
En échelle N, le déplacement requis pour faire passer un aiguillage de la position droite à la position déviée est d’environ 3 mm.

Compte tenu des jeux mécaniques inévitables dans l’ensemble des pièces, j’ai volontairement augmenté cette valeur à 3,5 mm, soit ±1,75 mm de part et d’autre du point central, afin de garantir un basculement franc et fiable de l’aiguillage.

Voici donc la came dessinée..., c'est là que tout à commencé ...

La croix en dessous sert à bien positionner la came dans l'axe du servo lorsque celui-ci est à son point milieu.

Fichier OBJ Came ici

Ensuite, il fallait transmettre ce déplacement vers l'aiguillage, j'ai donc conçu une coulisse...

Fichier OBJ Coulisse ici

Vient ensuite le support, il faut bien tenir les pièces ensembles !

Comme je voulais pouvoir polariser la pointe de cœur et avoir un état électrique de la position de mon aiguillage, j'ai incorporé 4 micro interrupteurs à levier de ce type

Fichier OBJ du support ici

Bien sûr pour tenir l'ensemble, il fallait un couvercle.
Il existe en deux versions:

- une pour placer 2 micro interrupteurs

- l'autre pour en placer 4

Selon que l'on veut, ou pas, retourner, vers un système intégré, la position de l'aiguille.

Pour 4 micro interrupteurs ...

Fichier OBJ du couvercle 4 micro interrupteurs ici

Pour 2 micro interrupteurs

Fichier OBJ du couvercle 2 micro interrupteurs ici

Il reste une dernière pièce, le serre fil. Il permet comme son nom l'indique à maintenir le fil métallique qui transmettra le mouvement de la coulisse à l'aiguillage. Le fil peut être positionné à gauche ou à droite, suivant l'utilité. De plus, il est possible d'ajuster la position de l'ensemble grâce à la lumière qu'il possède (réglage fin).