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Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)




  1. #1
    phil851

    Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)

    Après une lecture attentive j'essaie de poser ma question au bon endroit (un peu difficile à déterminer et mes excuses si erreur).

    Je souhaite réaliser un rouet électrique pour filer de la laine (cadeau à prévoir pour mon épouse). L'achat à neuf est prohibitif (plus de 500€). Et j'aurais bien aimé faire un modèle reproductible pas trop difficilement pour le mettre en ligne, pour d'autres. Une exploration du net en français et en anglais ne me ramène que peu de chose (en anglais electric spinner ou spinning).

    Pour comprendre le sujet, la bobine et l'épinglier sont tous les deux entrainés par une courroie (une seule) en huit entrainée par une grande roue (en version mécanique), l'image d'Epinal. Le diamètre de bobine ou d'entrainement d'épinglier est de l'ordre de 8 à 10 cm. La courroie est usuellement une courroie ronde (thermosoudable serait le plus simple) et un système de tension.

    Pour ceux qui ont essayé de comprendre la mécanique d'un rouet, la chose est assez peu explicite avec plusieurs types d’entrainement. En double entrainement, les deux pièces principales tournent mais à des vitesses différentes. Si on maintien le fil alors la bobine n'enroule pas (glissement sur l'axe et sur la courroie) et le fil se tord (principe du filage), si on donne du mou au fil il s’enroule sur la bobine. L’alternance des deux produit le fil. A chaque démonstration de mon épouse les femmes posent des questions sur la difficulté à faire du fil régulier, les hommes se tordent les méninges pour comprendre comment se truc peu fonctionner sur le plan mécanique.

    La partie bois, poulie bois, tournage sur bois ne me pose pas trop de question. Et un niveau d'outillage décent pour le bois (moins bon sur le métal surtout si besoin de précision).

    Ma difficulté est déterminer quel type de moteur, et l’intervalle de vitesse.

    Les contraintes que je peux donner avec plus ou moins de certitudes.

    Le prix plutôt bas car si je dois refaire plusieurs modèles avant une réussite.

    La rotation finale de la bobine est autour des 150 à 200 tr/mn sur un rouet mécanique (chrono en main), mais comme le pédalage ne facilite pas le travail une vitesse plus élevée est peut être intéressante en électrique donc a priori une fourchette de 150 à 600 tr/mn voire 800 maximum. Soit un rapport de 1 à 4. La démultiplication entre la poulie de moteur et la bobine ne peut guère dépasser un ratio de 4 (poulie de 2 cm, bobine de 8 cm) 5 au maximum. Ce qui m'amène à une rotation de moteur de 600 à 2400 tr/mn.

    La puissance : là très difficile. En fait relativement peu de frottement à vide, une masse en rotation assez faible 300 g à vide à 600 g maximum. Estimer le frein par frottement que produit la traction du fil sur la bobine dépasse mes compétences. En regardant des modèles sur le net cela semble aller de 20 à 70 W max pour le moteur mais pas certain. Une autre façon d'appréhender la question serait l'énergie produite par un humain qui à mon sens dépasse difficilement les 50 W sur de longues durées (hors marathonien).

    Il doit pouvoir tourner dans les deux sens (retord de plusieurs fils).

    La commande de mise en route (on/off facile) doit pouvoir être déportée , voir permettre le réglage de vitesse (proportionnelle) pédale ou axe à la jambe - les deux mains étant occupées.

    Sauf erreur d’estimation, donc un moteur de 20 à 70 W, rotation maximum 2400 tr/mn un réglage permettant de diviser par 4 à 5 avec toutes les positions intermédiaires, une durée d’utilisation longue (plusieurs heures), une rotation dans les deux sens.

    Et là les affres de la décision, que choisir ! Moteur DC avec ou sans balai, universel, alternatif … quelle solution pour le réglage de vitesse. Quelle alimentation (sachant que j’ai des alimentations de PC en stock 12 et 5V, mais est ce adapté). Me suis je totalement trompé dans mes calculs ?

    Un avis ?

    -----


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  3. #2
    PIXEL

    Re : Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)

    une utilisation de plusieurs heures élimine d’office le moteur continu à balais ( dit universel)
    pour des raisons de durée de vie et de bruit !

    le moteur idéal semble le moteur 230v asynchrone à 3000 tours , fiable et silencieux.

    suivi du réducteur idoine (courroie) et piloté par un variateur fréquentiel genre ALTIVAR

  4. #3
    phil851

    Re : Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)

    Merci Pixel
    La solution d'un régulateur de type ALTIVAR est du coup assez chère sauf à rechercher de l'occasion mais alors non reproductible.

    Une question stupide. Comment ils font dans les machines à coudre ?
    La gamme de puissance moteur est à peu près cela, la durée d'utilisation proche, et la vitesse réglable.


  5. #4
    PIXEL

    Re : Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)

    une machine à coudre domestique ne tourne pas des heures sans pose , et fait un foin de tous les diables.

    tu peux aussi voir chez les chinois

  6. #5
    Bounoume

    Re : Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)

    Citation Envoyé par PIXEL Voir le message
    une machine à coudre domestique ne tourne pas des heures sans pose , et fait un foin de tous les diables.
    Pas si sûr!
    Quand madame coud, j'ai surtout l'impression d'entendre la mécanique qui coud, pas le moteur.
    Cependant le petits moteur universel (à 200 V alternatif) de celle de Madame est contrôlé par un vulgaire rhéostat à pied. Pas très précis....et me semble-t-il pas de marche arrière.

    Vu mon grand âge, je reste fidèle aux moteurs à courant continu à balais.
    Très faciles à trouver (ou à extraire de tout électro_portatif sur batterie).
    Quasi increvable sauf excès d'alimentation et survitesse/surintensité.bon, la partie électro-mécanique d'un brushless ou d'un asynchrone n'use pas ses balais,mais quand l'électronique pilote est naze, c'est POUBELLE en direct....
    Très facile à réguler en vitesse ou/et en couple moteur
    Pas cher (tous proviennent de Chine..)
    si récup impossible:
    moteur neuf 12 V max, 10 A pleine charge: 37€ sur internet

    Pour alimenter et réguler, le point de départ peut être un chargeur de batteries d'électro-portatif RAPIDE.
    Là encore la récup fait l'affaire (quoique pour notre sécurité les recycleurs gagnent leur pain en interdisant de ré-utiliser les vieilleries pour le plaisir de les casser recycleusement...à leur profit).

    Y ajouter une électronique simple pour contrôler la tension, donc la vitesse, et les interrupteurs pour la marche arrière

    Pour alimenter/réguler, on devrait trouver aussi dans le commerce des convertisseurs AC 220V /Dc variables pas trop chers.
    Intensité mini dirais-je 4 A pour au moins 12 V, peut-être 18 V...


    ami phil851,

    de quel laps de temps disposes-tu pour réaliser complètement le rouet?
    quel niveau as-tu en électricité/électronique?
    parce que ça influe sur les options possibles.......quel niveau as-tu en électricité/électronique?
    le bruit tue l'information......

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    phil851

    Re : Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)

    Merci de la réponse.

    Citation Envoyé par Bounoume Voir le message
    Cependant le petits moteur universel (à 200 V alternatif) de celle de Madame est contrôlé par un vulgaire rhéostat à pied. Pas très précis....et me semble-t-il pas de marche arrière.
    Pour les plus anciennes une inversion mécanique pour la marche arrière. J'ai une machine à coudre non réparable (pièce cassée). Il faudrait éventuellement que je démonte le moteur mais cette solution n'est pas réemployable.

    Citation Envoyé par Bounoume Voir le message
    Pas si sûr!
    Quasi increvable sauf excès d'alimentation et survitesse/surintensité.bon, la partie électro-mécanique d'un brushless ou d'un asynchrone n'use pas ses balais,mais quand l'électronique pilote est naze, c'est POUBELLE en direct....
    J'ai exploré le sujet des brushless avec des difficultés de compréhension mais il me semble compliqué de trouver dans la gamme de vitesse qui m'intéresse (150 à 600 t/mn ou à l’extrême 600 à 2400 t/mn) et dans mon incompréhension les ampérages annoncés sont extrêmement élevés (modélisme) et comment peut on les alimenter (hors batterie) et un fonctionnement long.

    Citation Envoyé par Bounoume Voir le message
    Pas si sûr!
    moteur neuf 12 V max, 10 A pleine charge: 37€ sur internet
    Là je suis bien dans une gamme de prix raisonnable. Par contre, ceux que j'ai repéré sur le net sont moins puissants avec des rotations trop rapides et bien au delà de mes possibilités. Là une question, je n'ai pas trouvé de réducteur mécanique adaptable où je suis trop mauvais dans ma recherche. Et la question alternative est jusqu'où peut on baisser l'alimentation d'un moteur DC en gardant une puissance raisonnable.

    Citation Envoyé par Bounoume Voir le message
    Y ajouter une électronique simple pour contrôler la tension, donc la vitesse, et les interrupteurs pour la marche arrière

    Pour alimenter/réguler, on devrait trouver aussi dans le commerce des convertisseurs AC 220V /Dc variables pas trop chers.
    Intensité mini dirais-je 4 A pour au moins 12 V, peut-être 18 V...
    Les modules de réglages moteurs tout fait (Conrad par exemple) peuvent ils faire office. Pour l'alimentation aucune idée.


    Citation Envoyé par Bounoume Voir le message
    de quel laps de temps disposes-tu pour réaliser complètement le rouet?
    Je prévois d'essayer de le finir à l'été prochain (avec les essais et erreurs, surtout sur la partie mécanique et le tournage des bobines) et en sus des travaux de rénovation

    Citation Envoyé par Bounoume Voir le message
    quel niveau as-tu en électricité/électronique?
    parce que ça influe sur les options possibles.......quel niveau as-tu en électricité/électronique?
    En électricité domestique assez autonome (plusieurs tableaux de maison dont du triphasé), rien sur l’électricité générale, rien sur les moteurs si ce n'est que j'ai compris l'accompagnement moteur. En électronique pas plus qu'un exécutant de base (fer à souder) réalisant un kit et aucune connaissance me permettant de concevoir, quelques souvenirs de réaliser un "ordinateur" de base en wrapping il y a 35 ans, autonome sur l'informatique (développement)

    Je viens de récupérer un moteur de visseuse sans fil 12V avec réducteur (vitesse inconnue) mais qui me met en sécurité mon alimentation de PC 12V et tourne sur une batterie.

  9. #7
    Bounoume

    Re : Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)

    j'ai cru comprendre que la vitasse de rotation des brushless d'aéromodélisme est proportionnelle à la tension apliquée
    KV donne les Tours/minute/volt
    ça tourne donc très très vite...., trop vite donc


    régulateur (variateur) pour moteur CC
    http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1...=detview1&rb=1

    moteur CC
    http://www.gotronic.fr/art-moteur-mfa-re800-11707.htm
    4000 tours à tension max; à tension réduite la moitié ou le quart

    question réducteur de vitesse....
    perso je me contenterais du rapport de réduction par le rapport de diamètre des poulies d'entrainement: grosse poulie sur la broche, toute petite sur le moteur, quitte à mettre en série 2 étages courroie-poulies....
    tu peux toutefois voir des réducteurs mécaniques chez gotronic....

    Il faut aussi une source de courant continu:
    toujours avec les techniques anciennes:
    transformateur 220 V/ 12 V (en fait, la plus petite des valeurs max supportées par le moteur ET le régulateur)
    redresseur à diodes (pont de diodes en général)
    gros condensateur de filtrage: 1000 micro-farads ou +, tension > 12 V... disons 16 V...
    fusible sur le courant sortant
    c'est tout

    le moteur de visseuse convient probablement.
    toutefois en rotation continue et avec charge mécanique (travail de filage) voir quand même si ça chauffe trop...
    C'est plutôt normal qu'il fasse disjoncter l'alim PC: sa consommation au démarrage dépasse le max admissible de l'alim (surtout si tu as utilisé la sortie 12 V); en prenant le 5 V possible que ça accepte de tourner ( moins vite)
    le bruit tue l'information......

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  11. #8
    Sanglo

    Re : Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)

    Bonjour,

    Une exploration du net en français et en anglais ne me ramène que peu de chose ...
    En très peu de temps j'ai trouvé suffisamment d'indications pour définir le besoin.

    As-tu vu ceci:
    http://forum.tricofolk.info/forum/vi....php?pid=12021
    Là on part sur une perceuse-visseuse avec variateur de vitesse.
    Si on utilise une perceuse 12V on peut également la brancher sur une batterie pour une plus grande autonomie.
    On peut également utiliser une perceuse classique en 230V.

    Ou ceci:
    https://www.etsy.com/fr/listing/2108...=sr_gallery_17
    Là on voit que c'est un moteur de machine à coudre qui est utilisé et en général ces moteurs sont utilisés avec une pédale permettant de faire varier la vitesse de rotation.

    Ou encore çà:
    https://www.etsy.com/fr/listing/2376...f=sr_gallery_8
    Ici dans le descriptif il est question d'un moteur bruschless.
    Ce type de moteur doit être couplé à un contrôleur pour faire varier la vitesse.

    J'ai trouvé également des images pour ce type d'entraînement avec des moteurs de machine à coudre certainement plus silencieux et plus faciles à monter qu'une perceuse.
    Revers de la médaille: il semble qu'ils n'aient qu'un seul sens de rotation.

    En espérant que ça puisse t'aider dans ton projet.

    A++
    Images attachées Images attachées
    Pas de problèmes ... rien que des solutions.

  12. #9
    phil851

    Re : Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)

    Merci Sanglo,

    Je les avais tous vu et quelques dizaines d'autres y compris les commerciales. Quand je dis une exploration du Net assez large ma limite étant au nombre de langues.

    La perceuse du premier lien est une très très mauvaise solution, et peu ou pas adaptable. Nécessite un rouet mécanique et a peu près intransportable.

    Ceux de ETSI sont plutôt cher (300 €) à très cher (1000 €), sans garantie ... Mais pas forcément très éloigné des objectifs. Par contre, je n'arrive pas à savoir quel type de moteur ils utilisent. L'un indique un brushless, l'autre aucune idée.

    Le plus abouti me semble être http://www.glacialwanderer.com/hobbyrobotics/?p=79 mais specs non précisé, moteur plus produit.

    Et l'autre un kit http://www.electriceelwheel.com/ , pas trop de détail. En explorant le forum on fini par découvrir que cela fonctionnerais peut être avec un moteur électrique 12v HP 1/35 soit à peu près 20W. Réglage de vitesse peu compréhensible pour moi

    Tous sont en simple entrainement (frein sur bobine le plus souvent). L'avantage du double entrainement est qu'on peut choisir l'un ou l'autre en sus de l'habitude de la fileuse.

    Arrivé au bout du projet, l'objectif secondaire est de mettre en ligne un plan raisonnablement réalisable par le bricoleur soigneux, à un coût acceptable pou un hobby.

  13. #10
    phil851

    Re : Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)

    Citation Envoyé par Bounoume Voir le message
    j'ai cru comprendre que la vitesse de rotation des brushless d'aéromodélisme est proportionnelle à la tension apliquée
    régulateur (variateur) pour moteur CC
    http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1...=detview1&rb=1

    moteur CC
    http://www.gotronic.fr/art-moteur-mfa-re800-11707.htm
    4000 tours à tension max; à tension réduite la moitié ou le quart

    question réducteur de vitesse....
    perso je me contenterais du rapport de réduction par le rapport de diamètre des poulies d'entrainement: grosse poulie sur la broche, toute petite sur le moteur, quitte à mettre en série 2 étages courroie-poulies....
    tu peux toutefois voir des réducteurs mécaniques chez gotronic....
    Merci,

    Je commence à voir où chercher.

    A priori donc un moteur 12v, plutôt un motoreducteur (car poulies étagés à ces vitesses assez difficile de réalisation,ou alors je ne suis vraiment pas bon).

    J'en ai deux ou trois sur le site indiqué avec des puissances variables :
    http://www.gotronic.fr/art-motoreduc...5d41-12161.htm
    http://www.gotronic.fr/art-motoreduc...d161-12412.htm
    http://www.gotronic.fr/art-motoreduc...d111-11737.htm

    Le brushless semble exclu car pas simple sur cette gamme de vitesse.

    Une régulation en tension (pas de PWM).

    Une alimentation plutôt à faire soit même donc 12v max. Est ce que le gros condensateur est pour aider le démarrage moteur, ou juste redressement.

  14. #11
    antek

    Re : Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)

    Citation Envoyé par phil851 Voir le message
    Une régulation en tension (pas de PWM).
    Est ce que le gros condensateur est pour aider le démarrage moteur, ou juste redressement.
    Un régulateur en PWM aura moins de pertes (chauffera moins), surtout à basse vitesse.
    Quel condensateur ?

  15. #12
    Bounoume

    Re : Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)

    Citation Envoyé par phil851 Voir le message
    Merci,

    Une régulation en tension (pas de PWM).

    Une alimentation plutôt à faire soit même donc 12v max. Est ce que le gros condensateur est pour aider le démarrage moteur, ou juste redressement.
    c'est exact, les alimentations à découpage ont un excellent rendement..... mais ce sont des circuits complexes difficiles à réaliser par un particulier. En principe la tension de sortie est réglable, mais dans beaucoup de modèles le réglage de cette tension est fixé (en général par un diviseur de tension (2 résistances en série, le point intermédiaire définit l'entrée d'asservissement de l'oscillateur de découpage...)
    SI tu sais où se trouve ce diviseur de tension, c'est très facile de le modifier en rajoutant un potentiomètre, qui alors commandera la valeur de la tension de sortie. Ou alors si tu sais où apparaît la tension de référence du comparateur d'asservissement, tu peux l'altérer (par un potentiomètre aussi, et avec lui tu auras le contrôle de la tension de sortie.

    Hélas sans avoir les schémas et plans du bidule, faire cela est quasiment impossible....

    C'est pourquoi je proposais de construire un régulateur statique tout bête (un transistor de puissance increvable et pas cher 2N3055, - -mais il chauffera et nécessitera un radiateur - en darlington avec un npn quelconque, commandé par un ampli op à 4 sous ex uA741 (ou d' autres transistor avec fonction différentiellle, qui compare la tension de sortie à la tension de référence donnée par une diode zener (+/- diminuée par le pot de réglage)
    C'est pas extrêmement précis, le rendement passe de 'bon' (à tension maxi) à quasiment ZERO lorsque la tension de sortie est réglée très basse....


    j'ai un peu cherché sur le net des alim (à découpage) -== convertisseurs 220 V - courant continu, réglables, avec une intensité de sortie suffisante, mais je n'ai pas trouvé à un prix abordable.
    Il y a plein d'"alimentations de laboratoire" capables de fournir la tension variable, et une intensité suffisante, mais leurs prix sont conséquents....



    2) le gros CONDENSATEUR:
    le couple transfo-redresseur produit un courant de sens constant, mais de tension non constante. C'est une tension dite 'ondulée' qui suit la valeur absolue instantanée de la tension alternative. Donc lorsque la tension du 50 Hz passe à O avant de changer de polarité, la tension ondulée est nulle aussi.
    Le condensateur sert à lisser cette tension de sortie, pour qu'elle reste à peu près constantetout au long d'une période du 50 HZ.

    Faute de mettre ce condensateur, le régulateur statique que je propose donne un résultat médiocre et imprécis.
    SI on remplace ce régulateur statique par un convertisseur continu-continu à découpage -solution de shadok...-, il faudrait quand même lui fournir une tension grossièrement stable: ça ne nous dispenserait pas du gros condensateur de filtrage (ou de ballast, je ne sais plus..)
    le bruit tue l'information......

  16. #13
    Bounoume

    Re : Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)

    Ah un tout petit 'truc':
    Si tu optes pour un moteur de machine à coudre, cet engin est habituellement un moteur dit "universel' avec collecteur et charbons (dits aussi balais).
    normalement il tourne toujours dans le même sens (qu'on l'alimente en alternatif ou en courant continu d'ailleurs)

    Pourtant pour le faire tourner dans l'autre sens c'est TRES SIMPLE:
    on repère chacun des fils qui alimente chacun des charbons.
    On permute les destinations des fils (le courant passe donc à l'envers dans le collecteur (entre les charbons), et le moteur tourne à l'envers....

    Suffit d'un interrupteur câblé en inverseur pour changer le dit sens du courant donc du moteur....
    le bruit tue l'information......

  17. #14
    Sanglo

    Re : Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)

    Bonjour,

    Un moteur de machine à coudre est certainement la solution la plus simple.

    A++
    Pas de problèmes ... rien que des solutions.

  18. #15
    Bounoume

    Re : Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)

    C'est évident, mon cher Watson
    le bruit tue l'information......

  19. #16
    phil851

    Re : Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)

    Merci à tous, les fêtes vont être l'occasion d'une petite pause. Visiblement avec vos propositions, j'aurais des solutions de motorisations, de réglages de vitesse, il reste à choisir (toujours difficile).

    Une grosse recherche sur le net vers les moteurs brushless (silence, durabilité) mais les choix sont soit de l'industriel cher, soit du modélisme avec des vitesses de dizaines de milliers de tours, des puissances de crêtes élevées et pas de solution de réducteur mécanique adaptable à petit prix, mais j'ai peut être raté un créneau. Une recherche rapide sur les réglages de vitesse et là il semblerait qu'il y ait du choix de PWM à petit prix (à regarder de plus près une fois moteur déterminé)

    Je commence la mécanique en janvier (déjà pas simple) celle coté laine et à réaliser des jeux de poulies bois multi étagées comme il faut, bobines et épinglier, les essais pour avoir des tenseurs et réglages, avec une transmission simple pour faire des tests. (Photos à venir)

    Ensuite le temps sera celui des essais d'entrainement avec une petite pile de moteurs réduits récupérés de visseuses (merci Mr Déchetterie), de modélisme en 8W 6V trop rapide (5400 t/mn), un de machine à coudre universelle (pourrait m'aider à trouver la bonne gamme de vitesse avec son rhéostat), un autre en 12V pas très puissant. Et du bricolage pour voir l’échantillon de vitesse et puissance qu'il me faut. Aussi quelques essais pour voir comment faire une réduction (2e étage) sur des vitesses de 5000 t et plus, au moins pour essayer (le choix de moteur serait ainsi plus simple). Là je devrais pouvoir être plus précis sur l'intervalle de vitesse de rotation nécessaire, et peut être la puissance nécessaire avec les différentes pertes.

    Si vous avez la gentillesse d'accepter, je reviens vers vous à ce moment avec quelques questions de réalisation pratique et/ou d'aide au choix d'achat (moteur, alimentation, réglage vitesse). Avec l'ensemble des pistes, cela devrait me mener vers un coût en dessous d'une centaine d'euro de fournitures en première estimation.

    A bientôt

  20. #17
    Bounoume

    Re : Choix de moteur electrique et transmission (Projet rouet electrique)

    à bientôt donc......
    le bruit tue l'information......

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