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Collecteur et charbon - usage et utilité

12/05/2012: Les LEDs RGB à couleur variante visible sur la vidéo de cet article sont en ici vente chez MC Hobby.


Introduction
Un collecteur et charbons permettent de mettre en place un dispositif matériel transportant de l'enérgie vers un dispositif tournant autour d'un axe (rotatif).
Il existe de nombreux type de collecteurs et charbons largement répandu dans la vie de tous les jours.
Les exemples les plus courants sont la foreuse ou le mixer de cuisine.

Le rotor (partie tournante entrainant l'hélice du mixer ou le foret de la foreuse) à besoin de recevoir de l'énergie et pour ce faire, les constructeurs utilisent des collecteurs et des charbons.
Il faut cependant précisé que dans le cas de la foreuse ou du mixer, ces collecteurs sont trop élaborés pour pouvoir en envisager de les utiliser dans des projets personnels.
Heureusement, il existe des versions plus simples... et fort utiles (voir suite de l'article)


Un projet pour un collecteur simple
Depuis des années, j'ai une "grande roue" en KNex... et depuis des années, je rêve d'électrifier la grande roue pour avoir de l'éclairage dans la partie tournante.
Si je place simplement un fil qui va dans la partie tournante de la grande roue, ce dernier va s'entortiller lorsque la grand roue tournera. Cette solution ne convient pas.C'est donc un cas typique d'utilisation d'un collecteur et charbon.
Ce qui permettra de faire transmettre de l'électricité depuis les pieds de la grande roue jusque dans la partie tournante.

Un collecteur simple
Voici un collecteur tout ce qu'il y a plus simple (mais aussi de plus efficace).
Il est constitué de deux bagues distinctes prolongé par un raccordement électrique (fils).
Chacun des deux fils étant raccordé sur une seule bague.

Collecteur CO021 et Charbons BX198


Ce collecteur s'utilise conjointement avec des charbons.
J'ai trouvé que le modèle BX198 fonctionnaient très bien avec ce collecteur même s'il n'y a pas de cache.

Ce collecteur et les charbons sont disponibles chez MCHobby (demande par email en attendant la finalisation du WebShop).

Premier élément: l'axe de la grande roue
J'ai donc remplacé l'axe principal en plastique (deux demi-axes en plastiques raccordées en leurs centres par un connecteur plastique) par un axe principal en acier (deux demi-axes en acier raccordés en leur centre par une pièce en plastique).
Cette astuce me permet d'amener la tension (4.5volts) depuis les pieds de la grande roue jusqu'au centre de la grande roue :-)

Deuxième élément: placer un collecteur
L'axe principal de la grand roue ne tourne pas... c'est la grande roue qui tourne autour de l'axe.
Comme l'axe est une partie fixe et que comme le centre de la grand roue est fort encombré, j'ai décidé de placé le collecteur sur l'axe.

Chaque bague du collecteur étant raccorder à une des demi-axes métalliques de sorte que la tension est maintenant disponible sur le collecteur.
Raccordement du collecteur sur les axes électrifiés

Troisième élément: les charbons
Pour me facilité la tâche, j'ai décidé de faire tourner les charbons avec la grande roue (ils sont solidaire de la partie tournante).
Dans les faits, les charbons sont souvent solidaire de la partie fixe (tandis que le collecteur se trouve sur la partie tournante) ... mais comme je manquais de place sur l'axe, je n'ai pas vraiment eu le choix.

Justement, en parlant d'habitude: les charbons sont poussés sur l'axe à l'aide de ressorts.
N'ayant pas de ressorts à ma disposition, j'ai coincé les charbons dans un support en KNex et je me suis arrangé pour que celui-ci pousse sur l'axe à l'aide d'élastiques.
Base de montage des charbons
Montage des charbons
(avec guides de positionnement)
Utilisation d'élastiques pour
maintenir les charbons en contact
avec le collecteur

Grâce à cet astuce, j'ai maintenant de l'électricité qui arrive sur la partie tournante de la grande roue en suivant l'itinéraire suivant:
  1. Les pieds de la grande roue
    (fils raccordés sur les demi-axes métalliques)
  2. Les demi-axes de la grande roue.
  3. Le collecteur
    (via raccordements entre axes et collecteurs comme sur la photographique)
  4. Les charbons solidaire de la partie tournante.
  5. La périphérie de la grande roue
    (du simple fil uni-brin partant des charbons).
Résultat final
Vous noterez sur la vidéo suivante que les LED RGB restent allumée malgré le fait que la roue tourne.


D'ailleurs, je me suis offert le petit plaisir d'avoir des lettres RGB qui changent de couleur dans le temps (comme dans la vidéo suivante... si vous êtes attentifs).


Conclusion
Voici un exemple pratique d'utilisation de collecteur.
Cela peut s'appliquer à de nombreux projets et dans de nombreux cas où il est nécessaire de s'agrémenter de la rotation d'une partie du projet.