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Qu’est-ce qu’un robot de soudage à l’arc ?

Les robots de soudage à l’arc sont des robots qui effectuent le soudage à l’arc à la place de l’homme.

Ils se caractérisent par leur taille relativement petite par rapport aux autres robots de soudage. Le soudage à l’arc émet une lumière intense et un puissant rayonnement ultraviolet en raison de la décharge de l’arc, ce qui entraîne des températures extrêmement élevées au point de soudage. Il existe donc un risque élevé de brûlures, même si l’on est protégé par des lunettes et des vêtements de travail.

Les vapeurs de métal sont également nocives si elles sont inhalées. C’est pourquoi il existe une forte demande d’alternatives robotiques. Les robots ont l’avantage de pouvoir effectuer le soudage à des vitesses élevées et avec une qualité constante, ce qui contribue également à la réduction des coûts.

Utilisations des robots de soudage à l’arc

Le soudage à l’arc est utilisé pour relier des métaux tels que l’acier à l’acier, l’aluminium et le titane. Il s’agit d’une méthode de soudage applicable à presque toutes les structures métalliques. Voici quelques exemples de produits pour lesquels les robots de soudage à l’arc sont utilisés :

• Charpentes métalliques et les machines de construction.
• Machines de transport terrestre telles que les voitures et le matériel roulant.
• Grandes machines de transport aérien telles que les avions.
• Grandes machines maritimes telles que les navires.

Les robots de soudage à l’arc sont utilisés dans les usines de fabrication des produits susmentionnés. Le soudage s’est de plus en plus rationalisé ces dernières années et les exemples de robots de soudage à l’arc se multiplient. Ils peuvent également être utilisés pour le soudage tig et mag, qui sont des types de soudage à l’arc.

Principe des robots de soudage à l’arc

Le soudage à l’arc est une méthode de soudage qui utilise des décharges électriques dans l’air. Une décharge d’arc se produit lorsqu’un courant électrique passe à travers une baguette de soudage, qui agit comme une électrode, et est mise en contact avec le métal à assembler, puis lentement écartée. L’arc est suffisamment chaud pour atteindre des températures allant jusqu’à 20 000 °C, de sorte que le métal fond rapidement et est assemblé.

Le robot est monté verticalement et possède six à sept axes articulés pour un mouvement précis. Chaque axe a un angle et une vitesse de déplacement spécifiques, et un opérateur qualifié enseigne au robot les conditions de soudage. Les conditions et le positionnement sont importants dans ce processus, qui est parfois décidé lors du soudage proprement dit.

L’élément de soudage proprement dit est appelé torche de soudage, qui est fixée à l’extrémité du robot. La torche et la pointe de contact doivent être sélectionnées en fonction de l’objet à souder.

Structure d’un robot de soudage à l’arc

La structure d’un robot de soudage à l’arc se compose d’un manipulateur, d’un contrôleur et d’un boîtier de programmation.

1. Manipulateur

Le manipulateur se compose d’une base, d’un moteur et d’un effecteur terminal. La torche de soudage montée sur l’effecteur peut être remplacée pour s’adapter à différentes conditions de soudage. Le manipulateur est doté d’une structure articulée à plusieurs axes et de servomoteurs.

2. Contrôleur

Le contrôleur consiste en un équipement de stockage de données et de communication avec le manipulateur. Les conditions de soudage et autres données sont stockées dans le contrôleur.

3. Pendentif de programmation

La boîte à boutons de programmation est une interface par laquelle une personne enseigne les conditions de soudage au robot. Les données décrivant les procédures de fonctionnement du manipulateur peuvent être créées, changées ou modifiées. La modification des paramètres de contrôle et l’apprentissage s’effectuent également via le pendentif de programmation.

Comment choisir un robot de soudage à l’arc

Les robots de soudage à l’arc doivent être sélectionnés en fonction du matériau de soudage, de la course et de la méthode d’installation. Les matériaux de soudage comprennent l’acier et l’aluminium. Choisissez un robot compatible avec le matériau à souder.

La course est la distance à laquelle le robot peut étendre son bras. Plus la course est longue, plus le robot peut agir loin, mais plus il est coûteux. Plusieurs robots peuvent être installés pour le soudage de grandes pièces.

Les méthodes d’installation comprennent l’accrochage au mur et la suspension au plafond, en fonction des conditions dans lesquelles le robot doit être installé. La méthode d’installation appropriée est sélectionnée en fonction de l’endroit où le robot doit être installé.

Autres informations sur les robots de soudage à l’arc

Le marché des robots de soudage à l’arc

Le marché mondial des robots de soudage à l’arc devrait atteindre 10,7 milliards d’euros d’ici 2026. De plus, l’industrie automobile devrait rester forte et la demande continuer à croître au-delà de 2024. La tendance à l’automatisation, en particulier dans les pays développés, et les problèmes de pénurie de main-d’œuvre, sont également des facteurs qui stimulent la demande.

Les robots de soudage à l’arc sont généralement vendus à partir de de la dizaine de milliers d’euros. Le montant varie en fonction du matériau à souder et des conditions d’utilisation.

Qu’est-ce qu’un système de traitement d’images ?

Un système de traitement d’images est une série de configurations de systèmes qui traitent et synthétisent des images et des données 2D et 3D et lisent leurs caractéristiques.

Les systèmes de traitement d’images remplacent l’œil humain et permettent toute une série de jugements et de mesures. Cette technologie est indispensable pour les machines automatiques et les robots industriels.

Utilisations des systèmes de traitement d’images

Le traitement d’images est aujourd’hui utilisé dans un très grand nombre de domaines, notamment :

1. Domaine médical

Le scanner et l’IRM sont les deux principaux types de traitement d’images dans le domaine médical : le scanner étend les images des examens radiologiques conventionnels de deux à trois dimensions, ce qui permet d’observer le corps entier ; l’IRM utilise un champ magnétique puissant et des ondes électromagnétiques pour permettre un diagnostic sans l’utilisation de radiations ; l’IRM est utilisée dans le domaine médical pour le diagnostic du cancer et d’autres maladies. Les deux types d’examen utilisent la technologie du traitement de l’image pour observer l’intérieur du corps sous différents angles.

2. Domaine industriel

Dans le secteur industriel, de nombreux systèmes de traitement d’images sont utilisés sur les chaînes de production. Ils sont utilisés dans une large gamme d’utilisations telles que la reconnaissance de composants, la saisie et l’alignement dans les processus d’assemblage, le comptage de pièces, l’inspection visuelle et le contrôle dimensionnel dans les processus d’inspection, le tri et l’emballage dans les processus d’expédition, ainsi que la surveillance des risques, contribuant ainsi de manière significative à l’automatisation des processus.

3. Transport

Les utilisations typiques dans le secteur des transports comprennent l’aide à la conduite des véhicules et l’automatisation de la conduite. En traitant les images des caméras non seulement de face, mais aussi dans un angle de 360°, il est possible de détecter les piétons, les obstacles et les autres véhicules, d’alerter les conducteurs et de prendre les mesures d’évitement qui s’imposent.

Outre les automobiles, le système est également utilisé pour la surveillance des équipements et de la sécurité dans les systèmes ferroviaires. Il est utile pour surveiller une vaste zone dans l’environnement lumineux changeant de l’extérieur et le long des lignes de chemin de fer au nom des personnes.

4. Domaine de la sécurité

Un exemple typique d’utilisation dans le secteur de la sécurité est celui des systèmes de reconnaissance faciale. Ils sont largement utilisés dans les smartphones et contribuent également à renforcer la sécurité de l’accès aux bâtiments.

Principe des systèmes de traitement d’images

Les systèmes de traitement d’images fonctionnent selon la séquence suivante.

1. Entrée de l’image

La distribution de la lumière est convertie en signaux électriques, principalement à l’aide de capteurs CCD.

2. Lissage

Le lissage, un type de prétraitement, permet de lisser les changements d’ombres hors foyer. Le lissage est également appelé filtre de moyenne car il calcule la valeur moyenne des pixels dans la zone couverte par le filtre et définit cette valeur comme le nouveau nombre de pixels. Il est utilisé comme filtre spatial pour lisser une image et éliminer le bruit.

3. Extraction des caractéristiques

L’une des images caractéristiques est une image binaire. La binarisation est le processus qui consiste à réduire une image de plusieurs niveaux de densité à seulement deux niveaux de densité, le blanc et le noir. Une image ne comportant qu’un seul niveau de densité, soit le blanc, soit le noir, est considérée comme une image à deux niveaux de densité.

L’histogramme est un moyen d’utiliser les valeurs de niveaux de gris pour déterminer la nature d’une image. Il prend le nombre de pixels sur l’axe horizontal et la fréquence des pixels sur l’axe vertical et reporte ces informations sur un graphique. L’histogramme est ensuite traité en divisant le nombre de nuances sur l’axe horizontal de l’histogramme en deux parties, les données des pixels étant divisées en 1 si le nombre de nuances est supérieur et en 0 s’il est inférieur.

4. Évaluation

Les images obtenues par extraction de caractéristiques sont évaluées en fonction de l’objectif poursuivi.

Autres informations sur les systèmes de traitement d’images

1. Sélection de la caméra pour les systèmes de traitement d’images

Le choix de la caméra est très important pour le traitement des images. Les caméras sont utilisées dans les systèmes de traitement d’images pour acquérir des données d’image de la pièce dans le processus de saisie d’image.

Sur les sites de production, par exemple, les caméras qui remplissent la fonction d’œil sont utilisées pour photographier des objets d’inspection tels que des cartes de circuits imprimés afin de contrôler les défauts et l’état du produit, mais des conditions de prise de vue différentes peuvent entraîner des variations dans la précision de l’inspection.

Afin de garantir des conditions de prise de vue aussi identiques que possible, l’appareil photo, l’objectif et l’éclairage doivent être sélectionnés de manière appropriée. Il existe deux grands types de systèmes de traitement d’images :

Les systèmes de caméra à capteur de surface
Il s’agit de la méthode d’imagerie la plus couramment utilisée qui produit une image en deux dimensions. La taille de l’image qui peut être acquise est déterminée par la caméra.

Les systèmes de caméra à capteur linéaire
Cette méthode permet d’acquérir en continu des images unidimensionnelles et de produire des images bidimensionnelles. La caméra ou la pièce doit se déplacer dans une certaine direction lors de l’acquisition des images. Cette méthode est efficace pour capturer des images de pièces relativement grandes. Il est nécessaire de sélectionner une caméra appropriée sur la base d’une compréhension approfondie des exigences.

2. Traitement en temps réel dans Les systèmes de traitement d’images

Le traitement informatique au sein des systèmes de traitement d’images est effectué par des logiciels ou du matériel. Le traitement logiciel est très flexible car il peut être adapté à divers changements en modifiant le programme, mais le traitement matériel est nécessaire dans les situations où le traitement en temps réel est requis, par exemple pour éviter les dangers.

Par exemple, un moniteur de vision périphérique, utilisé pour éviter les collisions lors du stationnement d’une voiture, projette à l’origine des images en temps réel depuis le dessus de la voiture où il n’y a pas de caméra. Ici, un matériel dédié tel qu’un ASIC est utilisé pour générer des images en temps réel en synthétisant et en traitant les données d’image provenant de la caméra embarquée.

Qu’est-ce qu’un capteur d’humidité ?

Un capteur d’humidité est un capteur qui mesure l’humidité de l’air.

En général, il s’agit d’un capteur qui mesure l’humidité relative à la teneur en vapeur d’eau saturée. Ils sont parfois utilisés en combinaison avec des capteurs de température sous la forme de capteurs de température et d’humidité. Il existe bien entendu des capteurs d’humidité qui détectent l’humidité absolue mais les capteurs d’humidité qui détectent l’humidité relative sont plus courants.

Les capteurs d’humidité sont utilisés non seulement dans les appareils domestiques tels que les climatiseurs et les sèche-linge, mais aussi dans la maintenance des machines et la transformation des aliments.

Utilisations des capteurs d’humidité

Les capteurs d’humidité sont largement utilisés dans les appareils ménagers, les équipements de bureautique tels que les imprimantes, la climatisation des maisons, des bâtiments et des installations, et les installations industrielles telles que les usines et les entrepôts. Voici quelques exemples de leurs applications respectives

1. Produits à usage domestique général

Les capteurs d’humidité sont installés dans des produits à usage domestique général. Par exemple, ils sont utilisés dans les climatiseurs, les réfrigérateurs, les voitures, les séchoirs, les purificateurs d’air et les humidificateurs. Les capteurs d’humidité sont essentiels pour les produits de climatisation qui régulent l’environnement de l’air.

2. Équipements de bureautique

Les capteurs d’humidité sont également installés dans les équipements de bureautique tels que les imprimantes, etc. Comme les équipements de bureautique n’aiment pas la sécheresse ou l’humidité extrême, les capteurs d’humidité sont utilisés pour mesurer l’environnement externe et prévenir les pannes d’équipement.

3. Secteurs industriels

Une gamme encore plus large de capteurs d’humidité est utilisée dans les secteurs industriels. Ils sont utilisés pour contrôler l’humidité dans les usines de transformation des aliments et les usines de culture des plantes, ainsi que dans les sites de fabrication de semi-conducteurs et autres et dans les zones de stockage. Les capteurs d’humidité sont également utilisés là où le contrôle de l’humidité est important, comme dans les environnements de fabrication et de fonctionnement des équipements médicaux et dans l’industrie aérospatiale.

4. Utilisations de stockage

Le contrôle de l’humidité est également très important pour le stockage des objets exposés dans les musées et les galeries d’art. Les capteurs d’humidité jouent donc un rôle important dans le contrôle de l’humidité dans les zones de stockage.

Principe des capteurs d’humidité

Les capteurs d’humidité mesurent généralement l’humidité relative. Le capteur mesure l’humidité de l’air et la calcule comme une valeur relative à l’humidité saturée à la température de l’environnement pour obtenir l’humidité relative.

Les capteurs d’humidité qui mesurent l’humidité absolue, en revanche, mesurent la quantité de vapeur d’eau par mètre cube dans l’espace. Cette humidité absolue est indépendante de la température et indique la quantité de vapeur d’eau dans l’espace ; elle est également appelée humidité absolue volumétrique.

Types de capteurs d’humidité

Les capteurs d’humidité électroniques à polymère constituent le type de capteur d’humidité le plus courant et sont classés en deux catégories : les capteurs à variation de résistance et les capteurs à variation de capacité. Les deux types se composent d’une électrode et d’une membrane polymère. La variation de l’humidité causée par l’absorption de l’humidité par la membrane polymère se traduit par une modification du signal électrique entre les électrodes.

1. Capteurs d’humidité à variation de résistance

Les capteurs d’humidité de type à variation de résistance détectent les signaux électriques correspondant aux variations d’humidité en captant les variations de la résistance électrique. La structure se compose d’une électrode en forme de peigne disposée de manière à ce que les électrodes soient mutuellement opposées. Une membrane polymère est disposée de manière à remplir l’espace entre les électrodes se faisant face dans la forme du peigne.

Lorsque la membrane polymère absorbe l’humidité et que l’eau est adsorbée, les ions de la membrane sont libres de se déplacer et la résistance de la membrane est modifiée par ces ions. Cette modification de la résistance de la membrane entraîne une modification de la résistance (impédance) entre les électrodes, de sorte que l’humidité peut être détectée par la modification de la résistance électrique.

Les capteurs d’humidité à variation de résistance électrique ont une structure simple et peuvent être produits en masse. Ils sont également relativement peu coûteux, ont une bonne durabilité, sont résistants au bruit car ils mesurent la résistance électrique et conviennent aux zones à forte humidité. Toutefois, ils présentent l’inconvénient de ne pas fonctionner correctement lorsque l’humidité est faible.

2. Capteurs d’humidité à variation de capacité

Le capteur d’humidité de type capacitif applique la technologie des condensateurs pour détecter les signaux électriques correspondant aux changements d’humidité en capturant les signaux électriques en termes de capacité électrique. La structure se compose d’une électrode perméable à l’humidité avec un diélectrique constitué d’un film polymère tel que la cellulose ou le PVA, qui absorbe l’humidité, pris en sandwich entre deux électrodes normales.

Du côté de l’électrode transmettant l’humidité, l’humidité de l’air est absorbée par la membrane polymère, qu’il y ait ou non une électrode, et la capacité du diélectrique de la membrane polymère varie en fonction de la quantité d’humidité absorbée. Par conséquent, les différences de teneur en humidité, c’est-à-dire les changements d’humidité, peuvent être détectées comme des changements de capacité.

L’avantage du capteur d’humidité à variation de capacité est qu’il est plus sensible et a une vitesse de réponse plus rapide que le type résistif. Toutefois, les capteurs d’humidité à variation de capacité présentent l’inconvénient d’avoir des circuits plus complexes.

Autres informations sur les capteurs d’humidité

1. Types de capteurs d’humidité

Outre les capteurs d’humidité se présentant sous la forme de petits éléments reliés à un circuit électronique, il existe également des capteurs d’humidité à l’intérieur d’une section de mesure en forme de sonde. Certains types sont résistants à la condensation, tandis que d’autres y sont sensibles. Il est donc nécessaire de choisir le type approprié en fonction de l’utilisation.

2. Durée de vie des capteurs d’humidité

Les capteurs d’humidité se détériorent progressivement après de nombreuses années d’utilisation continue et, naturellement, leur précision de mesure se dégrade. De plus, le joint entre le capteur d’humidité et la sortie externe se détériore également. Compte tenu de ces facteurs, la durée de vie du capteur est d’environ 2 à 5 ans, en fonction de l’environnement d’exploitation et du type de capteur installé.

3. Capteurs d’humidité pour smartphones

Ces dernières années, un nombre croissant de smartphones ont été équipés de capteurs de température et d’humidité. Pour mesurer la température et l’humidité avec de tels smartphones équipés de capteurs de température et d’humidité, il est nécessaire de télécharger des applications gratuites.

Dans de nombreux cas, il est également possible de mesurer la température et l’humidité sur des smartphones qui n’en sont pas équipés en y fixant un capteur externe. Il existe également des capteurs sans fil reliés aux smartphones, tels que les capteurs de température et d’humidité dotés de la fonctionnalité Bluletooth. Ces capteurs externes sont généralement appelés capteurs environnementaux. Bon nombre de ces capteurs d’environnement ont des fonctions de capteur multiples telles que la température, l’éclairage, la pression barométrique et le bruit ainsi que l’humidité.

Qu’est-ce qu’un câble blindé ?

Les câbles blindés sont des câbles dans lesquels la section du conducteur métallique transmettant les signaux et l’énergie est recouverte d’une couche métallique mise à la terre.

La couche métallique de mise à la terre est constituée d’une fine pellicule ou d’un autre matériau tissé dans le câble. Le fait de recouvrir la section du conducteur d’une couche métallique bloque les ondes électromagnétiques provenant de l’extérieur et empêche en même temps les fuites d’ondes électromagnétiques vers l’extérieur.

Cette structure contribue à la communication à grande vitesse dans les domaines des télécommunications et de l’instrumentation et est importante pour garantir la sécurité dans le domaine de la haute puissance. Dans les câbles multiconducteurs, elle sert également à annuler le bruit entre les fils.

Utilisations des câbles blindés

Les câbles blindés sont largement utilisés dans les câbles LAN pour les équipements OA et dans les haut-parleurs pour les équipements audio.

L’objectif de ces utilisations est de protéger les équipements des ondes électromagnétiques émises de l’extérieur. En revanche, les câbles blindés sont également utilisés dans les applications de distribution d’énergie à haute tension. L’objectif de ces dernières est d’éviter la génération d’ondes électromagnétiques.

Principe des câbles blindés

Les principaux composants d’un câble blindé sont le conducteur, la couche de blindage (écran), la couche d’isolation et la gaine.

Dans les câbles métalliques normaux, le conducteur extérieur est recouvert d’une couche isolante. En revanche, les câbles blindés sont recouverts d’une couche de blindage, telle qu’une fine pellicule métallique, au-dessus de la couche d’isolation recouvrant le conducteur.

L’extérieur de la couche de blindage est recouvert d’un film isolant appelé gaine, qui protège le fil de l’environnement extérieur. La mise à la terre de la couche de blindage permet de protéger les câbles de signaux contre le bruit. L’utilisation de câbles blindés dans les câbles d’alimentation permet également de contrer les ondes électromagnétiques générées.

L’annulation des ondes électromagnétiques provenant des câbles d’alimentation est souvent utilisée du point de vue de la sécurité, car elle permet de prévenir les accidents de chocs électriques dus à l’induction.

Types de câbles blindés

Il existe deux types de câbles blindés : les câbles blindés électrostatiques, qui empêchent les bruits extérieurs, et les câbles blindés électromagnétiques, qui empêchent les flux magnétiques causés par les courants électriques d’affecter les équipements extérieurs. La méthode de mise à la terre de la couche de blindage diffère selon le type, il est donc important de mettre le câble à la terre en utilisant une méthode appropriée au type.

1. Câbles blindés électrostatiques

Les câbles blindés électrostatiques sont des câbles dont l’âme est recouverte d’un ruban métallique en cuivre ou en aluminium ou d’une tresse métallique.

Ce ruban absorbe les bruits extérieurs et les achemine vers la terre, empêchant ainsi le bruit de pénétrer dans les fils de l’âme. Ils sont principalement utilisés dans les câbles de signaux et de communication. La méthode de mise à la terre de base pour les câbles à semences électrostatiques est la mise à la terre d’une seule extrémité. Cela permet d’éviter que des courants de retour ne circulent dans le blindage.

Si les deux extrémités sont reliées à la terre, la possibilité que le courant circule dans le blindage augmente et il y a un risque de bruit généré par le blindage en raison du courant qui le traverse. Il convient également de noter que si le blindage n’est pas relié à la terre, non seulement le blindage ne sera pas efficace, mais du bruit sera généré dans le signal si la charge électrique qui s’est accumulée dans le blindage est libérée d’une manière ou d’une autre. Lorsque des câbles blindés sont utilisés, ils doivent être mis à la terre.

2. Câbles blindés électromagnétiques

Les câbles blindés électromagnétiques sont des câbles dont l’âme est recouverte de fer et de cuivre afin d’empêcher le flux magnétique causé par le courant électrique de s’échapper.

L’inconvénient est que le revêtement en fer les rend vulnérables à la flexion et au pliage. Ils sont principalement utilisés pour les câbles parcourus par des courants importants, tels que les câbles d’alimentation et les moteurs. Pour la mise à la terre des câbles blindés électromagnétiques, on peut choisir entre une mise à la terre double et une mise à la terre simple, en fonction de la distance. Pour la transmission d’énergie sur de longues distances, le câble doit être mis à la terre aux deux extrémités, tandis que pour les distances plus courtes, il doit être mis à la terre à une extrémité. Dans les deux cas, l’effet de blindage peut être augmenté en rendant le câblage de mise à la terre aussi faible que possible en termes de résistance électrique.

En règle générale, des plaques ou des pieux de cuivre sont enfouis à plusieurs mètres sous terre afin de réduire la résistance de la mise à la terre. Ce conducteur souterrain est appelé piquet de terre. Les fils qui remontent à la surface à partir du piquet de terre sont connectés à une barre de cuivre appelée barre de terre ou barre omnibus.

Qu’est-ce qu’un moteur pas à pas ?

Les moteurs pas à pas désignent les moteurs dont l’angle de rotation peut être contrôlé par des signaux d’impulsion et constituent un type de moteur pouvant garantir une grande précision de positionnement.

Également appelé moteur à impulsions, l’angle de rotation est déterminé par le nombre de signaux d’impulsions, qui sont les signaux de commande, et le nombre de phases du moteur, tandis que la vitesse de rotation dépend de la fréquence des impulsions, correspondant à la vitesse des impulsions. Malgré son coût relativement faible et la simplicité de la configuration du moteur, il se caractérise par une grande précision de positionnement et un couple élevé avec une commande en boucle ouverte.

Utilisations des moteurs pas à pas

En raison de leur structure, les moteurs pas à pas sont excellent dans le contrôle précis et réversible des angles et sont donc principalement utilisés lorsqu’une précision de positionnement est requise. Les moteurs d’entraînement utilisés pour exprimer les mouvements bidimensionnels de dispositifs robotiques tels que les équipements de transfert automatique en sont un exemple.

En combinant des vis à billes de haute précision et des moteurs pas à pas, la vitesse d’avance de la platine peut être exprimée avec une précision et une répétabilité extrêmement élevées. De même, pour les machines de revêtement qui pulvérisent une certaine quantité de peinture en fonction de l’ouverture de la vanne, les moteurs pas à pas peuvent être utilisés pour ajuster précisément l’angle d’ouverture de la vanne pour des opérations plus élaborées.

Principe du moteur pas à pas

L’intérieur d’un moteur pas à pas se compose d’une section de rotor reliée à un arbre et de plusieurs stators installés sur sa périphérie. La section du rotor est elle-même divisée en deux parties, chacune étant magnétisée de manière à ce que les pôles N et S soient en phase opposée.

Le stator se caractérise également par la présence de petites dents, dont l’espacement est contrôlé avec précision : si l’on prend l’exemple d’un moteurs pas à pas à deux phases, les stators qui se font face sont magnétisés avec la même polarité, tandis que les stators voisins sont magnétisés en sens inverse. Par conséquent, le stator attirant et repoussant les irrégularités du rotor s’excluent mutuellement, et le rotor est maintenu dans une position énergétiquement stable par rapport à l’état de magnétisation du stator.

Le courant est alors appliqué pour inverser la polarité du stator, ce qui fait tourner le rotor d’un stator à l’autre. La commande répétée de cette opération permet de contrôler précisément l’angle de rotation en fonction de la précision mécanique des petites dents du stator ; dans un moteurs pas à pas à cinq phases, cette commande est séquentielle en cinq étapes, ce qui signifie qu’un contrôle plus fin de l’angle est possible.

Autres informations sur les moteurs pas à pas

1. Couple des moteurs pas à pas

Le couple de sortie d’un moteur pas à pas varie en fonction de la vitesse de rotation ; il est généralement élevé à des vitesses de rotation lentes, faible et élevées. Lors de la sélection d’un moteur pas à pas, vérifiez le tableau des caractéristiques vitesse de rotation-couple du moteur et sélectionnez un moteur de sorte que le couple requis à la vitesse de rotation de fonctionnement se situe dans la courbe du couple de sortie.

Une attention particulière doit être accordée à l’utilisation du moteur à des vitesses élevées, car le couple d’arrachement à des vitesses élevées est d’environ 20 % du couple de repos maximal de l’excitation.

Les caractéristiques de couple varient également en fonction du circuit d’attaque utilisé, des différences de structure interne et de la tension d’entrée, même pour des moteurs ayant les mêmes dimensions externes, de sorte que la sélection du moteur doit également tenir compte du fabricant, de la combinaison du circuit d’attaque et de la tension d’entrée.

2. Pilotes de moteurs pas à pas

Un dispositif de commande appelé « driver » ou pilote est nécessaire pour faire fonctionner un moteurs pas à pas. Le circuit d’attaque contrôle la tension du courant qui circule vers le moteurs pas à pas, contrôlant ainsi la vitesse de rotation, la quantité de rotation, etc.

Les pilotes sont disponibles dans les systèmes d’entraînement à courant constant et à basse tension, mais le système à courant constant est souvent utilisé en raison de ses caractéristiques de couple supérieures à des vitesses élevées. En général, un train d’impulsions est transmis au circuit d’attaque par un dispositif de commande hôte en tant que valeur d’indication de la vitesse de rotation et de la quantité de rotation, et le moteur tourne à la vitesse et à la quantité indiquées en fonction du train d’impulsions transmis.

Certains moteurs sont équipés d’une fonction appelée micropas. Les moteurs pas à pas tournent en utilisant l’angle de pas de base comme angle de rotation minimum, mais les pilotes dotés d’une fonction de micropas peuvent ajuster le courant circulant dans chaque bobine, subdiviser électriquement l’angle de pas de base et augmenter la résolution de la rotation.

Cela a également pour effet de réduire les vibrations et le bruit, le dépassement à chaque angle de pas et l’atténuation des chocs au démarrage et à l’arrêt. La résolution de la fonction micropas peut être sélectionnée par des commutateurs DIP, entre autres, en fonction de l’utilisation prévue.

3. Utilisation avec des servomoteurs à courant alternatif

Les servomoteurs à courant alternatif sont souvent cités en relation avec les moteurs pas à pas.

Adapté/inadapté aux moteurs pas à pas
Les servomoteurs à courant alternatif sont dotés d’un codeur intégré et d’un système de rétroaction, de sorte que le couple de rotation est relativement constant, quel que soit le nombre de tours. Les moteurs pas à pas, en revanche, ne conviennent pas à cette application car le couple de rotation diminue à grande vitesse. À l’inverse, si la rotation à faible vitesse est l’utilisation principale, les moteurs pas à pas conviennent.

Les moteurs pas à pas sont principalement disponibles sur le marché dans des types de contrôle en boucle ouverte, mais il existe également des produits qui peuvent être équipés d’encodeurs pour un contrôle fermé et une meilleure efficacité. Toutefois, dans ce cas, il sera nécessaire de reconsidérer l’autre avantage de ces moteurs, à savoir leur taille relativement petite, leur configuration simple et leur faible coût.

Applications pour lesquelles les servomoteurs à courant alternatif sont mieux adaptés
Les applications pour lesquelles les servomoteurs à courant alternatif doivent être utilisés sont celles qui nécessitent un contrôle avancé de la rotation à l’aide de plusieurs moteurs. Comme on ne peut s’attendre à ce que la commande en boucle ouverte compense les mouvements entre les moteurs par auto-détection, les servomoteurs AC conviennent mieux dans ce cas que les moteurs pas à pas. De même pour le fonctionnement rotatif à grande vitesse.

Qu’est-ce que la RFID ?

RFID (radio frequency identifier) est un terme générique désignant une technologie d’identification automatique utilisant la communication sans fil à courte portée.

Elle diffère sensiblement de la lecture optique des codes-barres et des codes QR en ce sens qu’il est possible de lire simultanément plusieurs étiquettes RFID contenant des informations électroniques saisies sans contact à l’aide d’un lecteur. Toutes les informations peuvent être saisies, effacées et réécrites.

Cependant, l’installation de machines de lecture est encore très coûteuse à l’heure actuelle, de sorte que l’obstacle à l’introduction est élevé pour les restaurants et les magasins privés.

Utilisations de la RFID

Parmi les utilisations familières de la RFID figurent les cartes à puce de transport et les cartes à puce prépayées émises par les compagnies ferroviaires. La puce intégrée au permis de conduire est également une étiquette RFID. Y sont inscrites des informations telles que le nom, la date de naissance, l’adresse actuelle, le domicile légal, la photographie, le type de permis, le numéro de permis et la date d’acquisition du permis, afin d’éviter toute falsification.

D’autres utilisations concernent les fabricants de vêtements, la distribution et le secteur médical, où la RFID est utilisée comme outil de gestion de diverses informations sur les stocks et les produits de distribution, compte tenu de sa facilité à traiter simultanément de grandes quantités de données.

Principe de la RFID

La RFID utilise la communication sans fil à courte portée pour échanger et gérer des informations entre les étiquettes RFID et les lecteurs par lots. L’étiquette RFID contient généralement une mémoire et une antenne pour envoyer et recevoir des signaux de communication, et l’entrée et la sortie d’informations utilisant l’étiquette RFID comme support s’effectuent par l’intermédiaire de ces antennes et de la mémoire.

Il existe deux grands types de RFID : passive et active, la différence résidant dans l’intégration ou non d’une batterie dans l’étiquette RFID.

1. Type passif

Les étiquettes RFID passives utilisent les ondes radio émises par le lecteur comme source d’énergie, et l’étiquette RFID transmet les informations enregistrées dans sa mémoire. L’échange d’informations ne commence qu’avec une réponse du lecteur.

2. Type actif

Dans le type actif, l’étiquette RF équipée d’une batterie transmet activement des informations, qui sont ensuite reçues par le lecteur. Les informations lues sont stockées dans un ordinateur et peuvent être visualisées, éditées et gérées.

Comme décrit ci-dessus, la RFID permet une lecture sans contact via la communication sans fil. De cette manière, les informations peuvent être lues même si la distance entre l’étiquette RF et le lecteur est assez grande. La possibilité de lire plusieurs étiquettes en même temps est également une caractéristique que l’on ne retrouve pas dans les technologies qui lisent les étiquettes de manière optique, comme les codes-barres.

Par exemple, lorsqu’elle est utilisée par les fabricants de vêtements pour la gestion des stocks, il n’est plus nécessaire de sortir les vêtements de leur caisse un par un et de les lire à l’aide d’un code-barres.

Autres informations sur la RFID

1. Prix de la RFID

Pour utiliser la RFID, il faut des étiquettes et des lecteurs RFID. Le prix des étiquettes RFID, autrefois élevé, a baissé ces dernières années. Des étiquettes bon marché peuvent être achetées pour seulement 7 centimes d’euros la pièce. Les étiquettes qui peuvent également lire les métaux coûtent environ 70 centimes d’euros par étiquette.

Avec la diffusion des étiquettes RFID, le prix des étiquettes RFID est toujours en baisse. Le prix pourrait tomber à environ 0,007 euros par étiquette à l’avenir, en particulier pour les types passifs. Récemment, un projet pilote a été mené pour introduire la RFID dans la gestion des produits des magasins de proximité. Le but est d’améliorer l’efficacité des commandes et des réceptions et de réduire les coûts opérationnels. Au Japon,ce prix est considéré comme une condition pour l’accord entre le ministère de l’économie, du commerce et de l’industrie et les entreprises de magasins de proximité pour l’application de la RFID aux magasins de proximité.

Le prix d’un lecteur varie en fonction de ses performances, mais la fourchette de prix standard est d’environ 1 400 euros pour un lecteur portable et de plusieurs milliers d’euros pour un lecteur de porte utilisé dans les entrepôts de distribution. Des lecteurs aux performances limitées peuvent être achetés pour seulement 70 euros. Il convient de noter que leur utilisation est limitée en raison des faibles performances de lecture et de la résistance aux chocs du terminal.

Outre les lecteurs d’étiquettes RF, certains vendeurs proposent des logiciels pour la gestion des produits, etc. Dans ce cas, le coût doit être évalué individuellement, en fonction du système à installer.

2. Fréquences et normes utilisées pour la RFID

La RFID est définie comme “bande LF (130 KHz)”, “bande HF (13,56 MHz)”, “bande UHF (900 MHz)”, “bande ISM (2,45 GHz)”, etc. Selon la fréquence utilisée, et selon chaque norme, non seulement la distance de transmission et la stabilité de la communication diffèrent, mais la taille de l’antenne est également très proche de celle de la bande HF (13,56 MHz). La taille de l’antenne est également étroitement liée à la norme.

La NFC, qui fait partie du système technologique RFID, est une norme définie indépendamment en utilisant la méthode de communication de la bande HF. Il s’agit d’une RFID très familière utilisée pour la monnaie électronique dans les transports. 860-960 MHz de la bande des ondes ultra-courtes sont utilisés pour la RFID. La bande UHF permet de communiquer jusqu’à 10 m, tandis que la bande HF utilisée par la NFC permet une communication à courte portée d’environ 10 cm.

La NFC est une spécification technique développée par le NFC Forum, une organisation de normalisation industrielle. Elle est utilisée pour les paiements sans contact dans les smartphones ainsi que pour la monnaie électronique dans les systèmes de transport.

Qu’est-ce qu’un moteur linéaire ?

Un moteur linéaire est un moteur électrique qui se déplace selon un mouvement linéaire.

Alors que les moteurs ordinaires génèrent un mouvement de rotation, les moteurs linéaires génèrent un mouvement linéaire. Ce sont des unités d’entraînement qui utilisent l’attraction et la répulsion des aimants ou la force de Lorentz pour générer la propulsion.

Alors que l’entraînement dans une direction linéaire à l’aide d’un moteur conventionnel nécessite une combinaison de divers composants, les moteurs linéaires facilitent le mouvement linéaire sans nécessiter de mécanismes compliqués.

Utilisations des moteurs linéaires

Parmi les utilisations bien connues des moteurs linéaires, l’on peut citer les voitures à moteur linéaire, comme les trains à grande vitesse (TVG). Pour ces derniers, la caisse de la voiture flotte sur les rails grâce à la répulsion des aimants. Il y a ainsi très peu de perte de force motrice due à la force de frottement. Ils peuvent donc circuler à grande vitesse.

Le matériel roulant de la ligne Toei Oedo du métro métropolitain de Tokyo et de la ligne Kaigan du métro municipal de Kobe n’est pas en lévitation mais est entraîné par des moteurs linéaires. Ces dernières années, les moteurs linéaires ont été de plus en plus utilisés dans les unités d’entraînement des équipements industriels.

Ils sont souvent utilisés dans les machines-outils, les équipements de fabrication de semi-conducteurs, les engins spatiaux, les accélérateurs et les pistolets à moteur linéaire, qui requièrent de la précision. Dans les produits de consommation, les exemples incluent les rideaux électriques des voitures, les machines à raser, l’autofocus des appareils photo et les restaurants de sushis tournants.

Principe des moteurs linéaires

Les moteurs linéaires sont entraînés par l’attraction et la répulsion, ou force de Lorentz, des aimants. La structure d’un moteur linéaire est similaire à celle des moteurs classiques, mais elle est découpée pour générer un mouvement linéaire.

Selon le principe de fonctionnement, il en existe de nombreux types, notamment les moteurs à induction linéaires, les moteurs synchrones linéaires, les moteurs à courant continu linéaires et les moteurs pas à pas linéaires.

1. Moteurs linéaires à induction

Ce système utilise le même principe que les moteurs à induction, c’est-à-dire la force de Lorentz due à l’induction électromagnétique comme force motrice. Un électro-aimant est placé sur un aimant à pôles NS-SN et entraîné par un courant électrique. Cette méthode est souvent utilisée dans les moteurs linéaires pour des applications industrielles où une grande précision est requise.

2. Moteurs linéaires synchrones

Ce système utilise le même principe que les moteurs synchrones, à savoir l’attraction et la répulsion entre les pôles magnétiques. Les pôles des aimants fixes alignés linéairement sont modifiés en fonction du mouvement des électroaimants mobiles, fournissant ainsi la force motrice pour le mouvement linéaire.

Les moteurs synchrones linéaires se caractérisent par un rendement plus élevé que les autres méthodes. Dans les voitures à moteur linéaire, la plupart sont des moteurs synchrones afin de réduire la consommation d’énergie. Il convient de noter que dans les voitures à moteur linéaire à sustentation magnétique, des aimants supraconducteurs sont utilisés dans les électro-aimants du côté de la carrosserie afin de minimiser l’alimentation en énergie électrique.

3. Autres méthodes

Les moteurs linéaires à courant continu sont utilisés pour les actionneurs et d’autres applications. Les moteurs pas à pas linéaires sont notamment utilisés pour le contrôle de précision d’équipements optiques tels que la mise au point automatique d’un appareil photo. Les moteurs piézoélectriques linéaires, entraînés par des éléments piézoélectriques, sont moins efficaces mais peuvent être contrôlés avec une grande précision et sont utilisés pour les machines de précision, etc.

Autres informations sur les moteurs linéaires

1. Vitesse et précision des moteurs linéaires

Les avantages de vitesses plus élevées sont significatifs dans les utilisations de trains à grande vitesse linéaires. Le développement des aspects de performance et de la technologie de contrôle des moteurs linéaires est sur le point d’aboutir à une application pratique. L’on peut citer les avantages suivants : ils ne nécessitent pas de mécanisme de réduction, ils peuvent avancer avec une grande précision, ils peuvent être utilisés dans des axes longs et plusieurs moteurs peuvent être disposés de manière à fonctionner simultanément.

En revanche, ils présentent des inconvénients tels que la difficulté de contrôler les effets des perturbations, la difficulté d’obtenir une poussée élevée et la difficulté d’inspection et de maintenance, mais des améliorations sont apportées d’année en année. Dans ces conditions, outre des vitesses plus élevées, une plus grande précision attire l’attention et est utilisée dans les machines-outils telles que les rectifieuses et les tours. De plus, les moteurs linéaires représentent une possibilité d’avenir du point de vue de la protection de l’environnement, par exemple leur utilisation dans les grandes machines hydrauliques.

2. Refroidissement des moteurs linéaires supraconducteurs

L’exemple le plus courant de moteur linéaire à sustentation magnétique est l’utilisation d’aimants supraconducteurs : en utilisant le phénomène de supraconductivité, où la résistance électrique devient nulle à des températures basses de 4 K (-269 °C), un champ magnétique puissant peut être généré sans perte d’énergie électrique.

Afin de maintenir un état constant de supraconductivité, un mécanisme de refroidissement doit être installé, traditionnellement à l’aide d’hélium liquide. Le prix et l’importance de l’équipement sont des inconvénients. Ces dernières années, il est devenu possible de refroidir des aimants supraconducteurs directement sans utiliser d’hélium liquide en changeant les matériaux utilisés pour les bobines qui composent l’aimant.

Le matériau utilisé est un oxyde de cuivre à base de bismuth, qui peut être refroidi à 20 K (-253 °C), une température à laquelle la supraconductivité est atteinte plus élevée que ce qui était possible auparavant. Ces aimants sont appelés aimants supraconducteurs à haute température. L’équipement utilisé pour refroidir les aimants supraconducteurs à haute température utilise une méthode de refroidissement du matériau directement par expansion adiabatique, ce qui le rend léger et compact.

Qu’est-ce qu’une jauge de contrainte ?

Les jauges de contrainte sont des dispositifs qui mesurent la déformation d’un objet. Elles sont également utilisées dans les manomètres et les dynamomètres car elles permettent de mesurer la déformation et de calculer la pression et la charge.

Utilisations des jauges de contrainte

Les jauges de contrainte sont utilisées pour mesurer la déformation dans les produits où la déformation affecte directement la résistance, pour mesurer les charges dans les usines de production et pour mesurer le degré de déformation des moules et d’autres composants. Il faut toutefois veiller à ce que les cages de contrainte soient montées dans le bon sens, sous peine d’erreurs de mesure.

Voici quelques exemples d’utilisation :

• Mesure de la résistance et de la déformation des cartes de circuits imprimés.
• Surveillance et mesure de la charge sur les équipements de presse.

Principe et types de jauges de contrainte

Les principes et les types de jauges de contrainte sont expliqués ci-dessous.

1. Principe des jauges de contrainte

Les cages d’extensométrie sont utilisées en étant attachées à l’objet à mesurer, qui est ensuite soumis à une contrainte avec l’objet et la résistance électrique interne change. La déformation est calculée en mesurant la variation du courant.

2. Types de jauges de contrainte

Il existe une grande variété de types de jauges de contrainte. Les plus utilisées sont les jauges de contrainte à feuille, les jauges de contrainte à fil et les jauges de contrainte à semi-conducteur.

Parmi les autres caractéristiques des jauges de contrainte, l’on peut citer celles qui sont adaptées aux environnements à basse et haute température, celles qui sont capables de mesurer des déformations plus fines et celles qui sont fabriquées dans des matériaux adaptés aux différents matériaux à mesurer.

Structure des cages de contrainte

Les structures des jauges de contrainte à feuille et des jauges de contrainte à semi-conducteur sont décrites ci-dessous, respectivement.

1. Jauges de contrainte à feuille

La structure de la jauge de contrainte à feuille, le type de jauge le plus populaire, consiste en une feuille métallique fixée en zigzag à une base isolante, avec deux fils sortant de la feuille métallique. Ces deux fils sont reliés à un circuit appelé “pont de Hoinston”.

Le circuit en pont de Hoinston est un circuit dans lequel trois résistances de résistance connue et quatre jauges de contrainte sont disposées en pont. La résistance des jauges de contrainte peut être mesurée en mesurant la différence de potentiel entre les centres des résistances.

Lorsque l’objet de mesure auquel les jauges de contrainte sont attachées est déformé, la feuille des jauges de contrainte attachées se dilate ou se contracte et la valeur de la résistance électrique change. L’importance du changement de résistance est déterminée à partir de la différence de potentiel dans le circuit du pont de Hoinston. La jauge de contrainte a un facteur de jauge, une valeur intrinsèque de la quantité de changement de résistance à la déformation. Il est dès lors possible de calculer la déformation de l’objet à mesurer à partir du facteur de jauge et de la quantité de changement de résistance.

2. Jauges de contrainte à semi-conducteur

Les jauges de contrainte à semi-conducteur sont des jauges de contrainte qui utilisent un semi-conducteur dans la partie feuille d’une jauge de contrainte à feuille. Elles utilisent la propriété selon laquelle la résistivité électrique du semi-conducteur change lorsqu’une contrainte agit sur le semi-conducteur.

Autres informations sur les jauges de contrainte

1. Comment utiliser les jauges de contrainte

La précision de la mesure de la déformation à l’aide de jauges de contrainte dépend fortement de la manière dont les jauges sont installées (dans de nombreux cas, de l’adhérence). Il est donc nécessaire d’être très prudent lors de la fixation des jauges de contrainte sur l’objet à mesurer. La première étape consiste à nettoyer la surface de l’objet de mesure sur lequel la jauge doit être fixée.

Il convient d’utiliser un détergent à base d’huile ou un produit similaire pour éliminer complètement l’huile. Sinon, l’huile pénétrera plus profondément dans le matériau lorsque la surface sera poncée ou polie lors de l’application. Après le nettoyage, soulevez la jauge à l’aide d’une pince à épiler et collez-la soigneusement sur la surface à mesurer.

À ce stade, il est important de s’assurer que toutes les bulles d’air entre la surface et la jauge sont expulsées de l’adhésif. Dans cet état, attendez quelques minutes pour que la colle prenne. Après quelques minutes, enveloppez toute la surface avec du ruban isolant pour la protéger contre les dommages à la fin et l’application est terminée.

2. Inconvénients des jauges de contrainte et comment les résoudre

L’avantage des jauges de contrainte est qu’elles peuvent facilement être utilisées pour mesurer la déformation en les collant simplement à l’objet à mesurer. Cependant, dans la pratique, un certain nombre de facteurs complexes entrent en jeu et rendent la mesure plus difficile. Le problème de la contrainte en est un exemple.

La déformation varie en raison de l’interaction entre les forces appliquées de l’extérieur et les contraintes internes du matériau. L’analyse de la déformation dans deux ou trois directions nécessite donc l’utilisation de jauges de contrainte en rosette, une combinaison de plusieurs jauges.

De plus, en fonction du coefficient de dilatation thermique du matériau constituant l’objet de mesure, il est possible de déterminer qu’une déformation s’est produite même si aucune déformation n’est réellement présente. Pour éviter cela, le matériau de la jauge doit être adapté au matériau mesuré.

La mesure de la déformation à l’aide de jauges de contrainte nécessite une bonne compréhension de ces caractéristiques physiques ou mécaniques. Il convient de choisir la jauge la plus appropriée parmi les nombreux types disponibles.

3. Jauges de contrainte et compensation de température

Les principaux facteurs affectant les jauges de contrainte collées à l’objet à mesurer sont la déformation causée par les forces extérieures et l’effet du changement de température. Lorsque des changements de température se produisent, les jauges de contrainte sont affectées par la différence de coefficient de dilatation linéaire entre l’objet à mesurer et les jauges de contrainte, ainsi que par le changement de résistance des jauges de contrainte dû à la température.

La mesure de la déformation comme si elle était causée par un changement de température est appelée déformation apparente. L’utilisation de jauges de contrainte à compensation thermique automatique est la mesure la plus efficace contre la déformation apparente. Les jauges de contrainte à compensation thermique automatique sont des jauges dont le coefficient de température de la résistance est ajusté en fonction de l’objet à mesurer. Cela permet de minimiser la déformation apparente due à la température.

Le meilleur choix consiste à sélectionner les jauges de contrainte adaptées à l’objet à mesurer mais des erreurs peuvent subsister. Dans certains cas, elles présentent des caractéristiques non linéaires. Dans la plupart des cas, cette erreur est indiquée sur la fiche technique de la cage de contrainte. Si des mesures plus précises sont nécessaires, des calculs de compensation peuvent être effectués pour tenir compte de l’erreur calculée à partir de la fiche technique.

4. Jauges de contrainte et compensation du fluage

Le fluage est un phénomène dans lequel la déformation augmente avec le temps lorsqu’une charge constante est appliquée dans certaines conditions de température. Le fluage est l’ennemi naturel des jauges de contrainte, et s’il se produit, il peut conduire directement à des erreurs de mesure.

Les phénomènes de fluage dans les jauges de contrainte sont presque toujours causés par le matériau de base, la forme de la grille et l’adhésif. Par conséquent, une méthode courante consiste à annuler les effets des phénomènes de fluage les uns sur les autres. Il s’agit de se servir d’un générateur de contrainte dans la phase opposée du fluage causé par ces facteurs comme le fluage du matériau et en y attachant la jauge de contrainte.

L’important est la combinaison des matériaux : si les phénomènes de fluage sont en phase opposée mais que leurs valeurs absolues sont très différentes, ils ne peuvent pas être annulés et l’effet se fera sentir dans une direction. Il convient de noter que, selon le matériau, les phénomènes de fluage sont plus prononcés à des températures plus élevées dans la plupart des cas.Plus la contrainte appliquée à la jauge de contrainte est élevée, plus le temps de rupture, ou durée de vie est court, compte tenu de l’augmentation de la déformation due au phénomène de fluage.

Qu’est-ce qu’un module LCD ?

Un module LCD est un panneau LCD, qui constitue un écran LCD, avec un pilote/contrôleur intégré pour l’affichage des images.

Ils sont relativement peu coûteux, minces et ont une faible consommation d’énergie, de sorte qu’ils sont incorporés dans une large gamme d’équipements électroniques. Outre les dispositifs intégrés, ils sont souvent utilisés comme composants dans l’ingénierie électronique.

Il existe deux principaux types de modules LCD : les modules LCD à caractères, spécialisés dans l’affichage de texte, et les modules LCD graphiques, qui peuvent également afficher des graphiques et des illustrations.

Utilisations des modules LCD

La gamme d’applications des modules LCD s’élargit de jour en jour et leurs utilisations sont illimitées.

1. Appareils portables

Dans les appareils portables tels que les smartphones, les tablettes et les ordinateurs portables, le module LCD est un élément central de l’interface utilisateur. Il reçoit les données tactiles de l’utilisateur et affiche clairement les informations, ce qui améliore considérablement la convivialité de ces appareils.

2. Appareils ménagers

Les modules LCD sont utilisés pour l’affichage d’informations et le guidage opérationnel dans les appareils électroménagers tels que les téléviseurs, les réfrigérateurs, les climatiseurs et les machines à laver. Par exemple, dans les téléviseurs, ils sont utilisés pour afficher des images, tandis que dans les réfrigérateurs et les climatiseurs, ils sont utilisés pour afficher la température et les modes de réglage.

3. Équipements industriels

Les modules LCD sont également utilisés dans les panneaux de commande des équipements industriels, tels que les chaînes de production des usines, les machines agricoles et les engins de chantier. Ils fournissent à l’opérateur les informations nécessaires, permettant un fonctionnement plus sûr et plus efficace de l’équipement.

4. Équipements médicaux

Les modules LCD jouent également un rôle important dans le secteur médical. Ils sont utilisés dans les appareils qui surveillent les signes vitaux des patients, les échographes et les scanners IRM, etc. Ils fournissent visuellement les informations nécessaires au personnel médical.

5. Automobile

Dans les véhicules modernes, les compteurs analogiques traditionnels ont été numérisés et des modules LCD sont utilisés pour afficher des informations telles que la vitesse du véhicule, l’état du moteur et les informations de navigation.

Principe des modules LCD

Pour comprendre le fonctionnement des modules LCD, il faut d’abord connaître les propriétés des cristaux liquides. Les cristaux liquides sont des substances dont l’état se situe entre celui d’un solide et celui d’un liquide : ils peuvent changer d’orientation en fonction de la température et du champ électrique. Ces propriétés sont les principes fondamentaux des écrans à cristaux liquides.

1. Cristaux liquides

Certains cristaux liquides ont la capacité de modifier l’état de polarisation de la lumière, ce qui est utilisé par les écrans à cristaux liquides pour produire des images. Plus précisément, l’application d’une tension à la cellule à cristaux liquides, composée d’une couche de cristaux liquides et d’électrodes de part et d’autre, modifie l’orientation des cristaux liquides. Cela entraîne un changement dans la transmission de la lumière.

2. Module LCD

Le module LCD se compose d’une section d’affichage basée sur la cellule à cristaux liquides et de circuits électroniques qui la contrôlent. Le circuit électronique applique une tension à chaque cellule à cristaux liquides en réponse à un signal d’entrée et contrôle la transmission de la lumière de chaque cellule. Cela permet de créer une image complexe lorsqu’elle est visualisée dans son ensemble.

3. Affichage en couleur

Pour les écrans couleur, on combine généralement un rétroéclairage et des filtres de couleur pour les trois couleurs primaires rouge, vert et bleu. Chaque pixel se compose de trois cellules à cristaux liquides (correspondant respectivement au rouge, au vert et au bleu) et la transmittance de chaque cellule peut être contrôlée pour produire n’importe quelle couleur.

Types de modules LCD

Les modules LCD sont globalement classés en trois types en fonction de leur structure et de leur méthode d’assemblage. Ils sont appelés respectivement type COB, type COG et type COF et diffèrent par leurs caractéristiques et leurs domaines d’application.

Chacun des trois types est sélectionné en fonction de facteurs tels que les caractéristiques du produit, le domaine d’application et les coûts de production.

1. Type COB (anglais : Chip-On-Board)

Le type COB fait référence à un type dans lequel l’écran LCD et la puce IC sont montés sur la même carte de circuit imprimé. Toutes les fonctions peuvent être montées dans une seule unité mais ce type a l’inconvénient d’être généralement de grande taille.

2. Type COG (anglais : Chip-On-Glass)

Le type COG fait référence à un type dans lequel la puce IC est montée directement sur le substrat en verre. Cela permet d’obtenir des modules plus fins et plus petits dans l’ensemble. Toutefois, les composants passifs sont montés à l’extérieur.

3. Type COF (anglais : Chip-On-Film)

Le type COF fait référence à un type de module dans lequel la puce IC est montée sur un substrat de film flexible. Comme le type COG, le type COF peut être rendu plus fin et plus compact et peut également être appliqué à des surfaces incurvées.

Autres informations sur les modules LCD

1. Détails de la structure des écrans à cristaux liquides

Les principaux composants d’un écran à cristaux liquides (LCD) sont les filtres polarisants, les substrats en verre, les électrodes transparentes, les films d’alignement et les filtres de couleur.

• Filtre polarisant
  Le filtre polarisant est situé sur la couche la plus externe de l’écran à cristaux liquides. Ces filtres sont chargés de ne laisser passer que la lumière dans une direction spécifique. Deux filtres polarisants sont utilisés dans la cellule LCD, la couche de cristaux liquides étant prise en sandwich entre les deux.
• Substrat en verre
  La cellule à cristaux liquides est composée de deux substrats en verre transparent. Les cristaux liquides sont scellés entre ces deux substrats.
• Électrodes transparentes
  Des électrodes transparentes sont déposées sur une face du substrat en verre. Elles servent à appliquer une tension à la couche de cristaux liquides.
• Film d’alignement
  Un film d’alignement est appliqué sur l’électrode transparente. Ce film sert à maintenir les cristaux liquides dans une certaine orientation (direction).
• Filtres de couleur
  Dans un écran LCD couleur, un filtre de couleur est placé sur l’une des faces du substrat de verre. Ces filtres correspondent aux trois couleurs primaires rouge, vert et bleu et déterminent la couleur de chaque pixel.

2. Méthode d’affichage du module LCD

Il existe trois méthodes d’affichage pour les modules LCD :

• La méthode des segments
  Cette méthode affiche des chiffres en disposant des unités d’affichage allongées en forme de “chiffre 8”.
• Méthode de la matrice de points (affichage de caractères)
  Méthode dans laquelle les unités d’affichage sont disposées dans une matrice verticale et horizontale pour former des caractères.
• Principe de la matrice de points (affichage graphique)
  Méthode dans laquelle les unités d’affichage sont disposées dans une matrice verticale et horizontale pour dessiner des figures, etc.

Les affichages en couleur sont produits en appliquant un filtre de couleur RVB à chaque unité d’affichage et en les combinant pour produire une variété de couleurs.

Qu’est-ce qu’un tachymètre ?

Un tachymètre est un instrument de mesure qui mesure le nombre de tours ou la vitesse de rotation d’un objet en mouvement rotatif.

Bien que la vitesse de rotation soit à l’origine exprimée comme une vitesse angulaire, elle est souvent exprimée industriellement comme le nombre de révolutions dans une certaine période, comme les révolutions par minute (tr/min), de sorte que les instruments qui mesurent la vitesse de rotation sont généralement appelés tachymètres.

Il existe deux types de tachymètres : ceux qui mesurent par contact avec un objet en rotation et ceux qui mesurent sans contact. Les tachymètres à contact pressent le contacteur directement contre l’objet en rotation pour une mesure rapide. Les tachymètres sans contact mesurent en apposant une marque réfléchissante sur l’objet en rotation ou en fixant un capteur. Les objets tournant à grande vitesse et les objets à haute température peuvent également être mesurés.

Un tachymètre est principalement utilisé pour l’entretien des équipements rotatifs et pour mesurer la vitesse de rotation des moteurs, des générateurs, des turbines, etc.

Utilisations des tachymètres

Les tachymètres mesurent le nombre de rotations ou la vitesse de rotation d’objets en rotation par des méthodes avec ou sans contact. Les exemples incluent les moteurs et autres moteurs à combustion interne, les moteurs, les générateurs à turbine, les équipements de réfrigération et une large gamme d’autres produits industriels. Un exemple familier est le régime du moteur affiché sur le tableau de bord d’une automobile.

Principe des tachymètres

Les tachymètres sont classés en deux grandes catégories : les tachymètres mécaniques et les tachymètres électroniques. Les tachymètres mécaniques sont utilisés depuis l’Antiquité et combinent un mécanisme d’engrenage décimal pour compter les tours et un mécanisme de chronométrage pour faire fonctionner le mécanisme pendant une certaine période. Il mesure le nombre de tours effectués dans un temps donné.

Les tachymètres à contact se composent principalement d’un aimant permanent, d’une bobine de détection et d’un circuit magnétique. La bobine détecte une tension induite proportionnelle à la variation du flux magnétique provoquée par la rotation. Cette tension est convertie et utilisée comme signal de sortie de la rotation. Les instruments qui mesurent et indiquent en permanence la valeur instantanée de la vitesse de rotation, c’est-à-dire la vitesse angulaire, convertissent la vitesse angulaire en d’autres grandeurs physiques manipulées efficacement qui lui sont proportionnelles, telles que la force centrifuge, la force visqueuse du fluide ou la force électromotrice due à l’induction électromagnétique.

Il existe de nombreuses méthodes de tachymètre sans contact. La méthode de la marque réfléchissante compte la lumière réfléchie par un ruban réfléchissant sur le corps en rotation. En revanche, la méthode de la force magnétique détecte les variations du champ magnétique d’un aimant placé sur le corps en rotation. La méthode du capteur compte les signaux émis par un capteur fixé au corps rotatif. Il existe plusieurs types de capteurs, notamment optiques, magnétiques et à induction électromagnétique.

Types de tachymètres et méthodes de mesure

Les tachymètres sont classés par type de contact, type sans contact, type à double usage, type de capteur, etc.

1. Tachymètres à contact

Le type mécanique est utilisé en s’appuyant sur le centre d’un arbre en rotation. Il utilise des engrenages pour compter le nombre de tours effectués à un moment donné. L’appui sur le bouton-poussoir prend généralement 3 secondes, et le nombre de processus est affiché en tr/min. Il existe différents types de compteurs électroniques. La vitesse de rotation peut être lue directement en appuyant les tachymètres de poche sur le centre de l’axe de rotation.

Lorsqu’un anneau de vitesse circonférentiel est fixé aux tachymètres et pressé contre la surface circonférentielle de l’arbre en rotation, la vitesse circonférentielle peut être mesurée. Il est dangereux d’utiliser des tachymètres à contact pour mesurer des équipements tournant à grande vitesse. Il est plus sûr de l’utiliser pour des vitesses faibles.

2. Tachymètres sans contact

Il existe différents types de tachymètres sans contact, tels que les tachymètres à marque réfléchissante, les tachymètres magnétiques et les tachymètres à capteurs. Les méthodes d’affichage sont analogiques et numériques. En général, des sorties analogiques et numériques sont fournies. Dans les deux cas, le signal de rotation détecté est amplifié et converti en tension continue pour être utilisé comme signal de sortie de rotation.

Dans la méthode de la marque réfléchissante, un ruban réfléchissant est fixé sur la circonférence extérieure de l’axe de rotation, et une lumière rouge visible ou une LED est émise par les tachymètres pour compter la lumière réfléchie par la marque réfléchissante. La lumière réfléchie par la marque réfléchissante est comptée, convertie en nombre de tours et affichée sur l’écran. La plage de mesure varie en fonction du nombre de bandes réfléchissantes. La distance de détection est d’environ 20 à 300 mm. Les méthodes magnétiques sont des tachymètres qui magnétisent un arbre en rotation et détectent les variations du flux magnétique.

3. Tachymètres avec ou sans contact

Les tachymètres sans contact peuvent être convertis en tachymètres à contact en fixant un adaptateur de contact et un contacteur rotatif à la tête des tachymètres sans contact de type pratique.

4. Tachymètres à capteur

Ce type de tachymètre compte en attachant des capteurs à l’arbre en rotation. Il existe des capteurs optiques, magnétiques, à induction électromagnétique et d’autres types. La plupart d’entre eux sont des types sans contact.

5. Tachymètres de type optique

Il s’agit d’une méthode dans laquelle un disque avec une fente est monté sur un corps rotatif, la lumière est incidente et le nombre de fentes passant à travers le disque est compté. Le temps de réponse est rapide.

6. Tachymètres de type magnétique

Un aimant est fixé au moteur pour détecter les variations du champ magnétique causées par la rotation. Le tachymètre magnétique est résistant à l’eau, à l’huile et à d’autres contaminants. Il peut être utilisé dans des environnements sujets à la contamination, tels que les machines à coudre industrielles et les machines-outils.

7. Tachymètres à induction électromagnétique

Cette méthode détecte les variations du champ magnétique lorsque la bobine du capteur passe à travers une projection sur le corps en rotation. Cette méthode convient à la mesure de la rotation à grande vitesse. Cette méthode est utilisée pour les systèmes ABS dans les automobiles. Il existe aujourd’hui des tachymètres FFT qui estiment et mesurent la vitesse de rotation en détectant les vibrations et le bruit, sans capteur de rotation ni autre équipement spécial.