月: 2023年8月

Qu’est-ce qu’un ordinateur à carte unique ?

Un ordinateur à carte unique est un système compact qui intègre les éléments d’un ordinateur – unité centrale, mémoire vive, mémoire de stockage et interfaces d’entrée/sortie – sur une seule carte de circuit imprimé.

Les circuits intégrés (CI) et divers composants électroniques sont montés directement sur la carte, ce qui offre un degré élevé de fiabilité et de miniaturisation. Ils sont utilisés dans un large éventail de domaines tels que les systèmes intégrés dans le secteur industriel, les dispositifs de contrôle, les appareils ménagers, la technologie des robots et l’industrie automobile.

Les formes et les tailles varient en fonction de l’utilisation prévue, allant de la taille d’une paume de main à de grandes unités montables en rack. Les performances de traitement des ordinateurs à carte unique sont également très variables.

Du microcontrôleur à faible spécification à l’ordinateur industriel doté d’une unité centrale multicœur très performante, il existe un choix optimal pour chaque domaine d’application.

Utilisations d’un ordinateur à carte unique

En raison de leur petite taille et de leur polyvalence, les ordinateurs à carte unique sont utilisés dans une grande variété de produits et de systèmes. Voici quelques-unes des principales utilisations des ordinateurs à carte unique.

1. Les systèmes embarqués

Les systèmes embarqués sont des systèmes dédiés conçus pour effectuer des tâches spécifiques. Grâce à leur petite taille et à leur autonomie, les ordinateurs à carte unique sont des outils puissants pour le traitement spécialisé de tâches spécifiques, telles que les systèmes de gestion du moteur dans les voitures, les contrôles des lignes de production dans les usines et les systèmes d’exploitation dans les équipements médicaux.

2. Les dispositifs IoT

Le secteur de l’IdO (Internet des objets) est un autre exemple important de l’utilisation des ordinateurs à carte unique. De nombreux dispositifs IoT, tels que les appareils intelligents pour la maison et les réseaux de capteurs pour l’industrie, fonctionnent avec des ordinateurs à carte unique au cœur de leur fonctionnement.

Cela leur permet d’interagir avec le nuage en agrégeant et en traitant de manière appropriée les grandes quantités de données générées par les appareils physiques.

3. La robotique

Les ordinateurs à carte unique jouent également un rôle dans la robotique. Il existe différents types de drones, de robots autopilotés et de bras robotisés industriels.

Ces robots doivent traiter une série d’entrées de capteurs et prendre les mesures appropriées en réponse. Les ordinateurs à carte unique fournissent ce traitement informatique avancé dans un boîtier compact, augmentant ainsi l’autonomie et l’efficacité du robot.

Ces exemples ne sont que quelques-unes des applications des ordinateurs à carte unique. Leur compacité, leur autonomie et leur évolutivité constituent la base de l’innovation dans tous les secteurs industriels.

Principe des ordinateurs à carte unique

Comme son nom l’indique, un ordinateur à carte est un système dans lequel les principaux éléments d’un ordinateur sont intégrés sur un substrat unique (carte). Les paragraphes suivants décrivent les principes fondamentaux et le fonctionnement d’un ordinateur à carte unique.

1. Composants intégrés

Les ordinateurs à carte unique intègrent tous les principaux composants informatiques, tels que l’unité centrale de traitement (CPU), la mémoire vive (RAM), le stockage (par exemple la mémoire flash) et les ports d’entrée/sortie, sur une seule et même carte. Ces composants sont hautement optimisés et fonctionnent en étroite collaboration.

Les ordinateurs à carte unique offrent ainsi les mêmes fonctionnalités qu’un ordinateur de bureau ou un ordinateur portable classique, mais sous une forme plus petite et plus économe en énergie.

2. Faible consommation d’énergie et hautes performances

Les ordinateurs à carte unique doivent fonctionner à faible consommation d’énergie et avec des performances élevées. Ils utilisent donc des processeurs économes en énergie, une mémoire vive à faible consommation et des systèmes de gestion de l’énergie. Ces composants et systèmes réduisent la consommation d’énergie et la production de chaleur tout en offrant des performances informatiques élevées.

3. Options d’entrée/sortie flexibles

Malgré leur petite taille, les ordinateurs à carte unique offrent de nombreuses options d’entrée et de sortie : les ports USB, les connexions HDMI, les réseaux locaux sans fil et Bluetooth, ainsi que les broches GPIO sont couramment utilisés. Ces caractéristiques de connectivité permettent aux ordinateurs à carte unique d’être connectés à une grande variété de périphériques et d’être utilisés dans une grande variété d’applications.

Ces principes et caractéristiques font de l’ordinateur à carte unique une plateforme informatique compacte et polyvalente. Son évolutivité et son autonomie permettent une large gamme d’applications, des appareils IoT aux systèmes embarqués et à la robotique.

Caractéristiques des ordinateurs à carte unique

La caractéristique la plus importante des ordinateurs à carte unique est qu’ils sont peu coûteux et peuvent être utilisés pour toutes sortes d’applications. Comme les circuits sont configurés sur un seul substrat avec un minimum de fonctions nécessaires, il n’y a pas de gaspillage et le prix peut rester bas.

Ces dernières années, les performances des unités centrales et de la mémoire des ordinateurs à carte unique se sont améliorées, permettant des traitements plus complexes que par le passé.

Autres informations sur les ordinateurs à carte unique

Informatique de périphérie

L’edge computing fait référence au traitement distribué de l’information dans lequel les données des capteurs attachés aux équipements de production, par exemple, ne sont pas collectées dans un nuage ou un autre système de niveau supérieur avant d’être traitées, mais sont traitées et nettoyées du côté du capteur avant que seules les informations nécessaires soient envoyées au système de niveau supérieur.

Dans un monde où l’IdO et d’autres technologies se répandent et où les données débordent, le traitement centralisé de l’information qui collecte toutes les données dans un système supérieur finira par échouer. Le traitement distribué, dans lequel les données sont traitées avant d’être envoyées à un système de niveau supérieur, deviendra plus important à l’avenir, et les méthodes utilisant des ordinateurs à carte unique attirent l’attention comme moyen de réaliser cela.

Qu’est ce qu’une fibre d’acide polylactique ?

Les fibres d’acide polylactique sont des fibres spéciales fabriquées à partir d’acide polylactique (PLA), un type de plastique.

L’une des principales caractéristiques des fibres d’acide polylactique est qu’elles émettent moins de CO2 lors de la combustion. La combustion du polyester (PET) produit théoriquement environ 2 300 kg de CO2 par tonne, alors que l’acide polylactique n’en émet qu’environ 1 800 kg.

Les fibres d’acide polylactique, tout comme leur matière première, l’acide polylactique, sont biodégradables et peuvent être décomposées par des micro-organismes dans certaines conditions. Par rapport aux fibres existantes telles que le polyester et le polypropylène (PP), les fibres d’acide polylactique ont donc un impact moins important sur l’environnement.

Utilisations des fibres d’acide polylactique

Parmi les plastiques biodégradables, l’acide polylactique se caractérise par une dégradation relativement lente. Comme il conserve généralement sa forme dans le sol et l’eau pendant environ trois ans, les fibres d’acide polylactique fabriquées à partir de l’acide polylactique sont utilisées dans les matériaux agricoles et horticoles pour une utilisation à long terme dans l’environnement naturel.

De plus, les fibres d’acide polylactique sont non seulement biodégradables, mais aussi brillantes, antibactériennes et ignifuges. Les fibres d’acide polylactique ont donc d’excellentes propriétés en tant que tissus. Les produits d’habillement tels que les vêtements et les serviettes corporelles font partie des produits typiques à base de fibres d’acide polylactique.

Elles sont également utilisées dans une large gamme d’autres produits, tels que les nettoyants pour tableaux blancs et les supports pour la culture hydroponique.

Principe des fibres d’acide polylactique

Comme indiqué plus haut, les fibres d’acide polylactique se caractérisent par leur grande stabilité dans des conditions générales par rapport à d’autres plastiques biodégradables. Cette propriété est due au mécanisme de dégradation particulier des fibres d’acide polylactique.

La dégradation des fibres d’acide polylactique n’est pas une réaction en une étape, mais en deux étapes. La première étape, l’hydrolyse, décompose l’acide polylactique jusqu’à ce que son poids moléculaire moyen soit compris entre 10 000 et 20 000. Une fois le poids moléculaire ainsi réduit, les micro-organismes deviennent actifs dans la dégradation et la réaction se poursuit rapidement jusqu’à la dégradation complète.

La première étape de la dégradation des fibres d’acide polylactique est déclenchée par des stimuli environnementaux tels qu’une température élevée, une forte humidité et un contact avec des alcalis. En d’autres termes, les fibres d’acide polylactique sont très stables dans le sol et dans l’eau, car il est peu probable qu’elles commencent à se décomposer sans les stimuli susmentionnés.

Toutefois, si l’environnement est propice à la réaction, comme dans le compost, avec une température élevée, une forte humidité et une alcalinité, elles peuvent se décomposer en une courte période de 2 à 8 jours. Il est suffisamment stable pour résister à une utilisation en extérieur, mais peut être éliminé immédiatement lorsqu’il n’est plus nécessaire.

Types de fibres d’acide polylactique

1. Fibre discontinue

Les fibres discontinues d’acide polylactique se présentent sous la forme de faisceaux de fibres courtes et peuvent être largement utilisées dans l’habillement en raison de leur souplesse et de leur toucher agréable. Elles conviennent particulièrement aux vêtements d’été légers, aux vêtements d’intérieur, aux T-shirts et aux vêtements de sport. Les fibres d’acide polylactique offrent un confort et une grande respirabilité, semblables à ceux des fibres naturelles.

2. Film de fibres

Le film de fibres d’acide polylactique est un matériau fin et transparent ressemblant à un film. Il est souvent utilisé dans les applications d’emballage alimentaire en raison de son excellente résistance à la chaleur, ce qui permet de préserver la fraîcheur des aliments et de protéger la qualité, et il attire également l’attention en tant que matériau respectueux de l’environnement. Le film d’acide polylactique se biodégrade dans la nature après son élimination, contribuant ainsi à la réduction des déchets plastiques.

3. Fibre non tissée

Les fibres non tissées d’acide polylactique sont un matériau semblable à du feutre et sont utilisées dans les tissus non tissés, les filtres et les applications médicales. Leur biodégradabilité et leur grande résistance à l’abrasion font que ces fibres conviennent à l’élimination des déchets.

Dans les applications médicales, elles sont utilisées comme bandages chirurgicaux et matériaux d’emballage stériles. En ajustant le tissage et l’épaisseur des fibres, il est possible de créer des produits adaptés à une variété d’applications.

4. Fibre composée

Les fibres composées d’acide polylactique sont des composites d’acide polylactique avec d’autres matériaux afin d’améliorer les performances spécifiques. Par exemple, les mélanges d’acide polylactique avec du polyester peuvent augmenter la résistance et la durabilité de la fibre.

Ces fibres composées sont de plus en plus utilisées dans l’industrie automobile, les articles de sport et d’autres secteurs où des performances élevées sont requises.

Qu’est-ce qu’un centre d’usinage ?

Les centres d’usinage peuvent être définis comme des “machines-outils à commande numérique qui effectuent une grande variété d’opérations d’usinage sans changer la pièce à usiner”. Les centres d’usinage sont à commande numérique.

En plus de la broche sur laquelle l’outil est monté et auquel il est soumis à un mouvement de rotation, la machine comprend un ATC (changeur automatique d’outils) et une table d’indexation pour fixer la pièce à usiner sous différents angles.

Utilisations des centres d’usinage

Les centres d’usinage sont utilisés pour l’usinage du métal, du plastique, du verre et d’autres matériaux, y compris les matrices, qui sont essentielles pour le moulage. Comme les différents outils peuvent être changés automatiquement, l’usinage avec des outils tels que le fraisage, le fraisage en bout, le perçage, l’alésage et le taraudage peut être réalisé en un seul processus.

En termes de liberté d’usinage, les trois axes classiques étaient la longueur, la largeur et la hauteur, mais désormais deux axes de rotation ont été ajoutés, permettant un usinage avec un degré de liberté de cinq axes, ce qui signifie qu’il n’est pas nécessaire de soulever la pièce et qu’il est donc possible de produire des pièces avec une grande précision d’usinage.

Principe des centres d’usinage

Les centres d’usinage sont classés en trois types : les centres d’usinage verticaux, les centres d’usinage horizontaux et les centres d’usinage à deux colonnes.

Les centres d’usinage verticaux ont une broche verticale et usinent la pièce par le haut. Les centres d’usinage verticaux ont la configuration la plus compacte de tous les centres d’usinage et sont les plus répandus. Les débris de coupe générés pendant l’usinage restent sur la pièce et peuvent facilement endommager les arêtes de coupe de l’outil. Des mesures telles que la modification de la vitesse de rotation de l’outil et l’augmentation ou la diminution de la quantité d’huile de coupe sont donc nécessaires pour faciliter l’élimination des débris de coupe.

Le type horizontal a une broche horizontale par rapport au sol et traite la pièce par le côté. Les débris de coupe tombent au fond, ce qui facilite leur évacuation. De plus, un changeur de palettes peut être installé pour transférer automatiquement les pièces, et les pièces peuvent être usinées en continu sans l’aide de la main de l’homme, ce qui les rend adaptées à la production de masse.

Les machines à portillon ont la forme d’un portillon vu de face et conviennent à l’usinage de produits de grande taille, car la table sur laquelle est placée la pièce à usiner est large et longue.

Qu’est-ce qu’un MechaLock ?

Le MechaLock est un type de fixation à friction utilisé dans les machines industrielles.

Le MechaLock est une fixation par friction qui fixe un arbre rotatif à un corps rotatif (poulie, engrenage, pignon, etc.) pour transmettre la puissance. Il est parfois appelé douille sans clé parce qu’il fixe l’arbre rotatif et le corps rotatif par friction sans utiliser de clé.

Il existe deux types de fixations par friction : mécanique (type wedge) basée sur le principe du coin et hydraulique (type hydraulic) basée sur le principe de Pascal.

Utilisations des MechaLocks

Les MechaLocks sont utilisés dans les machines-outils, les machines industrielles, les équipements de transport, les équipements d’emballage, les machines d’impression et d’autres équipements automatiques dans un large éventail de domaines, notamment la recherche et le développement, les soins médicaux, la fabrication, l’hygiène alimentaire et l’impression, et servent de lien entre l’arbre rotatif de l’équipement et les éléments mécaniques tels que les poulies et les engrenages.

Les MechaLocks permettent de fixer facilement les arbres et les éléments rotatifs en serrant simplement les boulons, ce qui permet une liberté dans l’alignement des phases et une large gamme de combinaisons d’arbres et d’éléments rotatifs. De plus, les MechaLocks sont moins susceptibles de s’entrechoquer que les fixations à l’aide d’une clé, ce qui permet de les utiliser dans des endroits où des rotations avant et arrière sont effectuées de manière répétée.

Caractéristiques des MechaLocks

Les MechaLocks se composent d’un corps cylindrique, de deux anneaux coniques (l’anneau extérieur sur l’anneau extérieur et l’anneau intérieur sur l’anneau intérieur) et de plusieurs boulons.

Un arbre rotatif est monté sur la bague intérieure et un corps rotatif tel qu’une poulie, un engrenage ou un pignon sur la bague extérieure. Lorsque les boulons sont serrés, la bague extérieure se déplace, la bague intérieure se rétrécit et appuie sur l’arbre rotatif et la bague extérieure se dilate et appuie sur le corps rotatif. Les forces de pression des deux côtés génèrent une forte force de frottement entre les deux anneaux coniques, qui fixent fortement l’arbre rotatif et le corps rotatif en utilisant le principe du coin.

Les MechaLocks sont moins chers que les fixations hydrauliques à friction et présentent l’avantage d’être compacts et capables de transmettre des couples élevés. Ils sont également très polyvalents en termes de combinaison d’arbres et de corps rotatifs à fixer, et peuvent être utilisés sur des arbres rotatifs avec des rainures de clavette.

D’un autre côté, l’utilisation de plusieurs boulons prend du temps à attacher et à détacher et il y a un risque d’oublier de serrer les boulons. Un autre inconvénient est que l’élément rotatif se déplace dans le sens axial pendant le montage, ce qui rend difficile un positionnement de haute précision.

Qu’est-ce qu’une lampe aux halogénures métalliques ?

Les lampes aux halogénures métalliques sont un type de lampe à décharge à haute intensité (lampe HID) qui utilise une décharge dans une vapeur mixte de mercure et d’halogénures métalliques, Les lampes aux halogénures métalliques se caractérisent par un rendu des couleurs et une efficacité lumineuse élevés.

La convention de Minamata sur le mercure a interdit la fabrication, l’exportation et l’importation de lampes à mercure à partir de 2021, mais les lampes aux halogénures métalliques sont exemptées de cette réglementation. Par conséquent, les lampes à mercure sont remplacées par des lampes aux halogénures métalliques.

Utilisations des lampes aux halogénures métalliques

Les lampes aux halogénures métalliques et autres lampes HID sont extrêmement lumineuses par rapport aux lampes fluorescentes et autres lampes utilisées dans les ménages ordinaires. Parmi elles, les lampes aux halogénures métalliques se caractérisent par leur efficacité lumineuse élevée et leurs bonnes propriétés de rendu des couleurs par rapport aux autres lampes DHI. Par conséquent, elles sont utilisées pour l’éclairage de diverses installations intérieures et extérieures, telles que les installations sportives, les installations commerciales, les salles d’exposition et les routes. Elles sont également utilisées comme sources lumineuses pour les équipements optiques tels que les projecteurs.

En revanche, elles ne peuvent pas être utilisées pour l’éclairage de secours, car il faut du temps pour les allumer et les éteindre. Elles sont d’ailleurs de plus en plus remplacées par les LED depuis quelques années en raison de leur longévité.

Principe des lampes aux halogénures métalliques

Les lampes aux halogénures métalliques ont une structure dans laquelle du mercure additionné d’halogénures métalliques est enfermé dans un tube en verre de quartz ou en céramique. Des décharges d’arc sont générées dans ces tubes pour évaporer les halogénures métalliques, qui sont ensuite dissociés en atomes métalliques et en atomes d’halogène sous une pression de vapeur élevée. La collision des atomes de métal avec les électrons fait que le métal émet de la lumière à une longueur d’onde qui lui est propre. Les composés iodés tels que l’iodure de sodium et l’iodure de scandium sont souvent utilisés comme halogénures métalliques. En optimisant le matériau du composé et le rapport de mélange, il est possible d’améliorer le rendu des couleurs et l’efficacité lumineuse.

L’allumage et l’entretien des lampes aux halogénures métalliques nécessitent un contrôle précis. Lorsque la lampe est allumée, une onde d’impulsion haute tension est générée à l’aide d’un amorceur pour démarrer la décharge. Une fois allumées, les lampes sont contrôlées pour maintenir une tension et un courant constants indépendamment des changements de température ambiante et du vieillissement, en utilisant un ballast pour maintenir la lumière de la lampe constante.

Qu’est-ce qu’une poulie motorisée ?

Les poulies sont fréquemment utilisées dans les machines et équipements, les véhicules et autres sources d’énergie, mais dans le cas des poulies motorisées en particulier, elle désigne une structure d’entraînement à rouleaux intégrée avec un moteur d’entraînement et un réducteur pour ajuster la vitesse du moteur à l’intérieur de la poulie.

Non seulement le rouleau recouvert d’un moteur tourne et sert d’unité d’entraînement de la bande transporteuse pour le transport, mais il constitue également une source d’énergie sûre, silencieuse et peu encombrante, puisque l’entraînement est intégré dans la structure fermée.

Utilisations des poulies motorisées

Les poulies motorisées sont généralement utilisées comme source d’énergie pour les courroies rotatives installées à l’intérieur des bandes transporteuses. Elles sont installées à plusieurs endroits et, en fonction de la bande transporteuse, il existe différents types de rouleaux, notamment en caoutchouc et à anneau magnétique. Comme il s’agit de moteurs, ils n’ont pas besoin d’être lubrifiés ni d’être entretenus.

Les poulies motorisées au sens large du terme comprennent également les applications de changement de vitesse des transmissions automatiques, telles que les CVT pour les automobiles. Dans ce cas, un mécanisme est utilisé pour modifier la position de la courroie sur la poulie en fonction du couple d’accélération et de la vitesse pour des poulies de différents diamètres.

Principe des poulies motorisées

La source d’énergie d’une poulie motorisée est un moteur, dont la vitesse de rotation est généralement constante, et un variateur est utilisé pour modifier la vitesse du convoyeur à bande.

Les convoyeurs à rouleaux sont des machines qui utilisent la rotation de rouleaux au lieu d’une bande pour transporter des objets, mais le diamètre extérieur des rouleaux utilisés à cette fin est souvent relativement faible. D’autre part, les moteurs ayant un grand diamètre extérieur et un couple de rotation élevé sont souvent utilisés pour les convoyeurs à bande.

Les poulies utilisant des courroies trapézoïdales ou des chaînes à rouleaux sont également fréquentes, mais dans ce cas, la vitesse de rotation peut être modifiée en changeant le rapport entre le diamètre extérieur de la poulie trapézoïdale et la position de la courroie. Bien entendu, des variateurs peuvent également être utilisés en combinaison.

L’avantage des poulies motorisées intégrées est que le moteur s’insère précisément dans le noyau de la poulie et entraîne les rouleaux directement à travers les engrenages internes sans générer de pertes, ce qui se traduit par une efficacité de transmission très élevée du couple de rotation. Pour améliorer les performances, l’huile est scellée à l’intérieur de la poulie moteur dans environ 30 % des cas, et certains moteurs servent également à lubrifier et à refroidir les roulements.

Qu’est-ce qu’un contrôleur de moteur ?

Les circuits intégrés de commande de moteur (en anglais : Motor driver integrated circuit) sont des composants électroniques qui émettent et contrôlent la tension et le courant nécessaires à la commande des moteurs : moteurs à courant alternatif/moteurs à courant continu, moteurs sans balais/moteurs à balais et moteurs pas à pas. Il existe différents types de moteurs, chacun d’entre eux nécessitant des tensions, des courants et des signaux différents pour être piloté. Il est donc nécessaire de sélectionner un circuit intégré de pilotage de moteur adapté à chacun d’entre eux.

Utilisations des contrôleurs de moteur

Les contrôleurs de moteur sont utilisés dans une large gamme d’équipements, des applications domestiques aux applications industrielles, y compris les appareils ménagers, les appareils mobiles, les produits de bureautique, les équipements industriels et les automobiles. On dit que les moteurs représentent environ 50 % de la consommation totale d’énergie dans le monde. En fonction de l’application, les moteurs ont des exigences de performance différentes, telles qu’une haute précision, un faible bruit, de faibles vibrations, une vitesse de rotation élevée, un haut rendement, une faible consommation d’énergie ou encore une grande fiabilité. Comme ces performances sont fortement influencées par le type de moteur, les méthodes d’entraînement et de contrôle, il est important de sélectionner le contrôleur de moteur approprié.

Principe des contrôleurs de moteur

La vitesse du moteur, le couple, le démarrage/arrêt, la rotation avant/arrière, etc. peuvent être contrôlés en ajustant l’ampleur du courant appliqué au moteur, la tension appliquée, la synchronisation et la direction. Pour ce faire, des éléments de commutation tels que des transistors de puissance sont connectés entre le moteur et l’alimentation électrique pour former un circuit d’entraînement. Par exemple, il existe un circuit d’entraînement appelé pont en H, qui se compose de quatre éléments de commutation, chacun d’entre eux étant commandé en marche/arrêt à l’aide d’un contrôleur de moteur.

Dans la pratique, la configuration du circuit et les méthodes de commande diffèrent selon le type de moteur. Par exemple, les moteurs à courant continu à balais sont configurés avec un circuit en pont complet et commandés par PWM. Les moteurs à courant continu sans balais sont commandés par un circuit en demi-pont pour la commande PWM. De même, les moteurs pas à pas tournent d’un angle fixe à chaque entrée d’impulsion. Il est donc nécessaire d’utiliser un contrôleur de moteur qui correspond au type de moteur en termes de ces configurations de circuit et de méthodes de contrôle.