Mitrailleuse à électro-aimant

Sur la suggestion de Blonblon, il me semble intéressant de se pencher sur l'idée d'une pétoire actionnée par éléctro-aimant. En effet, le mouvement  recherché sur nos mitrailleuses étant alternatif,  l'utilisation habituelle du moteur électrique par nature rotatif, oblige à passer par un artifice mécanique. Si on pouvait simplifier, ce ne serait que mieux. une autre retombée positive, l'encombrement devrait diminuer, et éventuellement le coùt Cela dit, comment choisir, alimenter, commander un électro-aimant dans le cas qui nous intéresse?
J'ouvre donc ce petit sujet pour collecter des infos, des avis... Qui sait, peut être que cela finira par déboucher sur une solution applicable.



Je verrais bien le canon à la place de la tige, et donc un noyau creux à l'intérieur duquel il serait fixé.

La course est de 15 à 20mm, la force de l'actuel ressort... je vais aller mesurer.

au boulot il y en as de ces bobine electro magnétique mais en 12 volts fraudais que je voie avec l’électricien si il en aurais pas en 6 volts je verrais sa après le 17
bonne journée a tous

Bonjours

Ce que je sais des électroaimants au repos le noyau doit etre décentré il se recentre avec le passage du courant électrique donc l'atraction.

j'ai trouvé ceci

On peux calculer le champs magnétique d'une bobine avec la formule suivante:

B=4Pi*10^-7*(I/R)

B est le champs magnétique en telsa.
10^-7 = "10 puissance -7".
I est le courrant en A traversant le bobine.
R est la resistance en ohms du fil de la bobine.


Il y a aussi cette formule

B0=(4pi*10^-7*N*i)/L

B0=Champs magnétique en tesla( attention je parle de B0 car c'est le champs magnétique dans la bobine mais si il n'y a pas de noyau. B0 veut dire dans l'air)
N=nombre de spires
L=longueur en métres

Il y a aussi le phénoméne de saturation a prendre en compte car la formule dit que si on grandit le I le champs est plus important alors que cela n'est absolument pas vrai. Arrivé à 1.7A, la limite absolu est atteint, le champs ne variera plus beaucoup.

j'ai envisagé cette solution à une époque mais je n'avais pas trouver de solution pour obtenir à la fois le couple et la cadence
il y a un fournisseur bien achalandé spécialiste de robotique : GOTRONIC
bonne recherche

THIERRY

Merci pour vos avis. Ca me confirme que c'est pas gagné

J'ai mesuré la force nécessaire pour bander le ressort comme le fait le moteur : environ 500g en fin de course.

Peut être qu'il faudrait que je trouve quelques électro-aimants à droite à gauche, sans chercher à cibler celui qui serait idéal, et faire des essais pour me faire une première idée
Dans ce cas, l'élecrto-aimant serait extérieur et décentré.
L'autre solution serait de coller des aimants au canon et de faire une bobine pour aller autour, à la mano. Mais pour ce qui est de simplifier la construction...

Un clou du il électrique enroulé autour.. et voila un électro-aimant...
came rappel mon enfance..
n'oubliez pas que lorsqu'on coupe l'alimentation de la bobine celle ci restitut son son energie... (tension multiplié par x) Attention aux châtaigne....
pour maintenir 500g, faudra pas mal d'energie...
loma

Salut Olivier,

Moi aussi, j'ai fait des électro-aimants quand j'était minot. c'est pour ça que je me dis qu'éventuellement je pourrais en bobiner moi même, vu la simplicité. Simplicité... quand on sait comment proportionner tout ça. Quel fil utiliser, etc.

500g, c'est en fin de course, mesuré en statique. Avec l'élan, après avoir parcouru les 15 ou 20mm de course, ce serait autre chose.
Justement, ça me fait penser que cette solution peut être meilleure que le moteur électrique ( qui, au passage, est fait à base d'électro-aimants) car le mécanisme de mes mitrailleuses fait qu'en position de départ, le ressort est déjà en grande partie comprimé et que le moteur doit démarrer avec un couple important.
Ensuite, il y a deux manières d'utiliser l'électro-aimant : ou bien il sert à envoyer le canon en avant en comprimant le ressort, et c'est celui-ci qui le renvoie en arrière pour percuter, ou bien au contraire l'électro-aimant envoie directement le canon en arrière pour percuter la valve, et un ressort le ramène ensuite en avant. Il faudrait que je mette des schémas  

L'électro-aimant restitue ensuite son énergie?
Ah oui, ça parait logique. Mais qu'en faire? et ça faut faire des parasites?
Pourrait on envoyer ce courant dans un autre électro-aimant, qui servirait... je ne sais pas encore à quoi

Fred

blonblon a écrit:Bonjours

Ce que je sais des électroaimants au repos le noyau doit etre décentré il se recentre avec le passage du courant électrique donc l'atraction.

j'ai trouvé ceci

On peux calculer le champs magnétique d'une bobine avec la formule suivante:

B=4Pi*10^-7*(I/R)

B est le champs magnétique en telsa.
10^-7 = "10 puissance -7".
I est le courrant en A traversant le bobine.
R est la resistance en ohms du fil de la bobine.


Il y a aussi cette formule

B0=(4pi*10^-7*N*i)/L

B0=Champs magnétique en tesla( attention je parle de B0 car c'est le champs magnétique dans la bobine mais si il n'y a pas de noyau. B0 veut dire dans l'air)
N=nombre de spires
L=longueur en métres

Il y a aussi le phénoméne de saturation a prendre en compte car la formule dit que si on grandit le I le champs est plus important alors que cela n'est absolument pas vrai. Arrivé à 1.7A, la limite absolu est atteint, le champs ne variera plus beaucoup.

Merci pour ces éléments, Blonblon, mais je n'ai pas le bagage pour les exploiter
Qu'entends tu par noyau décentré? J'imagine que c'est dans le sens axial? le noyau doit être partiellement sorti de la bobine, et ces deux éléments tendent à se mettre en face quand la bibine est activée, c'est bien ça?

Peut on utiliser deux bobines au lieu d'une bobine et un aimant permanent qu'il sera difficile de trouver à la forme idéale?

Fred

Bonjour

Qu'entends tu par noyau décentré? J'imagine que c'est dans le sens axial? le noyau doit être partiellement sorti de la bobine, et ces deux éléments tendent à se mettre en face quand la bibine est activée, c'est bien ça? a écrit:

C'est tout a fait cela.

Utiliser un aimant permanant je ne sais pas j'ai lu que l'on pouvait utiliser une ferrite

Pour annuler le courant de retour a la coupure alimentation on peu utiliser une diode comme sur les relais.

De toute facon rien ne remplace les essais.

il faudrait autopsier un injecteur de moteur HDI c'est un électro aimant à fréquence élevée par contre le couple doit être trés faible

thierry

J'ai lu je ne sais plus ou que l'on pouvait utiliser l'électro aimant d'une agrafeuse.

Il faudrait qu'elle soit en 12V...

On trouve des électro-aimants au détail assez facilement, on dirait. En 12v c'est apparemment pas vraiment un problème. Mais il va falloir choisir, ou bobiner soi même.

L'autre problème, ( par rapport au choix et à l'adaptation de la mécanique ) sera celui de la commande. l'électro-aimant devra être alimenté puis laissé au repos à une certaine cadence, si possible en fonction de la position de la mécanique. Avec le moteur électrique ça se fait tout seul mécaniquement et il suffit d'envoyer le jus ou de couper, là il faudra un système de fin de course, ou autre chose.

Fred Van.H. a écrit:
et ça faut faire des parasites ?
Fred

Oui !! un peu comme nos bobines d'allumage de nos mobylette..

Fred Van.H. a écrit:
Pourrait on envoyer ce courant dans un autre électro-aimant, qui servirait... je ne sais pas encore à quoi
Fred

Pas vraiment, c'est juste un phénomène électrique qu'il ne faut pas négliger dans les essais, et surtout ne pas se prendre une châtaigne... ( c'est pas dangereux, mais c'est pas agréable..)

Concernant le fil électrique,
plus le fil est fin, plus la tension devras être importante... et le courant faible...
Si on prend du gros fil, on privilégiera une tension plus faible, mais avec des courant plus fort..

exemple:
les transfo 230V -> 6V qui alimente les spot de piscines, l'enroulement 230V est fait avec du fil fin, et bcps d'enroulements, et l'enrouement basse tension (6v) est fait avec du gros fil (5mm²) avec bcps moins de tours....

A vos essais..
PS: Je pars en vacances dans les alpes, pas de modèle RC dans le coffre mais un parapente...
LOMA²+

Bonjour à tous  

Ça fait un sacré moment que je n'ai plus posté par manque de temps, mais je suis quand même le forum  

L'idée est intéressante, nous l'avions déjà évoqué dans le passé mais sans plus.
Au fait, savez-vous qu'un moteur linéaire n'est rien d'autre qu'un moteur brushless déroulé ?  
Avec ce système il n'y aurait plus d'ennuis de courses, mais plus complexe à fabriquer qu'un simple électro aimant.


En bricolant sur le net, il y a cette vidéo qui est sorti:

Intéressant mais le type ne travaille probablement pas sous 50 bars.

Puis me suis dit pourquoi pas en fin de compte. Un essai est facilement réalisable surtout que j'ai tout sous la main.
J'ai donc pris un peut de matière et quelques usinages fait à la va-vite plus tard nous voici avec un électro aimant :


Personnellement, j'utilise des canons de diamètres extérieurs de 8mm fait maison. Mais les canons achetés dans les magasins d'airsoft font un diamètre extérieur de 8.5mm. J'ai donc adapté mes côtes avec ces dimensions afin de rendre les essais plus réguliers pour tout le monde.

Qui dit "à la va vite", dit à la va vite ! Si mon boss voyait cette qualité, il tirerait probablement la gueule  
Quoi qu'il en soit, le noyau est en POM noir. Et comme on se bat continuellement avec le poids, autant évider au maximum ! (surtout que le champ magnétique est moins coupé par le plastique, enfin c'est dans la tête ça   )


En gros, sans entrer dans les détails l'électro aimant a les dimensions :
Ø extérieur 21mm
Ø intérieur 10.5mm
Ø de fond de gorge 12.5mm
Longueur totale 27.1mm

Les parois sont partout de 1mm.

L'axe est en acier doux. Il fait 41mm de long.

Et maintenant, le bobinage :

J'avais du fil de cuivre émaillé de Ø 0.5mm. Alors j'ai utilisé ça.
La résistance de l'électro aimant est de 2 ohms.
Je n'ai pas compté le nombre de spires, mais si ce site http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e07fil.htm ne dit pas de conneries, j'ai quelque chose comme 23 mètres de fil.
(pour ceux qui souhaitent compter facilement le nombre de tours lors d'un bobinage et que vous n'êtes pas équipé, vous pouvez prendre une calculatrice et faire en sorte qu'à chaque tour de bobine une "came" appuie sur la touche enter (ou autres suivant le modèle de calculatrice). A chaque fois qu'on appuie sur enter, la calculatrice compte +1. Enfin... sais pas comment expliquer ! )

Je pourrais calculer le nombre de tours que j'ai faits mais la flemme  

En se basant sur la loi d'ohm, I = U/R, ça nous donne :

Tension U = 12VDC
Résistance R = 2 Ohms
Intensité du courent I = U/R = 12/2 = 6 ampères !

Vous pensez bien que j'ai limité mon alimentation à 1 ampère car mon petit fil de Ø0.5mm aurait un peut tiré la gueule  
Même avec 1 ampère, après quelques minutes sous tension la bobine chauffait déjà pas mal :


Et une petite vidéo pour vous montrer le résultat :


Premier essai avec l'axe en acier doux.
Deuxième essai avec un aimant au néodyme.
Troisième essai avec l'axe en acier doux contre la dernière version de ma valve (celle qui est destinée à la rotapétoire, presque 2 fois plus petite et autant puissante)

Le troisième essai a été fait avec une capsule de Co2 déjà utilisée. La valve s'ouvrait. Mais pour des meilleurs résultats d'essai j'ai cramé une capsule toute neuve. Résultat : la valve s'ouvrait mais très très peu. Tellement peu que la bille ne partait pas du canon.

Puis, suis tombé sur les "voice coil" :


Peut-être une idée exploitable ?

Sinon, concernant le contrôle de l'électro aimant:
- Si on utilise un aimant permanent, pourquoi ne pas contrôler le mouvement avec deux capteurs à effet hall ?
- Si on n'utilise pas d'aimant permanent, alors deux switchs fait maison ?
Sais pas encore comment, mais:
Bobine sous tension -> l'axe est tiré dans la bobine. Quand il arrive à sa position, il enclenche le switch qui coupe la tension de la bobine. Du coup, l'axe repart sous la force du ressort. Quand l'axe arrive en butée contre la valve, il enclenche un autre switch qui alimente la bobine... C'est juste une idée comme ça, faudrait que je dessine un schéma pour m'en rendre compte car j'ai l'impression d'oublier quelque chose.

@+

Salut Kro, ça fait plaisir de te lire à nouveau

Je vois que tu as déjà expérimenté le truc
Je vais relire ton message avec attention! Ici il vase, alors je bidouille un peu à l'atelier. J'ai bobiné des "trucs" immondes (appeler ça "électro-aimant" serait prétentieux de ma part ) malgré les bons conseils de LOMA, qui sont déjà intéressants malgré les calories dégagées

Concernant le système d'alimentation et de contrôle, je n'y connais rien en électronique mais mon petit doigt me dit qu'il va y avoir un gros condensateur dans cette histoire

Fred

Hello Fred Van.H.,

J'allais oublier, félicitation pour la réussite de ta tourelle
Fallait le faire, et tu l'as fait ! Chapeau ! (Première mondiale ?   )

Plus je regarde la vidéo avec mon électro aimant et un aimant permanent, plus je me dis... pourquoi ne pas utiliser la force d'attraction pour tirer le canon et charger la bille et inverser la polarité de l'électro aimant pour utiliser la force de répulsion et ainsi percuter la valve ?
Plus besoin de ressort (sauf pour amortir les chocs), mais il faudrait une sorte de variateur de fréquences et alimenter la bobine en courent alternatif ?  

Ce serait sympa, on pourrait même régler la cadence  

Concernant le bobinage, il ne faudrait pas faire ça n'importe comment. Plus les spires sont serrées et propres, plus l'électro aimant sera performant. D'ailleurs, j'sais plus où, ils fabriquent même des électro aimants avec du fil carré pour minimiser la perte de place et augmenter la puissance du champ magnétique.

Ce qu'il faut également savoir quand on travaille avec du cuivre et des aimants au néodyme, c'est les courants de foucault :



Avec l'alu aussi  

kro a écrit:félicitation pour la réussite de ta tourelle
Fallait le faire, et tu l'as fait ! Chapeau ! (Première mondiale ?   )

Merci
Oui et non, une équipe de jeunes américains l'ont déjà fait avec une tourelle à un seul axe et un airsoft du commerce, de puissance et cadence assez faible :
Je ne sais pas trop si ils ont obtenu vraiment des impacts, on ne voit pas trop sur la vidéo.

kro a écrit:
... pourquoi ne pas utiliser la force d'attraction pour tirer le canon et charger la bille et inverser la polarité de l'électro aimant pour utiliser la force de répulsion et ainsi percuter la valve ?
Plus besoin de ressort (sauf pour amortir les chocs), mais il faudrait une sorte de variateur de fréquences et alimenter la bobine en courent alternatif ?

Ce serait sympa, on pourrait même régler la cadence

L'attraction, quand il faut utiliser ça sur un avion ballotté par des forces de toutes sortes... Non, pour moi rien ne remplacera un bon ressort, quitte à consommer un peu plus pour vaincre sa résistance.
Le système électronique, oui ça permettrait peut être de se passer de capteurs de fin de course, ce qui ne serait pas plus mal.

kro a écrit:
Concernant le bobinage, il ne faudrait pas faire ça n'importe comment. Plus les spires sont serrées et propres, plus l'électro aimant sera performant. D'ailleurs, j'sais plus où, ils fabriquent même des électro aimants avec du fil carré pour minimiser la perte de place et augmenter la puissance du champ magnétique.

C'est rassurant, ça veut dire qu'il y a moyen de faire plus performant que mes infâmes bobines d'hier, simplement en soignant le boulot
C'est marrant, le fil carré on m'en a parlé aussi hier.

Ma petite expérience d'hier consistait à faire sortir brutalement un noyau (forêt de 8mm) d'un tube plastique sur lequel a été bobiné un vulgus fil de cuivre muni d'un isolant plastique.
Plutôt probant, le noyau venait frapper un objet placé pour faire butée, avec une certaine force. Par contre, la bobine prenait de la température en quelques "tirs" à peine. J'en ai conclu qu'il fallait peaufiner le truc, trouver le bon fil, nombre de spires etc, mais que cela valait la peine de continuer à creuser la question.
En voyant avec quelle célérité bougeait le noyau et compte tenu de sa masse, je me suis dit que la durée d'alimentation de la bobine allait être assez brève à chaque coup. Ca va tirer du jus, mais pas pendant longtemps

kro a écrit:Ce qu'il faut également savoir quand on travaille avec du cuivre et des aimants au néodyme, c'est les courants de foucault :



Avec l'alu aussi

Etonnant, cette expérience mais je n'arrive pas à voir quelles peuvent être les conséquences de ce phénomène. J'utilise un canon en alu, quelques pièces en laiton...

Fred Van.H. a écrit:

kro a écrit:félicitation pour la réussite de ta tourelle
Fallait le faire, et tu l'as fait ! Chapeau ! (Première mondiale ?   )

Merci
Oui et non, une équipe de jeunes américains l'ont déjà fait avec une tourelle à un seul axe et un airsoft du commerce, de puissance et cadence assez faible :
Je ne sais pas trop si ils ont obtenu vraiment des impacts, on ne voit pas trop sur la vidéo.

Oui ça fait un moment déjà, mais comme tu dis ils n'ont qu'un axe. De plus leur pétoire n'est pas terrible  

Fred Van.H. a écrit:

kro a écrit:
... pourquoi ne pas utiliser la force d'attraction pour tirer le canon et charger la bille et inverser la polarité de l'électro aimant pour utiliser la force de répulsion et ainsi percuter la valve ?
Plus besoin de ressort (sauf pour amortir les chocs), mais il faudrait une sorte de variateur de fréquences et alimenter la bobine en courent alternatif ?  

Ce serait sympa, on pourrait même régler la cadence  

L'attraction, quand il faut utiliser ça sur un avion ballotté par des forces de toutes sortes... Non, pour moi rien ne remplacera un bon ressort, quitte à consommer un peu plus pour vaincre sa résistance.
Le système électronique, oui ça permettrait peut être de se passer de capteurs de fin de course, ce qui ne serait pas plus mal.

Ha oui, je n'avais pas pensé à ça ! Faut dire que je ne fais que fabriquer des trucs qui pètent, je n'ai pas l'expérience du vol  

Fred Van.H. a écrit:Ma petite expérience d'hier consistait à faire sortir brutalement un noyau (forêt de 8mm) d'un tube plastique sur lequel a été bobiné un vulgus fil de cuivre muni d'un isolant plastique.
Plutôt probant, le noyau venait frapper un objet placé pour faire butée, avec une certaine force. Par contre, la bobine prenait de la température en quelques "tirs" à peine. J'en ai conclu qu'il fallait peaufiner le truc, trouver le bon fil, nombre de spires etc, mais que cela valait la peine de continuer à creuser la question.
En voyant avec quelle célérité bougeait le noyau et compte tenu de sa masse, je me suis dit que la durée d'alimentation de la bobine allait être assez brève à  chaque coup. Ca va tirer du jus, mais pas pendant longtemps

Coilgun ?  
J'ai également testé pour d'autres raisons cette méthode de propulsion il y a une semaine. En déchargeant le condensateur d'un appareil photo dans une bobine, mais avec du plasma à l'intérieur de la bobine  
(MHD ou plutôt MAD (MagnétoAéroDynamique)) Au premier essai ma balance affichait -9 grammes ! Mais en fait c'était les perturbations créées par la haute tension qui faisait débloquer ma balance électronique  

Fred Van.H. a écrit:

kro a écrit:Ce qu'il faut également savoir quand on travaille avec du cuivre et des aimants au néodyme, c'est les courants de foucault :

Avec l'alu aussi  

Etonnant, cette expérience  mais je n'arrive pas à voir quelles peuvent être les conséquences de ce phénomène.  J'utilise un canon en alu, quelques pièces en laiton...

Si l'on utilise une configuration qui consiste à fixer l'électro aimant sur le canon qui lui coulisse dans un aimant permanent, ça créera des courants de Foucault ce qui ralentira le déplacement (perte de rendement).
De même si l'on déplace rapidement un aimant permanent dans une bobine, il y a une perte de rendement. A optimiser au maximum pour un max de puissance

Je vois que tu as déjà de l'expérience dans le domaine du magnétisme, des connaissances. Utile, ça

kro a écrit:Si l'on utilise une configuration qui consiste à fixer l'électro aimant sur le canon qui lui coulisse dans un aimant permanent, ça créera des courants de Foucault ce qui ralentira le déplacement (perte de rendement).
De même si l'on déplace rapidement un aimant permanent dans une bobine, il y a une perte de rendement. A optimiser au maximum pour un max de puissance

Mon idée était au contraire de fixer un noyau tubulaire autour du canon, et une bobine fixe autour. Il faudrait que je mette un schéma de principe.

En déplacement rapide, l'aimant permanent serait moins bon?
Donc en statique il serait meilleur, et dans le cas des électro-aimants avaleurs il faudrait préférer par exemple du fer doux?

kro a écrit:
Coilgun ?  

... mais oui, au fond c'est exactement ça : le canon qui est envoyé brusquement en arrière sur 15 ou 20mm pour frapper la queue de valve, ça s'apparente à un projectile.

Bonjour

On ne peut plus vous arreter.

Si le bobinage chauffe ne peut on pas utiliser cette chaleur pour éviter le givrage du Co2

Oui, on dirait que tu as appuyé sur un bouton

Le chaleur n'est pas forcément produite là où on en aurait besoin, et il est difficile de la transporter facilement

hello

si je peut me pemettre

en faite il faudrait un système élecrique de ce genre  !!!Electro-aimant Sélénoïde


Hébergé par Imagesia, le meilleur hébergeur d'images du net !

Son alim serait relier à un modulateur dont il est possible de modifier la Frq PWM (Pulse Width Modulator) ceci limite l'Ampérage sans gaspi de courant
le modulateur coupe et remet le courant en faisant une variable des impulsions "ON" par rapport à "OFF" çà laisse passer la quantité de courant désiré

c'est juste une idée si c'est exploitable 

@+
Serge

Fred Van.H. a écrit:Mon idée était au contraire de fixer un noyau tubulaire autour du canon, et une bobine fixe autour. Il faudrait que je mette un schéma de principe.

Oui, c'est d'ailleurs ton idée que j'ai usiné plus haut  

Fred Van.H. a écrit:En déplacement rapide, l'aimant permanent serait moins bon?
Donc en statique il serait meilleur, et dans le cas des électro-aimants avaleurs il faudrait préférer par exemple du fer doux?

Pas forcément, mais je ne suis pas assez calé là-dedans pour te répondre correctement. Je préfère me taire plutôt que dire des conneries

Fred Van.H. a écrit:... mais oui, au fond c'est exactement ça : le canon qui est envoyé brusquement en arrière sur 15 ou 20mm pour frapper la queue de valve, ça s'apparente à un projectile.

L'ennui du coilgun est le temps de charge du/des condensateurs. Certains arrivent à tirer plusieurs fois avant de devoir recharger mais ce n'est pas fameux.

blonblon a écrit:Si le bobinage chauffe ne peut on pas utiliser cette chaleur pour éviter le givrage du Co2

Pas con ça ! P't'être même avec un module Peltier

DURA a écrit:Son alim serait relier à un modulateur dont il est possible de modifier la Frq PWM (Pulse Width Modulator) ceci limite l'Ampérage sans gaspi de courant
le modulateur coupe et remet le courant en faisant une variable des impulsions "ON" par rapport à "OFF" çà laisse passer la quantité de courant désiré

C'est exactement ça
Mais ce qui me chagrine pour le moment est la force électromagnétique qui est trop faible pour percuter la valve.

Aujourd'hui j'ai faits un autre électro aimant avec un noyau en acier. Pas grande différence. La bobine rend le noyau magnétique mais ce n'est toujours pas suffisant pour percuter la valve

Bonsoir

Mais ce qui me chagrine pour le moment est la force électromagnétique qui est trop faible pour percuter la valve. a écrit:

Que doit on privilégier la longueur de la bobine ou le diamétre