Variateurs mécaniques, variateurs électroniques, contrôleurs et moteurs

Depuis leurs débuts, les modèles RC électriques sont confrontés à un problème : soit leur source d'énergie délivre toute son intensité, soit aucun électron n'est fourni. En clair, les piles et batteries fonctionnent en mode on/off : 7.2V ou 0V. C'est pourquoi différentes techniques ont été utilisées pour faire varier cette intensité entre la sortie du pack et le moteur, et ainsi permettre de contrôler la vitesse d'évolution de nos modèles. Ce qui était relativement simple au départ est devenu extrêmement complexe de nos jours. Pour être plus exact, le fonctionnement des composants électroniques modernes est d'une complexité qui dépasse de loin la compréhension de la majorité d'entre nous, mais paradoxalement, leur utilisation n'a probablement jamais été aussi simple.

L'objectif de cet article est de retracer brièvement l'histoire de ces composants puis d'expliquer simplement quelques caractéristiques essentielles pour mieux comprendre leur fonctionnement et pouvoir les utiliser au mieux.

Les variateurs mécaniques

Présents sur les premiers modèles RC électriques, ces mécanismes couramment appelés MSC (Mechanical Speed Controller) ont commencé à disparaître avec l'avènement des variateurs électroniques. Néanmoins, leur carrière en RC a duré deux décennies au moins, en particulier sur les modèles d'entrée de gamme.

Voici quelques-un des variateurs mécaniques utilisés sur les modèles Tamiya : 

Deux variateurs plus spécifiques enfin, preuve que les recherches n'ont jamais cessé pour améliorer le principe. Le premier a notamment équipé le premier modèle 3 Speed (58028 Toyota 4x4 Pick Up de 1981) alors que le second fut réservé au kit 58268 Mammoth Dump Truck. Les deux intègrent déjà quelques composants électroniques mais ne peuvent pas être considérés comme de véritables variateurs électroniques : 

La version "moderne" qui équipe mon Manta Ray est la plus connue car la plus utilisée dans la gamme Tamiya (au moins jusqu'en 2003 puisqu'on la trouvait encore sur le kit 58312 Blackfoot Xtreme).

Principe de fonctionnement d'un variateur mécanique :

Rappelez-vous, l'accu fournit une tension d'alimentation constante (6 ou 7.2V selon les époques). Entre l'accu et le moteur, on positionne un variateur mécanique qui est une simple plaque d'epoxy sur laquelle sont dessinées des pistes en cuivre. Un servo dédié actionne un bras dont la tête fait contact avec une seule piste à la fois sur la plaque du variateur, chaque piste étant reliée à une résistance dont les caractéristiques sont différentes pour chacune des pistes. Le courant électrique constant provenant de l'accu est envoyé au moteur après être passé par l'une des résistances selon la piste sur laquelle se trouve le contact actionné par le servo. La puissance de la résistance détermine l'intensité transmise au moteur... et le dégagement de chaleur qui en résulte : en effet, toute l'intensité non transmise au moteur est absorbée par la résistance qui la dégage sous forme de chaleur.

Les résistances sont les fameux "sucres" reliés à la plaque du variateur (plus précisément à chacune des pistes). Lorsque le contacteur est sur la piste "plein gaz", toute l'intensité fournie par le pack d'accu est transmise directement au moteur sans passer par une résistance. Ceci signifie également que l'autonomie d'un modèle sera toujours identique avec un accu donné, que l'on roule constamment à faible vitesse ou constamment plein gaz.

L'inconvénient majeur de cette solution est le manque de progressivité car il y a rarement plus de 3 pistes imprimées. La finesse et la précision de la commande des gaz s'apparente quelque peu à la découpe d'une tranche de jambon à l'aide d'une hache. Néanmoins, il ne faut pas oublier qu'il n'existait pas vraiment d'autres solutions pendant des années (malgré des tentatives de systèmes à rhéostat) et que cela n'a empêché personne de piloter.

De nos jours, outre le manque de progressivité, il est recommandé de ne plus utiliser de variateur mécanique car leur fiabilité est trop aléatoire. A l'époque, les pertes de contrôle d'un modèle pour cause de variateur bloqué (voire soudé) étaient fréquentes, avec tous les risques que cela impliquait tant pour le modèle que pour le public. De plus, le contacteur et les pistes de la plaque du variateur finissent par s'user et provoquent des faux contacts, même en utilisant un simple Mabuchi 540 de base.