Remplacer les ampoules « grains de blé » par des Leds.

Qui n’a jamais été confronté au problème des ampoules à incandescence, qui équipent encore certaines locos ?

En effet, la plupart du temps, l’intensité lumineuse est volontairement réduite par l'emploi d'ampoules prévues pour un fonctionnement à une tension d’alimentation supérieure à celle qui est fournie réellement par la loco. 

Résultat : un éclairage trop faible et surtout trop chaud (en degrés Kelvin). Les ampoules qui équipent les locos sont le plus souvent des modèles 24 Volts, pour des tensions de service annoncées à 16 Volts.

La raison en est simple :

- d’une part, il s’agit de préserver au mieux la durée de vie des ampoules en les « sous alimentant »,

- d’autre part, il ne faut pas que l’échauffement produit par l’ampoule risque d’endommager les pièces, en plastique la plupart du temps, qui se trouvent à proximité (conduits de lumière dans certaines locos vapeur par exemple). 

Ne pas perdre de vue que la température de contact de ces ampoules quand elles sont alimentées à leur tension nominale, atteint allègrement plus de 150° !

Alors bien sûr, on pense tout de suite aux Leds qui offrent des rendements lumineux bien supérieurs et qui sont quasiment indestructibles sous réserve de ne pas dépasser leur tension, (et donc leur courant) d’alimentation.

Malheureusement, les ampoules ont cet avantage sur les Leds, c’est que la lumière émise est multidirectionnelle. Autrement dit, une ampoule émet de la lumière dans toutes les directions, ce qui est un avantage indiscutable quand il s’agit d’envoyer un flux lumineux dans deux ou trois directions simultanément via les guides lumière.

Ce n’est pas le cas des Leds dont les angles de diffusion de lumière, sont bien plus limités.

Alors quoi faire ?

J’ai réalisé quelques prototypes de Leds bidirectionnelles de façon à ce qu'elles puissent prendre place sans modification au niveau des emplacements prévus pour les ampoules à fils comme on en trouve encore dans certaines locos, même récentes. 

Ceci étant, il n'est pas possible d’utiliser des Leds classiques, et il faudra s’orienter vers des modèles CMS. Alors bien sûr, c’est beaucoup plus délicat à manipuler, mais c’est tout à fait réalisable. Pour ce faire, j'ai  choisi des modèles 1206, 805 et même 603. 

Ca mesure quelques millimètres, c'est très petit, mais c'est possible, la mise en oeuvre reste la même pour chaque taille de composants.

La technique que j’ai retenue est celle du sandwich composé de deux Leds CMS montées dos à dos et tête bèche entre lesquelles vient prendre place une toute petite épaisseur d’un matériau isolant (epoxy 3/10èmes, par exemple), dont on peut laisser dépasser quelques millimètres sur les côtés, ce qui aide au positionnement dans la loco, si la place est disponible.

Sinon les deux leds sont simplement plaquées chacunes contre l'isolant et immobilisées avec une micro goutte de colle cyanoarylate.

L’épaisseur totale du montage ne dépasse pas 2 à 3 mm selon le modèle de Leds et de plus, il sera possible de choisir entre trois types de lumière : froide, neutre ou chaude, ceci étant une affaire de goût.

Enfin, les deux Leds étant alimentées en série, ce qui amène leur tension de service à environ 6 Volts, il faut obligatoirement installer, en série également, une résistance (CMS tant qu’à faire) destinée à limiter leur courant l’alimentation, ce qui n’est pas nécessaire avec des ampoules.

La valeur de cette résistance est à calculer selon l’intensité lumineuse souhaitée et surtout pour faire en sorte que le courant qui traverse les Leds ne dépasse jamais la valeur autorisée pour ce type de composant, à savoir 15 à 20 mA.

En pratique, on peut considérer qu’avec une alimentation continue ou DCC, la tension des sorties à destination de l’éclairage ne dépasse pas 16 Volts.

Si on opte pour 15 mA, le calcul de R est alors le suivant : 

UL (Leds) = 6 Volts, US (Sortie) = 16 Volts, I = 15 mA.

R = (US – UL) / I, soit (16 – 6) / 0,015 = 666 Ohms

On prendra alors la valeur normalisée immédiatement supérieure, soit 680 Ohms ou plus, c’est à dire 820 ou même 1000 Ohms si on souhaite diminuer l’intensité lumineuse.

Si on préfère opter pour 20 mA, le calcul devient alors :

R = (US – UL) / I, soit (16 – 6) / 0,020 = 500 Ohms, soit 560 Ohms, mais pas moins.

A noter qu’en DCC, les décodeurs offrent en général la possibilité d’ajuster le niveau électrique des sorties lumière moyennant le paramétrage des CV’s correspondantes.

Comme indiqué ci-dessus, une bonne maîtrise de la micro soudure est indispensable, de même que disposer du matériel adéquat, c’est à dire fer à souder, outillage et éclairage en conséquence. Mini brucelles, mini étau, mini soudure et loupe éclairante sont encore une fois au rendez-vous.

A la différence des ampoules, le montage dans la loco se fait en respectant la polarité, faute de quoi les Leds ne s’allument pas, mais ne risquent pas de claquer.

Il est donc nécessaire de repérer préalablement le potentiel positif (commun) d’alimentation des Leds à la fois sur la loco et sur les Leds.

Pour terminer, un positionnement exact de la source lumineuse obtenue devra être fait par rapport au (x) conduit (s) de lumière, l'installation et la longueur des fils sont alors les mêmes qu'avec les ampoules d'origine. 

Si tout a été fait correctement, le résultat est spectaculaire au niveau du rendement lumineux et sans aucun risque d’échauffement dangereux pour le matériel.

Bonne réalisation,

JM GILLES

 

Amélioration du wagon nettoyeur DAPOL

Ce wagon nettoyeur-aspirateur est intéressant sur le plan de ses multiples possibilités.

Aspirateur, nettoyeur à sec ou humide, polisseur de rails, bref, tout ce qu'on peut attendre d'un engin de ce type pour l'entretien des voies, surtout celles qui sont cachées sous des tunnels et par définition, peu ou pas accessibles.

Pourtant de mon point de vue, quelques bizarreries de conception le rendent extrêmement vulnérable à la poussière et aux petits objet aspirés, un comble pour un aspirateur !

En effet, quelle drôle d’idée de l’avoir équipé d’un tel moteur, certes puissant et efficace, mais à carcasse ouverte, c’est à dire exactement tout ce qu’il faut pour que les poussières et débris aspirés s’introduisent immanquablement entre l’inducteur et l’induit avec les conséquences qu’on imagine facilement, d’autant qu’aucune étanchéité réellement efficace n'est vraiment prévue pour isoler le moteur du réservoir à poussière !

De plus, dans ces conditions, le moteur devient extrêmement bruyant avec un bruit de casserole et des crépitements très désagréables au bout de quelques dizaines de secondes seulement, tant il est encombré par des résidus de toute sorte. 

Conséquence inévitable si on veut le conserver dans l'état de fonctionnement prévu, démontage complet du wagon, nettoyage du moteur à l'air comprimé, (ce dont tout le monde ne dispose pas), remontage, bref pas mal de temps perdu inutilement, sans parler du risque de voir les taraudages dans l'ABS se détériorer rapidement !

On se demande pourquoi le fabricant a choisi ce type de moteur alors qu’il existe des équivalents entièrement fermés, tout aussi performants et dans lesquels rien ne peut entrer accidentellement.

Personnellement, j’ai décidé de le remplacer par un autre Mabuchi : le FF-050SK (je vous laisse chercher où se le procurer) equipé lui aussi avec un axe de 1,5 mm. Bien plus silencieux, il offre de très bonnes performances et une fois en place équipé de sa turbine, il ne laisse échapper qu’un sifflement tout à fait comparable à celui d’un aspirateur domestique.

Si les dimensions extérieures de ce nouveau moteur sont presque identiques quant à l'épaisseur, il faudra quand même ajuster le logement dans lequel il viendra prendre place, car le FF-050SK est un petit peu plus large d’environ 0,5 mm au niveau du diamètre du corps entre les deux méplats.

J’ai la chance d’avoir une fraiseuse, alors pas trop de difficulté pour ajuster.

Mais le vrai travail consiste à évider par fraisage l'intérieur du carter supérieur qui vient coiffer et immobiliser le moteur. En effet, le moteur Mabuchi FF-050SK est plus long de 15 mm et il faut bien qu’il puisse prendre place sous le carter.

Une fois cette opération réalisée, j'ai découpé une ouverture rectangulaire bien centrée dans le dessus du carter dans laquelle vient s'insérer une petite cale réalisée à l'imprimante 3D. Cette cale est destinée à maintenir le centrage parfait du moteur en prenant appui sur le flasque supérieur du palier borgne (je peux fournir le fichier *.stl).

Vérification du centrage moteur turbine en place, quelques gouttes de cyano, de résine à durcissement UV ou d'epoxy 2 composants pour immobiliser la cale et le tour est joué.

Remontage et recâblage des fils d’alimentation, vérification manuelle de la liberté de rotation et c’est reparti avec un moteur qui reste « étanche », qui tourne rond, et qui fait un bruit très réaliste.

Un autre point qui mérite réflexion, c’est la présence de l’interface NEM 652 destinée à recevoir un décodeur moteur ou de fonctions. Disons le toute de suite, équiper ce wagon d’un décodeur, est un peu luxueux pour cet usage.

L'interface est d'origine équipée de trois résistances CMS de 100 Ohms montées en parallèle, soit 33,33 Ohms, ce qui fait chuter la tension de 3 Volts environ.

J’ai choisi de monter sur le slot 8 broches un simple pont redresseur câblé en entrée sur les broches 4 et 8 et en sortie vers le moteur sur les broches 1 et 5, ou 5 et 1 car le sens de rotation du moteur n'a pas d'importance compte tenu des ailettes droites de la turbine.

Autre solution : en supprimant les résistances de 100 Ohms (ou en les shuntant) et en conservant le pont redresseur, il est toujours possible d'installer un régulateur 12 volts (7812, LM 317, etc) à destination du moteur. 

Autrement dit, de mon point de vue : sauf à vouloir ajouter d’autres fonctions telles que gyrophare de travaux, feux, etc, le recours à un décodeur de fonctions (avec amplificateur de sortie) est envisageable, mais un décodeur moteur est complètement inutile d’autant qu’il vient augmenter le prix de l’ensemble, alors que la commande de l’interrupteur de mise en marche est accessible depuis l’extérieur de la carrosserie.

Bon vent !

JMG

Equiper son 72500 de captages sur la remorque

Comme beaucoup, j’imagine, je suis possesseur d’un X72500 de Jouef.

Si cet autorail bi-caisse est bien équipé sur le plan électrique, son principal défaut est l'absence de captage de courant sur la remorque. 

Pourtant, on aurait pû croire qu’avec un connecteur 6 broches au niveau de l’attelage conducteur, il aurait été possible de récupérer deux contacts pour les prises de courant traction.

Et bien non ! tout est déjà utilisé par le système :

- Feux blancs
- Feux rouges
- Eclairage cabine arrière
- Eclairage intérieur
- Masse positive
- Masse négative

Faites le compte, on est à six, et donc rien de prévu pour les captages de courant.

Alors la masse négative, me direz vous, pourquoi faire ?

C'est lié à la particularité du schéma électrique conçu par Jouef et pour lequel le recours à un potentiel négatif s'avère nécessaire. On peut s'en étonner, mais voilà, il faut se rendre à l'évidence et faire avec.

Car il faut bien reconnaître que la platine électronique de l’engin (sur la motrice) est une véritable usine à gaz que j’aurais rêvée plus simple et surtout plus conforme aux standards NMRA avec une seule masse, à savoir le  pôle positif fourni, soit par les deux diodes de la platine, soit par le décodeur lui-même ! 

Et surtout, il y a un point que je considère comme un handicap, à savoir l'impossibilité de configurer l'intensité de l'éclairage intérieur (voir en fin d'article : éclairage intérieur).

Mais de toutes manières, même sans ce pôle négatif, on aurait pu récupérer au mieux un seul contact ce qui n’est pas suffisant puisque les contacts des files de rails doivent impérativement être totalement isolés du reste du montage.

La solution, il n’y en pas d’autres, c’est d'utiliser des connecteurs à huit broches mâle/femelle, et d'installer des circuits en remplacement des platines six broches d’origine.

Le problème, c’est qu’à ma connaissance, ça n’existe pas dans le commerce ou tout au moins pas compatible au niveau encombrement dans l’attelage d’origine du X72500.

Alors dans ce cas, on fait quoi ?

Et bien on en fabrique un, bien sûr !

L’opération n’est pas des plus simples pour qui n'a pas vraiment l'habitude, mais tout à fait réalisable pour peu qu’on ait un minimum de soin et qu’on dispose de quoi fabriquer un circuit imprimé double face et de quoi souder sans faire d’énormes pâtés !

En effet, à l’origine (partie droite de la photo), les contacteurs six broches sont soudés sur de minuscules circuits imprimés double face épaisseur 8/10 de mm dont la largeur n’excède pas cinq millimètres.

Sur ces circuits sont logées 3 pistes par face au pas de 1,27 mm, soudées à une extrémité au connecteur proprement dit (mâle ou femelle selon le côté) et à des pastilles imprimées sur lesquelles sont soudés les fils à destination des platines (motrice et remorque).

J’ai donc réalisé deux nouvelles platines de connexion à huit broches (partie gauche de la photo), destinés à prendre place exactement aux emplacements d’origine sur les attelages.

Autant dire que les dimensions et surtout l’entraxe d’attelage doivent être exactement respectés sous peine de ne pas pouvoir verrouiller mécaniquement l’attelage.

Cet entraxe est matérialisé par les deux trous de fixation qui doivent rester à 15mm l’un de l’autre, très exactement.

Cette fois, il s’agit de loger quatre pistes par face et j’ai un tout petit peu élargi l’arrière des circuits imprimés à moins de six mm, ce qui correspond à la largeur des blocs de contacts.

De plus, cet élargissement par l’arrière est plus  « confortable » pour y souder les fils, désormais au nombre de quatre par face, soit huit au total.

Il faudra donc repérer avec soins les couleurs et dessouder les six fils d’origine de chaque côté pour les ressouder sur les nouveaux circuits imprimés.

L’ordre n’a pas d’importance à condition que la continuité des couleurs de fils soit maintenue de part et d'autre des connecteurs.

On l’aura compris, il nous restera deux pistes « libres » sur lesquelles il faudra souder deux fils de couleurs différentes (rouge et noir conventionnellement en DCC) à destination des lignes de captage de courant de la motrice et de la remorque.
Il va sans dire que la remorque devra être équipée de captages en conséquence selon la méthode de son choix.

Dernière petite précision : les connecteurs mâle et femelle sont disponibles en 2 x 4 broches 1,27 mm chez les fournisseurs de composants européens (et étrangers, bien sûr.....)

Mon propos s’arrête là et je vous souhaite une bonne modification.

Eclairage intérieur :

Comme évoqué plus haut, la platine comporte un interrupteur électronique composé de deux transistors montés entièrement en parallèle broches à broches (cas extrêmement rare), à priori pour augmenter le courant commuté à destination de l'éclairage intérieur.

Pour autant que cette configuration soit discutable, elle présente néanmoins un inconvénient majeur, c'est l'impossibilité de faire varier l'intensité de l'éclairage intérieur . 

En effet, modifier  la valeur de la CV prévue pour piloter la sortie AUX1 (dimming) n'aura aucun effet sur l'intensité lumineuse de l'éclairage intérieur. 

La raison est facile à comprendre : la sortie AUX du décodeur agit sur la base des transistors (montés en interrupteurs) qui restent conducteurs, par conséquent, quelle que soit cette valeur, la polarisation de l'étage de commutation est toujours active (sauf en dessous d'une certaine valeur dans la CV). A ce sujet, en dessous de la valeur 5, la commutation est purement et simplement désactivée, mais toujours pas de dimming !

Regrettable, mais encore une fois, dommage car de fait, l'intensité de l'éclairage est comme souvent, beaucoup trop importante.

JMG

Blocage des feux rouges arrières

Qui n'a jamais été confronté à l'éternel (ou presque) problème des feux rouges qui sont allumés à l'arrière quand la motrice tracte une rame ?

Au sens du respect de la réalité, cette particularité ne trouve sa justification que lorsque la motrice est "haut le pied", ce qui, il faut se rendre à l'évidence, n'est pas le cas le plus courant.

Il serait pourtant très intéressant de pouvoir au moins couper l'alimentation des feux rouges arrières, mais cette option est encore rarement prévue par les constructeurs.

La raison en est très simple : le circuit d'alimentation des feux blancs à l'avant est le même que celui des feux rouges à l'arrière. Et bien entendu, c'est la même chose à l'inverse dans l'autre sens.

Quelques fabricants de décodeurs et de platines électroniques embarquées gèrent néanmoins ce point particulier, mais pour la grande majorité des installations classiques, le problème reste entier, surtout si le décodeur n'est équipé que d'une prise NEM huit broches. Il va sans dire que le câblage électrique de la loco doit aussi être prévu pour que la séparation des circuits avant et arrière soit effective.

De plus, certains équipements comportent encore des ampoules (2 à l'avant et 2 à l'arrière) et c'est là où il va falloir intervenir.

Je ne parle pas du cas particulier où la même ampoule allume les feux avants et arrières simultanément. Autant le dire tout de suite, il n'y a pas de solution à part tout remplacer.

Certains fabricants français proposent d'ailleurs de très bons kits de transformation pour passer des ampoules aux Leds, mais bien que soit un progrès en terme d'éclairage, le problème évoqué ci-dessus reste entier.

La solution la plus simple, mais aussi la plus drastique, consiste à retirer purement et simplement la ou les ampoules du côté concerné, mais ce n'est pas très élégant.

Je vous propose d'y remédier par une solution entièrement électronique en conservant les ampoules 'ou les leds) d'origine. Il sera nécessaire d'intervenir sur le circuit imprimé de la loco en le charcutant le moins possible.

En outre, le manque de place en hauteur sur les platines existantes nécessitera d'avoir recours à des composants CMS.

Oui, je sais que leur manipulation peut en rebuter certains, mais c'est vraiment la solution la plus adaptée.

Prenons par exemple le cas d'une machine type Jacquemin de Roco équipée de quatre ampoules.

La platine se présente sous la forme suivante :

Rappelons au passage que les sorties auxiliaires d'un décodeur, y compris pour les feux, délivrent une tension négative, le retour par le potentiel commun (relié à la broche sept du connecteur NEM) étant quant à lui positif.

On retrouve bien sur ce type de locomotive le potentiel positif sur le châssis de la machine qui fait office de masse générale dont il est difficile d'isoler les ampoules.

Un prototype a néanmoins été fait en enfilant chaque ampoule dans un petit morceau de gaine thermo pour les isoler de la masse, mais il faut alors aléser légèrement les logements des ampoules dans le zamac pour que ça rentre, ce qui reste une opération délicate pour laquelle une fraiseuse devient quasi indispensable.

De plus, comme on agit par coupure du circuit de masse, il est nécessaire de faire transiter l'alimentation de chaque ampoule par une diode de façon à polariser le montage, faute de quoi les ampoules s'allumeraient ensemble !

Cette configuration permet alors de "couper" le circuit de masse commune et par conséquent, de devoir réalimenter chaque ampoule individuellement.

Ca fonctionne sans problème par l'emploi d'un seul transistor, mais il y a quelques contraintes indiscutables et des interventions mécaniques non négligeables.

L'autre solution développée ci-dessous, consiste laisser le circuit de masse intact et à "couper" l'alimentation négative de l'ampoule concernée en la faisant passer au travers d'un transistor qui pourra rétablir, selon besoin, l'allumage des feux rouges à partir d'une commande sur une sortie de fonctions du décodeur (sur la borne 3 du connecteur NEM 8 broches).

A ce stade, il est préférable de dessouder les quatre fils de prises de courant qui arrivent sur la platine pour pouvoir la démonter et souder un fil fin (jaune ici) sur le dessous de la borne 3 qui est libre car non utilisée (attention aux courts-circuits !).

L'autre extrémité de ce fil jaune remontera sur le dessus de la platine au travers d'un petit trou réalisé à un endroit libre du circuit imprimé.

Ensuite, il faudra couper électriquement la piste du circuit imprimé avec un petit disque à tronçonner (en bas à gauche) juste avant le contact sur lequel vient appuyer la lamelle souple alimentant l'ampoule, en prenant la précaution de laisser suffisamment de piste cuivrée pour pouvoir souder sans utiliser la surface de contact.

Le  rétablissement de la continuité sera assurée par un interrupteur électronique très simple que nous allons réaliser ici.

Après grattage des pistes là où doit avoir lieu la soudure, il suffira de souder de chaque côté de la coupure l'émetteur et le collecteur d'un transistor CMS NPN type 2N2222 monté ici en interrupteur selon l'implantation illustrée ci-dessous.

Ce transistor sera quant à lui commandé par un second transistor CMS PNP type 2N2907, cette fois à partir du potentiel négatif disponible sur une des sorties de fonctions du décodeur (borne 3 ici car inutilisée d'origine).

Nous venons donc réaliser un interrupteur à deux étages dont le premier est commandé par le second, lui même commandé par une touche de fonction de la centrale.

Il suffira d'ajouter trois résistances, un peu de fil de câblage et le tour sera joué.

Pour info, ci-dessus le schéma théorique de la modification à réaliser.

En fonctionnement normal, les feux rouges arrières sont éteints et ne s'allument que lorsque la sortie F1 est activée.

Si on souhaite aussi pouvoir agir sur les feux blancs arrières (quand la machine refoule), il est possible de répéter le même montage sur l'autre circuit arrière.

Indication de la position d'une aiguille en DCC

Sous réserve que sa pointe de cœur soit alimentée par l'intermédiaire d'un contact du moteur d'aiguille ou des lames mobiles, il peut être utile, voire nécessaire, de connaître et d'exploiter la position d'une aiguille.

Si, en analogique, le problème est vite solutionné, en DCC, c'est un peu différent.

En effet, bien qu'il ne soit pas sinusoïdal, en DCC nous sommes en présence d'un courant alternatif au sens réel du terme puisque sa polarité change de sens alternativement avec passage par zéro, même si les signaux sont rectangulaires.

Dans ces conditions, selon la position de l'aiguille, on ne peut logiquement pas parler de polarisation du cœur en positif ou en négatif.

Il n'est pas évident dans ce cas d'identifier la polarité présente sur la pointe de cœur.

Pourtant, la solution existe et j'ai conçu ce petit montage pour donner la possibilité de savoir quel est le potentiel (J ou K) présent sur la pointe de cœur par l'allumage de l'une ou l'autre de deux Leds selon la position de l'aiguille. 

Ces deux Leds peuvent d'ailleurs être intégrées dans un TCO en fournissant une indication très fiable de retour d'information de la position réelle de l'aiguille.

Par ailleurs, j'ai voulu que ce montage, qui prélève nécessairement son alimentation sur la voie, ne risque pas de provoquer de détection qui pourrait perturber les rétrosignalisations, par exemple.

Les informations sont obtenues à partir d'une des deux files de rails (J ou K), c'est pourquoi, les leds sont montées "en série". 

En effet, bien que symétrique au niveau électrique, le fonctionnement correct n'est possible qu'à partir d'une des deux files de rails. 

Si cette précaution n'était pas respectée, de fausses détections d'occupations apparaîtraient et contrarieraient immanquablement le fonctionnement des rétrosignalisations.

Il est donc indispensable de bien repérer la file de rails concernée. Le plus simple est de faire le test :  Brancher les fils du module (J,K et coeur) sur une aiguille). Quelle que soit la position de l'aiguille, aucune détection parasite de rétrosignalisation ne doit apparaître.

A défaut, il suffirait d'inverser les connexions J et K arrivant sur le montage pour que tout rentre dans l'ordre.

A noter que les leds sont alimentées en alternatif et par conséquent, ne donnent pas leur plein rendement, mais ça reste bien suffisant pour un affichage sur TCO.

Le schéma est on peut plus simple :

En ajoutant la photo-diode d'un optocoupleur en série avec chacune des leds, il devient possible d'obtenir des niveaux logiques sur les sorties S1 et S2 en fonction de la tension présente sur la broche 5, (ici 5 Volts). 

Ceci étant, bien que totalement indépendant du courant DCC, on obtiendra sur la broche 4 un niveau logique pas encore totalement débarrassé de la composante DCC issue du phototransistor, lui-même commuté par la photodiode interne au rythme des salves du DCC.

Pour obtenir un niveau logique de sortie exploitable à destination de circuits extérieurs, il est nécessaire de redresser sommairement le signal obtenu sur la broche 4, d'où la présence de deux diodes.

L'ajout d'un condensateur permet d'obtenir un filtrage correct, la résistance de 22 Ohms quant à elle protège le phototransistor quand le condensateur, qui lorsqu'il n'est pas encore chargé, présente une trop faible impédance.

A partir de ce montage, le circuit fournit des niveaux logiques compatibles TTL ou CMOS (selon niveau appliqué sur la broche 5).

Personnellement, j'utilise ces niveaux logiques en retour d'information pour les traiter dans les décodeurs de feux de signalisation, dont la gestion du carré notamment (aiguille fermée ou ouverte).

Modification du X2800 de Roco

Cahier des charges de la modification

A) Permettre d'allumer et d'éteindre l'éclairage intérieur (permanent d'origine).

B) Permettre d'éteindre les feux arrière de la motrice lorsqu'elle tracte, mais aussi de les allumer quand elle est "haut-le-pied".
A noter que la plupart des décodeurs autorisent cette possibilité, mais seulement par la programmation d'une ou plusieurs CV's, ce qui rend l'utilisation un peu moins souple que par l'appui sur une simple touche de fonctions, objet de cette modification.

Précaution de base : 

Pour des raisons de sécurité électrostatique, toutes les opérations décrites ci-dessous doivent naturellement être faites sans que le décodeur soit raccordé à la prise NEM 652.

Eclairage intérieur :
Nous aurons à intervenir à la fois sur les circuits électriques de l'autorail et sur le paramétrage du mapping du décodeur au niveau de ses sorties de fonctions, si on a choisi d'utiliser des touches autres que F1 et F2 pour activer les sorties physiques 1 et 2.

Pour ce faire, le décodeur devra être en mesure d'activer ces 2 sorties auxiliaires indépendantes: 
- l'une pour activer/désactiver l'éclairage intérieur,
- l'autre pour activer/désactiver les feux arrière.

La première chose à faire est de  désolidariser électriquement l'éclairage intérieur de son alimentation d'origine. En effet, le modèle produit par Roco est doté d'un éclairage intérieur à ampoules qui sont purement et simplement connectées aux contacts des roues droites et gauches. 

Bien évidemment, cette configuration qui est une survivance directe de la version analogique, doit être modifiée pour qu'il soit possible d'allumer et éteindre l'éclairage intérieur de façon indépendante.

Le schéma ci-dessous donne les indications électriques à réaliser selon le type d'éclairage choisi par rapport à la version d'origine.

A l'origine, et pour des raisons pratiques, c'est par l'intermédiaire du circuit d'éclairage que sont reliées électriquement les deux platines et donc, les circuits de captage avant arrière.

On voit sur la carte qui supporte l'éclairage que les ampoules sont connectées en parallèle aux plots marqués "4" et "8", c'est à dire au captage droit et gauche. 

- Dessouder et retirer les deux petits fils noirs qui relient ces plots aux plots de la platine principale (la plus petite), marqués également "4" et "8",

- Dessouder  les fils de captage arrière de la platine et les remplacer par des fils suffisamment longs permettant de faire le raccordement avec la petite platine (soudure, épissure, gaine thermo, etc).

Il y a aussi la possibilité de remplacer complètement les fils connectés aux contacts de captage, mais il faut alors déposer le bogie arrière pour faire les soudures.

Il faut maintenant rétablir la liaison électrique entre les captages avant et arrière (sans utiliser le circuit de la platine d'origine, bien évidemment) et  raccorder le captage arrière comme indiqué sur les plots "4' et "8" de la petite platine.

Il reste à alimenter les ampoules par une sortie de fonction du décodeur. 
Comme d'habitude en DCC, les sorties de fonctions délivrent une tension négative par rapport au potentiel commun positif. 

On commencera par relier une des polarités de l'éclairage intérieur à ce potentiel positif ("7"). 

Pour ce faire, souder un fil sur le plot "7" de la petite platine et le raccorder cette fois au plot "4" de la platine éclairage.

A noter que l'équipement d'origine à base d'ampoules a une tendance certaine à produire une quantité de chaleur non négligeable qui risque à terme de provoquer des dégâts au niveau de la toiture de l'autorail. 

Il y a bien sûr la possibilité de réduire le niveau de sortie de la fonction du décodeur (CV propre à chaque marque de décodeur), mais on y perd aussi en luminosité.

C'est pourquoi je vous propose les variantes 1 et 2 ci-dessous.

1) Cas de l'éclairage à ampoules conservé : 
Souder sur le plot "8" devenu libre une des sorties libres du décodeur, le fil brun par exemple.

2) Cas du remplacement par des Leds :
Il va sans dire que le résultat est bien meilleur qu'avec des ampoules et surtout sans production de chaleur dangereuse, mais nécessite une  une adaptation à la tension de sortie du décodeur.

Dessouder les ampoules avec précaution et les conserver précieusement, il est probable qu'il soit de plus en plus difficile d'en trouver....

Souder à la place deux petites Leds blanches (ton chaud de préférence) avec la partie éclairante dirigée vers le bas.

Les Leds étant des composants polarisés, il est nécessaire de les installer dans le bon sens, à savoir avec leurs anodes ("+") orientées du côté gauche (sens de marche) de l'autorail.  

Souder sur le plot "8" devenu libre une résistance de 1500 Ohms, l'autre extrémité sera raccordée à une des sorties libres du décodeur, le fil brun par exemple (cas choisi ici).

Avant de raccorder au décodeur, un essai est conseillé comme suit :

Avec une source de 12 Volts connectée au "+" sur le plot "4" et le "-" sur sur la patte restante de la résistance, l'éclairage doit s'allumer.

Si pas OK, vérifier le sens de branchement des Leds montées en parallèle, et la polarité de l'alimentation test. 

Si tout est OK, souder le fil brun sur la patte de la résistance.

Connecter le décodeur, dès cet instant, le circuit est utilisable en conditions réelles par la touche de fonction correspondante.

L'autre idée, c'est de remplacer purement et simplement les ampoules et leur guide de lumière par deux tronçons de ruban de Leds alimentés sous 12 volts. C'est de loin la solution qui donne le meilleur résultat en terme d'homogénéité, mais c'est une opération supplémentaire.


Inhibition des feux arrière :
On commencera par récupérer la connexion arrivant sur la pin "3" de l'interface NEM652 de la petite platine.

En effet, alors que la broche "3" est câblée sur la plupart des prises des décodeurs, il est facile de constater que la pin "3" de l'interface NEM 652 de l'autorail n'est reliée à rien. Or, nous avons besoin de cette connexion pour commander la coupure des feux arrière. 

Il suffit de souder sous le circuit imprimé un fil (vert par exemple) sur la pin "3" comme indiqué.

L'autorail étant également équipé d'ampoules pour les feux avant et arrière, il y a une petite contrainte à gérer pour pouvoir éteindre les feux arrière par la coupure du potentiel commun.

Il est indispensable de polariser le circuit des ampoules avant et arrière en insérant des diodes dans leurs lignes d'alimentation négatives respectives, soit 4 diodes de type 1N4148 , deux pour les feux avant, deux pour les feux arrière.

Ce qui revient à couper électriquement les liaisons directes (cutter, foret, disque à tronçonner, etc.) des sorties 2 et 6 vers l'avant.

Si on a choisi la solution du perçage pour couper les pistes, on en profitera pour y faire passer les fils soudés directement sur les ampoules  (attention : côté extérieur).

Il suffira ensuite de ramener ces fils, rouge et jaune ici sur la face supérieure de la platine.

En soudant sur chaque fil une diode 1N4148 positionnée et soudée comme indiqué.

Et vers l'arrière en faisant passer leur alimentation au travers de diodes 1N4148 soudées directement sur les plots "2" et "6" de la petite platine dans le sens indiqué.

Sans cette précaution, le retour de masse se ferait par l'une ou l'autre des ampoules elles-mêmes qui s'allumeraient alors ensemble, mais faiblement  !!!

La ligne positive "7" (le commun) aux deux ampoules arrière (blanche et rouge) doit passer au travers d'un interrupteur électronique commandé par l'autre sortie de fonctions.

Cet interrupteur est constitué d'un simple transistor du type PNP (2N2907 ou BC 217 par exemple) soudé sur la coupure réalisée. 

Le collecteur sera soudé sur le plot marqué "7" de la platine éclairage et l'émetteur sur le plot "4" de la platine éclairage. 

La base quant à elle sera soudée à une résistance 4,7 kOms, l'autre extrémité de cette résistance sera raccordée à une sortie de fonction libre du décodeur (gaine thermo indispensable).

A ce sujet, et selon le fabricant de composants électroniques, (on peut le regretter !!!) le brochage émetteur / collecteur n'est pas le même. 

Il est donc nécessaire d'identifier au transistor-mètre préalablement le transistor choisi avant de l'installer. 

En cas d'erreur, le résultat sera tout simplement mauvais (faible luminosité) et il suffira d'inverser le branchement du transistor pour les connexions de collecteur et émetteur.

La place est suffisante pour loger des composants conventionnels, ce qui rend l'usage des CMS inutile, d'autant qu'ils sont plus délicats à mettre en oeuvre si on a pas l'habitude.

Quand tout est en place, il est préférable de tester les différents circuits avant de raccorder le décodeur directement depuis la prise NEM 652 de l'autorail.

Connecter pôle positif d'une source de 12 Volts sur la pin "7",

Connecter la pin "6" au potentiel négatif, l'ampoule avant blanche doit s'allumer seule.

Déplacer le potentiel négatif sur la pin "2", c'est l'ampoule avant rouge qui doit s'allumer seule.

Sans rien changer, appliquer maintenant une dérivation du potentiel négatif sur la pin "3", ce qui doit provoquer aussi l'allumage de l'ampoule blanche arrière. 

Répéter l'opération pour la  pin "6", c'est l'ampoule arrière rouge qui est alors activée.

Si tout est correct, le décodeur peut alors être raccordé, la touche de fonction choisie active ou désactive les feux arrière.

Dernier point : la petite platine comporte d'origine deux diodes type 1N4000. Ces diodes sont nécessaires pour obtenir l'inversion des feux en mode analogique. Ce qui revient à dire que ces diodes pourraient être retirées sans problème pour le fonctionnement en DCC, mais la cohabitation dans les deux modes ne pose aucun problème.

Tachymètre Locduino......

Comme beaucoup sans doute, j'ai réalisé avec succès l'excellente application basée sur Arduino Uno (ou un de ses clones), intitulée "Locduino" et disponible avec son code source sur : 

https://www.locoduino.org/spip.php?article147

Au passage, merci à son auteur (ou ses auteurs) pour ce travail bien fait.

Si le schéma théorique ne présente pas de difficulté particulière quant à sa réalisation, c'est par le recours au câblage avec fils volants sur platine d'essais que le prototype peut être expérimenté.

Ça donne à peu prés ça et c'est vrai que, même si ça fonctionne très bien, ça n'est pas très présentable !

Et surtout, ça n'est pas très pas fiable dans la mesure où les fils de pontage style Dupont peuvent accidentellement être débranchés ou arrachés.

Mais encore une fois, le prototypage passe par cette incontournable étape qui permet toutes les modifications et mises au point bien pratiques sans soudure.

En revanche, si le montage doit être définitif, ce qui est parfaitement envisageable vu le faible coût des éléments constitutifs, on s'aperçoit très vite de la nécessité d'un câblage pérenne et solide, aussi bien électriquement que mécaniquement.

Alors bien sûr, ça va un peu à l'encontre de la vocation dArduino, plateforme flexible par définition dont les broches sont prévues très intelligemment pour être branchées et débranchées et ainsi servir de module utilisable dans de nombreuses situations très différentes.

Quoiqu'il en soit, je vous propose de réaliser une interface permettant de loger les quelques composants périphériques et de relier électriquement et mécaniquement le "Uno" et l'afficheur LCD.

L'interface, constituée d'une carte en époxy 16/10èmes, est montée en sandwich entre les deux modules cités ci-dessus, ce qui garantit une bonne rigidité mécanique de l'ensemble.

Les liaisons électriques sont réalisées à l'aide de connecteurs tulipe moins encombrants que les connecteurs plats 2,54 à picots carrés, ce qui permet un démontage après avoir retiré les vis de fixation.

Bien entendu, il reste la possibilité de souder directement les platines entres elles directement avec des picots 2,54, mais le démontage éventuel revient à dire qu'il faut tout dessouder, ce qui peut paraître fastidieux et dangereux pour les pistes des différents modules.

J'ai voulu laisser les connecteurs d'origine libres pour une éventuelle autre future utilisation et les nouveaux connecteurs sont soudés dans les trous métallisés du Uno.

Vous trouverez ci-dessous le dessin du typon du circuit imprimé. 

Je l'ai réalisé en simple face, mais une version double face est parfaitement possible en éclatant les liaisons sur les deux faces.

Pour terminer, le typon sur mylar.....

et la carte époxy gravée et étamée avant implantation.

Bonne réalisation.