3ème feu sur les 72000 Jouef

Les 72000 JOUEF

Ces derniers mois, Jouef nous a encore gâtés avec la réédition, entre autres, de ses 72000 déclinées en différentes versions. Même si d’aucuns ont décrié cette fabrication entachée de défauts majeurs, comme le léger cintrage de la caisse en forme de banane, il faut avouer que pour moins de 140 Euros, ce problème peut être considéré comme mineur et certainement pas rédhibitoire, n’en déplaise aux habituels détracteurs !

La mécanique de l’engin, classique est efficace, n’a pas à rougir devant d’autres modèles beaucoup plus onéreux, le détaillage, la gravure et le pelliculage non plus. Pourtant il s’agit bien d’une nouvelle fabrication dans la mesure où la platine électronique reçoit un décodeur exclusivement à 21 broches, ce qui semble être la tendance actuelle. Dommage que des configurations recevant indifféremment des décodeurs à 8 ou 21 broches, comme celle rencontrée dans la 140C Lilliput, ne se soient pas généralisées.

Il reste qu’effectivement, quelques impasses au niveau de la fabrication "Made in China" font un peu désordre. Personnellement, sur une 172058 « en voyage » (et non 17060 comme indiqué sur la boîte), j’ai découvert qu’une des 2 vis auto-foreuses de fixation du fond de bogie a été visiblement montée de travers, ce qui a entraîné la détérioration du pseudo taraudage fait dans le zamac.

En toute logique, cette pièce aurait dû être remplacée, mais les ateliers asiatiques ont trouvé bien plus rapide : une goutte de cyanoacrylate pour bloquer la vis et hop, le tour est joué, ni vu ni connu !

Bien que le prix soit attractif et que  le « zéro défaut » ne soit pas de ce monde, cette logique industrielle reste néanmoins des plus curieuses !

Mais le plus ennuyeux, c’est que pour accéder aux contacts de roues, la dépose de la vis en question s’est avérée très difficile, voire quasi impossible avec l'outillage habituel.

Finalement, après une extraction laborieuse, mais probablement sans difficulté pour un dentiste, la vis a été retirée. Hors de question pour moi de remonter cette vis de la même manière, ce qui m’a conduit à tarauder à 2 mm le trou existant dans le corps du carter pour y mettre une vraie vis à métaux, d'où démontage complet du bogie pour éviter que les copeaux aillent se ballader partout, etc.

Le principal défaut des ces machines à mes yeux, c’est l’absence d’éclairage du 3^ème feu (au-dessus du pare-brise) et j’ai donc décidé d’y remédier.

L’éclairage avant/arrière est fourni comme il se doit par des Leds CMS rouges et blanches disposées sur 2 petites platines situées aux extrémités du châssis et reliées au circuit imprimé principal par de petits fils souples. A noter la bonne température de couleur des Leds blanches « à ton chaud » (3500 °K), ce qui est un progrès notable par rapport aux autres fabrications du même genre beaucoup trop « froides » et donc bleutées.

Ajouter un 3^ème feu implique donc le recours à des Leds aux caractéristiques identiques à celles qui équipent la machine, car il serait impensable d’avoir une différence de couleur et d’intensité entre les feux blancs et le troisième feu.

Au risque de devoir remplacer les Leds CMS d’origine, j’ai un peu cherché dans mon stock de composants des Leds qui correspondraient exactement, et j’ai trouvé deux modèles qui donnent les résultats attendus.

Première étape : démontage de la caisse et dépose des deux ensembles cabine/vitrage/feux.

Dire que c’est chose facile serait exagéré, mais ce n’est pas impossible car pour une fois, tout est encliqueté et posé sans colle.

En réalité, ce sont les vitres latérales des cabines qui verrouillent tout le bloc dans la caisse. Moulées sur des bras flexibles, elles forment une sorte de ressort qui vient les plaquer dans les logements des vitres latérales de la caisse.

Dans un premier temps, il faut donc appuyer de 1 à 2 millimètres de l’extérieur vers l’intérieur sur les vitres latérales avec un objet pas trop dur pour ne pas rayer les vitres (personnellement j’utilise des baguettes à brochettes en bois). Les flèches indiquent le sens où appuyer.

Dans le même temps, il faut exercer une légère pression de l’ensemble du bloc vers le centre de la caisse, et c’est vrai qu’avec seulement deux mains, ce n’est pas facile du premier coup. Quant tout le bloc composé de quatre éléments est déposé, il est préférable de le désolidariser pour n’avoir à s’occuper que de la partie vitrage/conduit de lumière supérieur. Ceci étant, rien n’empêche de travailler sur l’ensemble au complet.

Ces opérations sont effectivement un peu délicates et il faut s’armer de patience et agir avec douceur pour ne rien abîmer au démontage. Heureusement, le remontage se fait très facilement car les quatre éléments du bloc se repositionnent d’un seul coup.

Deux options se présentent alors :

-        Utiliser le conduit à lumière existant et loger à l’arrière de celui-ci une micro Led CMS identique à celle qui équipent la machine,

-        Remplacer le conduit à lumière existant par une Led à canon transparent de 2 mm de diamètre.

Ces deux modèles de Leds étant disponibles dans le commerce (*), c’est plutôt la difficulté de soudure de la Led CMS qui va faire la différence.

Pour ceux qui veulent se lancer dans l’option Led CMS, l’idée est de pouvoir introduire la Led dans le logement situé à l’arrière du conduit à lumière. La place n’étant pas énorme, il faudra donc choisir un modèle au format 603 (dimensions 2x1x1 mm). Il faudra souder deux petits fils rigides monobrin de 10 cm de long perpendiculairement sur les 2 pattes de la Led CMS.

L’opération ne présente pas de difficulté majeure pour ceux qui en ont l’habitude, sachant que la principale contrainte sera de souder très vite avec un micro fer pour ne pas détruire la Led. En effet, une fois n’est pas coutume, le composant CMS n’est pas posé sur un circuit imprimé et rien ne pourra donc dissiper la chaleur émise lors de la soudure. Personnellement, je positionne la Led CMS pendant l’opération de soudure en la collant sur morceau d’adhésif double face pour qu’elle reste en place.

Bien contrôler les soudures et faire un branchement test provisoire sous 12 volts environ au travers d’une résistance de 1500 Ohms par exemple pour vérifier que la Led fonctionne.

Si les soudures ne sont pas trop grosses, il devient possible d’introduire la Led à l’arrière du conduit de lumière, histoire de voir le résultat. Quand la Led est correctement positionnée, les fils monobrin sont maintenus en place sur le dessus du vitrage par un petit morceau d’adhésif.

Bloquer la Led en place à l’aide d’une goutte de colle thermo fusible de préférence à la cyanoacrylate, ce qui permet un remplacement futur éventuel si nécessaire.

Dans cette configuration, le conduit lumière faisant partie du vitrage de cabine, il faudra tenir compte que la Led éclairera aussi la cabine, ce qui est assez agréable à l’œil. Certains jugeront que c’est mieux, d’autres considéreront que la cabine doit rester sombre, surtout en roulant.

Dans ce dernier cas, il faudra séparer le conduit de lumière du vitrage proprement dit à l’aide d’un disque à tronçonner à très petite vitesse, et intercaler un petit morceau de Canson noir pour éviter la dispersion de la lumière vers la cabine.

Si c’est la deuxième option qui est retenue, c’est beaucoup plus simple puisqu’il suffit de détacher puis d’araser le conduit lumière et de le remplacer par une Led à canon transparent.

On y soudera ensuite les  deux petits fils (souple ou monobrin, peu importe). Comme dans l’option précédente, là encore, la vérification du fonctionnement de la Led devra être faite avant montage définitif .

Le perçage du 3^ème feu dans la caisse est d’un diamètre très légèrement supérieur à celui du canon de la Led. Celle-ci sera positionnée exactement (allumée si possible) dans la caisse en vérifiant le centrage à l’œil, puis immobilisée avec une goutte de colle thermo-fusible.

Un petit morceau de Canson noir sera intercalé entre la Led et la cabine à moins d’avoir préalablement « peint » l’ensemble de la Led (sauf l’extrémité) au feutre indélébile noir.

Naturellement, quelle que soit l’option choisie, la même opération est à répéter à chaque extrémité de la caisse.

 

Branchements électriques

Il serait en théorie possible d’allumer le troisième feu séparément, mais j’ai choisi d’allumer les trois feux en même temps.

Deux branchements sont possibles :

-        soit en série avec la Led blanche qui équipe la machine

-        soit en parallèle sur les bornes de la Led blanche qui équipe la machine.

Le premier branchement fait baisser l’intensité lumineuse de l’ensemble puisque qu’on intercale un élément supplémentaire dans le circuit électrique existant. A l’origine, la Led qui équipe la machine est montée en série avec une résistance CMS de 1000 Ohms, installée sur la platine principale.

Sans entrer dans des considérations physiques complexes, la loi d’Ohm va néanmoins cette fois-ci encore, être mise à contribution.

Les Leds blanches fonctionnent aux alentours de 3 volts, ce qui sous 12 volts donne un courant de : (12-3)/1000 = 9 mA, valeur très suffisante compte tenu du très bon rendement des Leds CMS utilisées. Si on intercale une seconde Led blanche dans le circuit, le courant sera alors de :  (12-3-3)/1000 = 6 mA, soit un éclairement un peu plus faible, mais encore très suffisant.

Pour les puristes, si on voulait conserver le courant de 9 mA avec les deux Leds en série, il faudrait remplacer la résistance CMS de 1000 Ohms qui équipe la machine à l’origine.

Le calcul de la valeur à remplacer est alors le suivant : (12-3-3)/0,009 = 666,666 ce qui en pratique se traduit par une résistance de 680 Ohms.

Autre variante, souder en parallèle une autre résistance CMS sur la résistance CMS de 1000 Ohms. Le calcul est le suivant : 1/((1/666)-1/1000))= 1994 Ohms, soit 2000 Ohms (pas courant comme valeur) et donc plutôt 2200 Ohms.

Si la machine fonctionne en DCC, pas de problème puisque la tension de sortie du décodeur pour les feux se situe aux alentours 18 volts. Presque tous les décodeurs sont prévus pour permettre moyennant le paramétrage des CVs correspondantes, le réglage de l’intensité de sortie des feux (diming).

A titre d’information, sur des décodeurs Lenz, je règle le diming des feux Av/Ar (CV 55 et 56) à 64 au lieu de 255 à l’origine, ce qui donne un éclairage très largement suffisant.

Petite précision toutefois : le diming ne modifie pas la tension de sortie, mais agit sur le rapport cyclique du courant (fréquence fixe, mais modification de la longueur du créneau), ce qui modifie l’efficacité du courant de sortie selon la valeur entrée dans la CV (entre  0 et 255).

Ce n’est donc pas un vrai courant continu qui est disponible sur les sorties et c’est pour cette raison qu’on trouve des condensateurs sur les platines d’alimentation de Leds, dont le rôle est lisser le courant de sortie et pour éviter leur scintillement.

Si c’est le montage en parallèle qui est choisi, pas de question à se poser, mais là encore l’intensité lumineuse des Leds sera légèrement réduite. Il en résultera une consommation électrique dans le circuit des feux naturellement plus élevée, mais raisonnable.

Personnellement et pour des raisons pratiques, j’ai choisi le montage en série sans rien changer aux valeurs des résistances. Cette solution s’avère plus simple à câbler puisqu’il suffit de dessouder en sortie du circuit imprimé principal, le fil (noir) qui alimente la Led blanche d’origine et d’y souder à la place le fil correspondant à la cathode de la nouvelle Led (pôle négatif). L’anode quant à elle sera reliée au fil qui a été dessoudé. On prendra la précaution d’isoler la soudure sur les fils volants par un petit morceau de gaine thermo-rétractable. Si aucune erreur n’a été faite dans le repérage de l’anode et de la cathode, les trois feux à Leds blanches s’allument maintenant simultanément. Dans le cas contraire, il suffit d’inverser le branchement de la nouvelle Led.

En toute logique, à cause des quatre fils auxquels il faudra laisser une certaine longueur, la caisse est maintenant reliée au châssis.

Si ce point est un handicap, la solution consiste à insérer des petits connecteurs réalisés dans de la barrette sécable, ce qui permet le branchement et le débranchement avec la possibilité de désolidariser totalement la caisse et le châssis.

Pendant qu’on y est, on en profitera pour prévoir par un petit cavalier au pas de 2,54 ou un petit inter DIL, la neutralisation de l’éclairage côté traction. La solution consiste à faire passer le retour commun (fils rouges pôle positif) au travers de l’interrupteur. A noter que cette fonction peut également être réalisée par une sortie du décodeur.

Avec quelques composants et un petit morceau de circuit imprimé, il suffira de fabriquer un interrupteur électronique capable de réagir aux informations du décodeur (F2 par exemple). Ceux qui seraient intéressés par cette extension me contacteront par l’intermédiaire du blog.

La prochaine fois, on essaye de faire tourner les ventilateurs ? Pourquoi pas, tout est possible, je vais y réfléchir.

(*) Chez Led-Megashop : http://stores.ebay.fr/LED-Megashop

Led CMS boîtier 603. réf : 115  - Led ton chaud à canon long réf : 305 ou mieux 301

(*) Chez Miniature passion : http://miniatures-passion.pagesperso-orange.fr 

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JM GILLES

Gestion du feu orange sous Windigipet

Gestion du feu orange (ou jaune) avec Windigipet 8.

Le logiciel Windigipet 8, destiné à la gestion des réseaux miniature offre de grandes  possibilités et une grande variété de réglages avec un paramétrage très fin pour s’adapter à (presque) tous les cas de figure.

Néanmoins, de part son origine allemande, la gestion des feux de circulation a été à priori  conçue en s’appuyant sur la reproduction fidèle de la signalisation allemande, ce qui n’étonnera personne.

Cependant, pour les modélistes reproduisant des réseaux à circulation française, se pose le problème de la gestion du feu orange.

En effet, les signaux allemands allument simultanément les feux vert et jaune pour donner l’indication de ce nous appelons le feu orange.

Le paramétrage du logiciel ne permet malheureusement pas d’y remédier et il va falloir intervenir pour tenir compte de cette particularité et y remédier.

Certains modélistes ont contourné l’obstacle en ajoutant un relais sur la sortie du feu orange destiné à couper l’allumage du feu vert, mais cette solution est assez lourde et bruyante.

D’autres se sont attelés à la reprogrammation des microcontrôleurs qui équipent les décodeurs, mais cette solution n’est pas à la portée de tous.

Je vous propose de commander vos signaux avec des décodeurs qui vont gérer automatiquement et dans un silence total votre signalisation à la française à partir de décodeurs construits autour de microcontrôleurs (µC) PIC16F84A, les mêmes que ceux qui équipent les décodeurs d’accessoires et qui contiennent la même programmation.

Comme chacun le sait, un décodeur est capable de contrôler 4 accessoires magnétiques et dispose donc de 4 x 2 sorties commutables, soit 4 sorties alternées pour une même adresse de base. Le µC fera donc passer ses 8 sorties à l’état haut ou bas en opposition 2 par 2, de sorte que quand la sortie 0 est à l’état haut (1), la sortie 1 est à l’état bas (0) etc.

Le décodeur qui porte l’adresse de base n° 1 pilotera les accessoires 1, 2, 3 et 4, celui qui porte l’adresse de base n° 2 pilotera les accessoires magnétiques 5, 6, 7 et 8 etc.

En commande de feux, chaque décodeur pourra gérer 2 signaux tricolores séparément et puisqu’il lui faudra traiter les 3 ordres rouge, vert et orange, il utilisera 3 sorties du µC par signal, soit 6 sorties sur les 8 disponibles, 2 pour les feux vert (1 et 5), 2 pour les feux rouge (0 et 4) et 2 enfin pour les feux orange (3 et 7). Les sorties 2 et 6 ne sont donc pas utilisées. 

Quand une information « feu orange » arrive au décodeur, et compte tenu de la signalisation allemande, le logiciel va obliger le µC à mettre à l’état haut 2 de ses sorties simultanément : 0 et 4 et/ou 3 et 7, ce qui va provoquer l'allumage simultané du feu vert et du feu orange. Pour fonctionner "à la française", il est donc nécessaire d’inhiber l’allumage du feu vert dans ce cas, et dans ce cas seulement.

Encore une fois, diverses solutions sont possibles, mais celle que je vous propose est purement électronique, très fiable et peu onéreuse. Ci-dessous le schéma correspondant :

Comme on le voit, la sortie µC 0 (ou 4) débloque, via une résistance de 10K, le transistor T3 dès qu’un niveau haut est présent sur sa base, ce qui a pour effet  de provoquer sur le collecteur l’apparition du potentiel négatif du décodeur (environ -18 volts). Le feu rouge s’allume donc puisque le pôle positif est quant à lui appliqué au commun des 3 feux au travers des résistances de limitation de courant de chaque Led. A noter que la valeur de ces résistances n’est pas mentionnée car elle dépend essentiellement des Leds utilisées, mais leur valeur ne devra pas être inférieure à 1500 Ohms sous peine de voir les Leds partir en fumée.

Il en est de même pour la sortie µC 3 (ou 7) pour la commande du feu orange à cette différence près que le niveau bas présent sur le collecteur du transistor T1 commandera, via la diode D1 l’interrupteur électronique T4 dont le rôle est de commuter le potentiel positif sur la base du transistor T2 qui, de ce fait, sera maintenu bloqué et donc feu vert éteint.

En revanche, en présence d’un niveau haut sur la sortie µC 1 (ou 5), le transistor T2 commutera sans problème et permettra donc l’allumage du feu vert.

Nous avons donc le fonctionnement prévu sur les 3 feux selon les règles de la signalisation française.

JM GILLES

Moteurs lents pour aiguilles à base servo-moteurs de radiocommande

Quand j'ai commencé (il y a quelques années) mon réseau HO analogique, je l'avais équipé de moteurs d'aiguilles constitués de relais téléphoniques 48 Volts placés sous le plan de roulement.
Ces relais industriels, très solides sont munis de plusieurs contact repos / travail permettant toutes sortes de commutations, dont l'alimentation des pointes de cœur.

Puis j'ai digitalisé ce réseau, mais comme mes relais étaient déjà installés (40 au total) et que je n'avais pas trop envie de tout changer, j'ai donc fabriqué des décodeurs d'accessoires à base de PIC16F84 avec sorties sur transistors Darlington 50 Volts destinés à commander directement les bobines de ces relais. Le PIC16F84 commande 4 x 2 sorties, soit 8 sorties. Dans le cas de mes décodeurs, 1 seule sortie sur les 2 était utilisée.

Le mode basique était alors le suivant :

• sortie activée = bobine alimentée et donc relais au travail,

• sortie désactivée = bobine non alimentée et donc relais au repos.

En exploitation, tout fonctionnait parfaitement mais j'ai très vite été fatigué d'entendre les relais claquer à tous bouts de champs. En mode automatique de gestion d'itinéraires, sous Windigipet en l'occurrence, chaque itinéraire commuté provoquait des rafales de mitraillettes qui me sont devenues insupportables !
De plus, en cas de plantage système (bug rédhibitoire de l'Intellibox !!!), le DCC se coupe et tous les relais, éléments monostables par définition, retombent en position repos ce qui rend la réinitialisation aiguille après aiguille, très fastidieuse.

J'ai donc décidé d'y remédier et je me suis tourné vers les moteurs lents qui sont disponibles dans le commerce mais devant l'encombrement, le bruit de fonctionnement et le prix de certains (je ne citerai pas de marques !), je me suis orienté vers une autre solution, et je ne suis pas le seul : utiliser des servo-moteurs destinés à la radiocommande et fabriquer des moteurs d'aiguilles à partir de ces servo-moteurs.

En effet, j'ai pratiqué aussi dans le passé la radiocommande de modèles réduits divers, j'avais été séduit par la qualité de ces petits concentrés de technologie et par la précision des commandes qu'on pouvait en attendre. Leur prix était néanmoins non négligeable mais, comme souvent en électronique, les tarifs ont heureusement considérablement baissé depuis et on trouve aujourd'hui en Europe dans les magasins de modélisme, sur des sites spécialisés et même à Hong Kong par exemple, des micro servo-moteurs pour hélicoptères électriques qui sont tout à fait adaptés à la commande de nos aiguilles. De plus, leur très petite taille permet de placer partout sans problème.

Naturellement, les servo-moteurs peuvent être utilisés tel quels, mais une adaptation mécanique reste préférable pour que le déplacement du servo-moteur puisse commander la tirette de l'aiguille correctement.
Quant au fonctionnement obtenu, c'est le jour et la nuit : réglage de la vitesse et de l'angle de débattement, très faible consommation, très grande souplesse, couple très important permettant de commander n'importe quelle aiguille, y compris les plus " dures ", aucun incident de fonctionnement et le tout dans un silence quasi total, que demander de plus ?
Les aiguilles ont enfin un mouvement véritablement lent qui est un vrai plaisir à regarder fonctionner. C'est l'idéal à mon sens et c'est donc l'objet de cette description.

Le seul problème c'est qu'en plus des 40 moteurs installés, il m'a fallu aussi remplacer les décodeurs car le type d'ordres et la manière de traiter les informations en provenance de la centrale sont fondamentalement différents des décodeurs à 2 états de sortie.

En parcourant les forums sur le Net, et en me servant de l'expérience d'autres modélistes, j'ai réuni un tas d'infos utiles pour réaliser ces décodeurs construits autour d'un PIC 12F629.

Ces décodeurs deviennent du coup beaucoup plus simples et économiques et ne nécessitent qu'une poignée de composants.
Comme indiqué précédemment, par la programmation initiale du microcontrôleur, et modification ultérieure de certaines CV's, il est possible de définir la vitesse de déplacement et l'angle de débattement individuellement pour chaque servo-moteur, ce qui permet une souplesse d'adaptation à chaque type d'aiguille, sans commune mesure avec les moteurs précédents.
C'est évidemment un investissement, mais le jeu en vaut vraiment la chandelle.

Dans le présent article, je vous propose de confectionner des moteurs d'aiguilles équipés de ces servo-moteurs.
Je décrirai la réalisation des décodeurs et de leur programmation dans un article futur.

Avant de commencer, voilà donc à quoi ressemblent mes moteurs lents équipés de micro servo-moteurs :

Comme on peut le constater, l’ensemble comprend :

-        1 micro servomoteur équipé de son connecteur 3 broches à relier au décodeur,

-        1 petit étrier en dural à fabriquer

-        1 tringlerie de commande en corde à piano à fabriquer,

-        1 palier de palonnier de sortie à réaliser au tour,

-        1 palonnier de sortie monté sur son palier et sa tige de commande,

-        1 platine en époxy (circuit imprimé débarrassé de sa feuille de cuivre),

-        1 micro switch manœuvré par une came (petite perle) montée sur le palonnier de commande de l’aiguille destiné à commuter la polarité du cœur,

-        1 petit circuit imprimé à fabriquer recevant un connecteur mâle 3 broches,

-        1 connecteur femelle 3 broches à relier à la pointe de cœur et aux rails,

-        de la visserie de 1,6 mm, 2 mm et 2,5 mm.

Le premier travail consiste à découper les platines de 70 x 30 mm taillées dans de l’époxy époxy 16/10èmes et d’y percer les 2 trous de 3 mm permettant la fixation du moteur sous la voie, les 2 trous de 2,5 mm de fixation de l’étrier et le trou de 2mm pour y introduire la vis support du palonnier de sortie.

Un exemple de plan de perçage (vue côté implantation) est représenté ci-dessous.

Ensuite, il faut découper les étriers dans un profilé dural en « L » de 10 x 10 mm disponible en longueurs d’un mètre dans les grandes surfaces et les magasins de bricolage.

On tronçonnera des morceaux de 35 mm de long et on fera sur une des 2 faces une découpe de 22,5 x 10 mm destinée à recevoir le servo. On y percera ensuite les 2 trous de 2 mm de fixation du servo et les 2 trous de 2,5 mm de fixation de l’étrier sur la platine époxy.

Puis viendra la fabrication du palier du palonnier. Pour ceux qui possèdent un tour, le palier sera usiné dans du rond de dural aux cotes suivantes :

Pour ceux qui en sont dépourvus, il es toujours possible d'en faire un en impression 3D, sinon une simple vis et quelques rondelles constitueront un ersatz de palier, mais avec une précision légèrement inférieure.

Les servos sont livrés d’origine avec 3 palonniers en nylon interchangeables, un circulaire, un à 4 branches en étoile et un mono-branche.

Personnellement, j’ai choisi d’utiliser le mono-branche pour la sortie du servo et le palonnier circulaire pour la commande de la tirette d’aiguille. La liaison entre les deux palonniers est réalisée avec de la corde à piano de 8/10èmes de mm selon la forme représentée.

L’épingle en « U » sert à ajuster la longueur et à compenser l’effort mécanique produit par le servo moteur sur la commande de l’aiguille car, encore une fois, le couple développé est très élevé (1 Kg minimum) et en cas de dépassement de la course du servo, la tirette et l’aiguille n’y résisteraient pas.

Les palonniers en nylon sont destinés à être montés sur le moyeu de sortie du servo. Ils disposent d’un alésage cannelé de 3,9 mm. C’est dans cet alésage que sera introduit le palier en dural. L’emmanchement devra être libre, mais suffisamment ferme pour éviter le jeu.

Il faudra aussi installer le micro switch et sa commande. Personnellement, j’utilise une petite perle décorative en verre qui vient pousser le levier du micro switch. On peut aussi fabriquer une petite came en impression 3D. Un des trous du palonnier circulaire est taraudé à 1,6 mm dans lequel prend place une vis de 1,6mm. C’est sur cette vis que sera enfilée la perle puis immobilisée par une goutte de cyanoacrylate.

Idéalement, une fois n’est pas coutume, il faudrait utiliser une perle un peu irrégulière de manière à ce qu’en faisant tourner la vis légèrement dans un sens ou dans l’autre, il soit possible d’agir comme avec une came et ajuster ainsi la position de commande du levier.

Le micro switch quant à lui est soudé sur un petit circuit imprimé de 5/10^ème mm côté cuivre (méthode CMS) dont le typon est représenté ci-dessous.

Les soudures devront être réalisées avec soin car elles assurent aussi la liaison mécanique entre le circuit imprimé et le micro switch. Sur le côté, le circuit imprimé recevra soit des fils pour alimenter directement la pointe de cœur, soit 3 bornes de connecteur barette mâle au pas de 2,54 mm sur lesquels viendra prendre place un connecteur femelle (version représentée).

Puis l’ensemble est positionné précisément pour que la perle viennent au contact du levier et déclenche et enclenche le micro switch à chaque passage à la position centrale du palonnier. Quand les deux positions sont obtenues correctement, on immobilise le circuit imprimé par quelques gouttes de colle cyanoacrylate.

  

Le servo étant en place, vient le placement de la commande en épingle en corde à piano.

Après plusieurs essais et vérification des positions extrêmes, il restera à définir par programmation l’amplitude de la course du servo moteur de butée à butée, pour qu’elle corresponde au déplacement de la commande de l’aiguille.

Idéalement, les deux positions doivent être légèrement dépassées pour que les lames d’aiguille soient bien en contact avec le rail, surtout si les lames, comme dans le cas des aiguilles Peco s’alimentent par contact sur le flanc intérieur du rail.

Mais tout dépendra du choix qui sera fait sur la possibilité ou non de talonner l’aiguille. Si on choisit de permettre le talonnage, le réglage devra être souple mais dans ce cas, il ne faudra pas utiliser le micro switch de commutation du cœur pour ne pas provoquer de court-circuit.

Si on choisit de ne pas talonner l’aiguille, le réglage pourra être plus dur, surtout si les aiguilles nécessitent un effort important comme les Péco par exemple.

A ce sujet, il est logique de retirer le ressort des aiguilles Péco dont le rôle est de plaquer d’un coup sec les lames d’aiguilles contre les rails, car la notion de mouvement lent et doux perdrait alors tout son sens.  

Comme indiqué plus haut, cette description est suivie de celle de la fabrication des décodeurs correspondants, en attendant, voilà le résultat :

Bonne réalisation à tous !                           

JM GILLES

Décodeurs pour moteurs d'aiguilles à servo-moteurs

Décodeur DCC pour servo-moteurs

Pour faire suite à ma description des moteurs d’aiguilles à base de servo-moteurs de radiocommande, je vous propose cette fois la réalisation des décodeurs DCC correspondants.

Chaque décodeur est destiné à commander 4 servo-moteurs de façon totalement indépendante, et avec une très grande souplesse d’adaptation à tous les types d’aiguilles actuellement connues. Avec un peu de méthode, il est facile à réaliser.

La principale contrainte concernera la programmation du micro-contrôleur (µP), un PIC12F629 par ailleurs très bon marché et très facile à se procurer dans le commerce électronique, et de disposer d’un programmateur de µP genre IC Prog à raccorder à un ordinateur type PC.

Cette phase ne doit pas être un obstacle mais peut effectivement rebuter certains modélistes qui ne sont pas habitués à programmer des µP.

A l’instar de tout composant programmable, le µP ne sait rien faire tant que des instructions ne lui ont pas été données. Ces instructions contenues dans un programme informatique dédié, devront être transférées dans sa mémoire flash.

Cette opération appelée programmation (ou écriture) n’est à faire qu’une seule fois pour obtenir un décodeur capable de traiter les ordres DCC en provenance de la centrale. Une fois que les instructions auront été stockées dans la mémoire flash du µC, elles y resteront pour des très nombreuses années et ne s’effaceront pas, même si l’alimentation est coupée.

Le programme proprement dit est très connu des modélistes et dans la mesure où il est libre de droits. Il n’y aura donc aucun problème pour l’utiliser autant de fois que nécessaire. Le programme complet est contenu dans un fichier hexadécimal (me contacter).

S’agissant du PIC12F629, une précaution préalable mais absolument indispensable consistera à lire la valeur des deux derniers octets de la zone programme de son registre mémoire.

En effet, le PIC12F629 est doté en fabrication d’un oscillateur interne destiné à cadencer son fonctionnement, et contrairement à d’autres types de micro contrôleurs, il n’a pas besoin de quartz extérieur pour piloter son horloge interne à la fréquence prévue. Cette fréquence doit être très précise sinon le µP ne fonctionne pas du tout.

En contre-partie, selon la fabrication, la fréquence de cet oscillateur peut varier légèrement et nécessite donc une petite correction dont la valeur varie d’un µP à l’autre. Le fabricant a donc introduit dans la mémoire flash de chaque µP la valeur individuelle de la correction à apporter à la fréquence de l’oscillateur interne.

Cette valeur doit donc d'abord être lue avec le programmateur, notée et réintroduite à la même adresse dans le programme complet avant de lancer la programmation.

J’insiste sur la nécessité absolue de lire préalablement la valeur avant toute programmation, faute de quoi, cette valeur serait irrémédiablement réinitialisée en phase d’écriture sans possibilité de la retrouver ultérieurement avec pour conséquence que le µP refusera tout simplement de fonctionner ! 

Notre décodeur fonctionnant en DCC, il comporte un certain nombre de CV’s accessibles à l’utilisateur. La valeur « usine » de ces CV’s correspond aux valeurs hexadécimales contenues dans la zone « data » du programme.

Sans entrer trop dans les détails, on peut considérer que le programme principal comporte des interruptions qui l’obligent à aller prendre en compte de données (les CV’s) contenues dans son registre utilisateur, lequel registre contient des valeurs par défaut (modifiables), telles que l’adresse de base du décodeur, la vitesse des servos, angle de débattement, etc.

Vous trouverez dans le tableau ci-dessous la liste des CV’s accessibles à l’utilisateur.

CV	désignation	valeur
1	adresse basse	1 à 99
2	validation	255
3	angle rotation servo 1	1 à 105
4	angle rotation servo 2	1 à 105
5	angle rotation servo 3	1 à 105
6	angle rotation servo 4	1 à 105
7	révision (lecture seule)	10
8	fabricant (lecture seule)	13
9	adresse haute	0 à 7
29	configuration	128
33	espacement (x 256µs)	128
34	position mémorisée	0 à 1
35	vitesse servo 1	1 à 255
36	vitesse servo 2	1 à 255
37	vitesse servo 3	1 à 255
38	vitesse servo 4	1 à 255

Dans sa version de base, l’alimentation électrique des servo-moteurs est prélevée après régulation, sur le courant DCC, ce qui ne pose pas problème si le nombre de décodeurs est peu important.

En revanche, dans la mesure où les servo-moteurs viennent chercher leur alimentation sur le courant DCC, chaque décodeur n’a pas une consommation nulle et quand leur nombre atteint une dizaine (soit 40 aiguilles), il est possible que la consommation de l’ensemble vienne prélever une puissance non négligeable sur le courant DCC issu de la centrale, surtout si celle-ci dispose d’un courant de sortie modeste.

Dans ce cas, il est préférable de ne relier les décodeurs au courant DCC que pour les transports des ordres (consommation quasi nulle) et de confier par conséquent à un générateur 5 volts séparé à destination des décodeurs, l'alimentation des servo-moteurs.

Cette solution plus rationnelle évitera de recourir à un booster par ailleurs plus onéreux et un peu « luxueux » pour cet usage. Je peux fournir les informations pour réaliser un décodeur avec 5 Volts extérieurs. 

Le schéma électronique de chaque décodeur est le suivant :

On constate qu’il est très simple et ne comporte, en plus du µP, que quelques composants.

Naturellement, on aura recours à un circuit imprimé dont le tracé et la réalisation ne comportent aucune difficulté, même pour un débutant en électronique, d’autant qu’une miniaturisation n’est pas nécessaire puisque les décodeurs ne sont pas « embarqués » et prennent place sous le réseau à proximité des moteurs d’aiguilles.

On voit tout  de suite les raccordements des entrées et des sorties :

-        la liaison (X1-X2) avec le courant DCC porteur des codes numériques,

-        les sorties directes à destination des connecteurs des 4 servos moteurs (JP1 à 4).

à noter la présence d’une Led et sa résistance (cadre pointillé), et d’un interrupteur.

La Led n’est pas indispensable, mais elle permet de contrôler visuellement la présence de la tension de 5 Volts régulés et donc de s’assurer que le DCC est bien appliqué aux bornes d’entrée du décodeur. L’implantation éventuelle de la Led se fera entre la sortie 5 Volts du régulateur et la résistance dont l’autre patte sera reliée à la masse.

Le rôle de l’interrupteur (ou cavalier amovible) est de permettre de relier la broche 4 du PIC à la masse alors que cette broche reçoit en fonctionnement normal le + 5 Volts via une résistance de 22 kOhms. Cette commutation n’est pas indispensable au bon fonctionnement du décodeur, mais elle devient nécessaire si on souhaite effectuer une lecture du décodeur sur une voie de programmation par exemple.

En effet, à la différence d’un décodeur de locomotive, la sortie du décodeur n’étant pas suffisamment « chargée », la centrale risque de ne pas « voir » le décodeur en phase de lecture. Par cet artifice, la centrale sera donc « trompée » momentanément et acceptera de valider le processus de lecture des différentes CV’s.

Liste des composants :

µC : PIC12F629 et son support DIL8, 

régulateur : 7805,

diodes : 1N 4007 (x 4),

condensateur chimique : 100 µF/25 Volts axial,

condensateurs polyester : 100 nF (x 3),

résistances ¼ W : 22 kOhms (x2),

connecteurs mâles 2,54 mm (x4), 

bornier 3P,

une led (en option) de couleur indifférente et une résistance de 330 Ohms.

Vous trouverez ci-dessous le typon du circuit imprimé et l’implantation des composants.

Pour terminer, que les modélistes qui hésitent à se lancer dans la programmation me contactent sur le site de CFN.

(c) Texte, photos, conception : J.M. GILLES