Contrôleur de présence du signal DCC

Le but de ce petit montage, comme son nom l’indique, est de permettre de s’assurer que le courant testé est bien porteur du signal DCC.

Qui n’a jamais été confronté au problème d’un décodeur d’aiguilles ou de feux qui ne répond pas et de se demander si le DCC arrive bien à l’endroit prévu ? Comme par malchance, les décodeurs en question sont généralement situés sous le réseau, pas facile de s’y promener avec des instruments de mesure conventionnels, dont l'oscilloscpe, par exemple.

Et comme par ailleurs, les modélistes qui en sont équipés ne sont pas légion, il est parfois très difficile, sans cet outil à priori irremplaçable, de tester les signaux qui circulent dans un circuit et en particulier le signal numérique DCC qui nous intéresse.

Décoder le signal DCC de façon très précise et complète serait ici inutile et dans ce cas, c’est effectivement l’oscilloscope qui deviendrait nécessaire, mais ce n’est pas le but recherché.

Alors, disons-le tout de suite, ce montage peut servir aussi à visualiser d’autres types de signaux numériques d'amplitude comparable, le DCC étant un de ceux–ci.

Utilisation

Tout circuit électronique nécessite une alimentation. Ici, l’énergie électrique nécessaire au fonctionnement du contrôleur est prélevée directement sur le bus ou la voie en même temps que les informations DCC, donc pas de pile ni interrupteur de mise sous tension.

L’utilisation de ce contrôleur est très simple :

A l’aide de deux pointes de touche équipées ou non de pinces « crocodile », il suffit de relier le contrôleur au courant DCC, la présence du signal est alors indiquée par deux Leds vertes qui clignotent alternativement à environ 2 Hertz (selon choix de l’utilisateur) dès la mise sous tension.

Fonctionnement 

Après redressement et filtrage, on dispose à l’entrée du régulateur 7812 d’une tension d’environ 23 Volts pour une tension de voie de 16 Volts. En effet, la tension obtenue répond au calcul habituel : pour U1 = 16 Volts, U2 = U1 x  (racine de 2), soit : 16 x 1,414 = 22,6 Volts environ.

En sortie du régulateur 12 Volts, la tension régulée et filtrée, alimente un opto-coupleur à sortie logique 6N137, un compteur binaire CD4020 et deux transistors.

Les impulsions présentes à l’entrée du redresseur sont appliquées parallèlement aux entrées 2 et 3 du 6N137, après écrêtage et mise en forme sommaires.

Dès lors, on récupère sur la sortie logique du 6N137 entre la borne 6 et la masse un signal calibré à 12 Volts crête à crête (voir encadré sur le schéma). 

On aurait pû à ce stade appliquer directement le signal obtenu sur les bases des transistors, mais la fréquence du signal étant trop rapide, les deux Leds clignoteraient tellement vite que le résultat serait inexploitable visuellement.

C'est pour cette raison que le signal est alors appliqué, via une résistance de 10K sur l'entrée horloge (CLK) d'un compteur binaire diviseur dont le rôle est de rendre les états logiques visibles.

On a donc recours à un compteur binaire CMOS type CD4020 par exemple, utilisé en diviseur (tout autre compteur binaire ou même décimal serait également utilisable).

A partir d’un signal d’horloge appliqué sur son entrée H, le compteur binaire fonctionne en faisant passer ses sorties logiques alternativement de l’état bas à l’état haut selon la progression binaire conventionnelle.

Le compteur binaire CD4020 est un compteur 14 étages, dont seules 12 sorties sont utilisables. Il suffit d’en sélectionner une pour obtenir l’information souhaitée.

Pour un signal d’horloge H la première sortie (Q0) sera activée et désactivée alternativement pour H/2. La seconde sortie sera activée/désactivée alternativement pour H/4, la troisième sortie sera activée/désactivée pour H/8, etc. selon la progression binaire (2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 16384 etc.).

Bien que le comptage se fasse en interne selon le code binaire 2, 4, 8, 16, etc, il est à noter que par construction, le CD 4020 ne comporte pas de sorties Q1 et Q2.

Seules les sorties Q0, Q3 à Q13 sont disponibles, et c’est justement une des dernières, de Q10 à Q 13 dont nous avons besoin. En effet, les huit premières sorties basculent encore trop rapidement pour donner un résultat visible.

Le circuit imprimé a été prévu pour relier la sortie par un petit point de soudure à (une seule) des pattes du CD4020. Personnellement j’ai choisi la sortie Q11 (borne 1), mais c’est uniquement une question de choix de la fréquence du clignotement des Leds.

La borne reset (R) étant forcée à la masse, le comptage commence immédiatement dès la mise sous tension.

Si l’une ou l’autre des deux Leds vertes reste allumée en permanence, c’est que le courant testé n’est pas un signal périodique et il faut alors en chercher la cause en remontant vers la centrale.

Le montage prend place sur un petit circuit imprimé qu’il faut isoler pour ne pas faire de courts-circuits avec la voie notamment.

Idéalement, il faudrait le loger dans un petit boîtier plastique transparent permettant de voir les leds et y raccorder deux fils d’une vingtaine de centimètres équipés de pointes de touche ou de pinces crocodile.

Liste des composants :

1 pont redresseur moulé 1A/50V
1 bornier 5mm pour CI
1 condensateur électrochimique 470µF/25V
1 condensateur électrochimique 100µF/16V
1 régulateur intégré 7812 (ou 78L12)
1 CD 4020
1 6N137
1 transistor NPN BC547
1 transistor PNP BC557
2 leds vertes ou autre couleur
1 diode 1N4148
3 résistances 10k
1 résistance 2k7
1 résistance 100 k
1 résistance 2k2
2 résistances 1k

Une version CMS est tout à fait possible, mais avec un circuit imprimé différent, évidemment.

La consommation de l’ensemble ne dépasse les 50 mA et l’intensité prélevée sur le signal DCC proprement dite est par conséquent négligeable.

Bon contrôle…..

JMG

 

Caméra HD embarquée

Je viens de me faire offrir une caméra de petites dimensions dont j'avais au préalable imaginé l'utilisation que je pourrais en faire, et bien évidemment, j'ai souhaité immédiatement la mettre au travail sur mon réseau.

Rien de bien nouveau me direz-vous, mais le but de cette description est néanmoins susceptible d'intéresser quelques modélistes.

J'ai choisi le modèle Bullet HD Pro Rollei, caméra étanche prévue en principe pour les utilisations sportives, dans la mesure où elle est livrée avec un tas d'accessoires permettant tous les types de fixation sur casque, vélo, moto, voiture etc, mais à priori rien de prévu pour le train miniature...

Comme on peut le voir, ce n'est pas à proprement parler une déclinaison de la famille "GoPro" dont on commence à voir des images un peu partout (sports, police, pompiers et même télévision), car bien que miniaturisée, l'encombrement la rendrait incompatible avec l'utilisation sur un réseau HO.

La Bullet HD quant à elle, a des caractéristiques électroniques comparables (1080p/720p), elle ne mesure que 30 mm de diamètre et peut donc équiper sans problème un wagon HO sans engager le gabarit.

Personnellement, je l'ai installée sur un wagon "plat 2 essieux" Roco, et sa mise en place ne pose aucune difficulté. Le wagon en question est relié "en pousse" à un engin moteur quelconque.

Le wagon ne comportant pas de suspension réelle, il est important d'isoler mécaniquement la caméra de la plate-forme pour éviter, autant que possible, les secousses. 

Après avoir essayé divers dispositifs de fixation, j'ai finalement opté pour un "berceau" réalisé à partir d'éléments de joints d'isolation thermique adhésifs collés sur la plate-forme du wagon.

Lors des premiers essais, la caméra a été fixée avec des élastiques, ce qui est très suffisant pour faire des tests, mais la fixation définitive est faite à l'aide d'un mini collier rilsan qui solidarise l'appareil au wagon de façon très sûre.

En effet, bien que pratiques et rapides, les élastiques peuvent casser à tout moment avec pour conséquence d'entraîner la caméra dans un vol plané en virage, configuration pas vraiment prévue par le fabricant, et à proscrire absolument vu le prix de l'appareil !

La caméra est équipée d'un slot recevant une carte Micro SD jusqu' à 32 giga Octets, sur lesquels prennent place les enregistrements qui ne demandent plus qu'à être lus sur un micro-ordinateur, soit directement, soit via un câble USB.

Malgré la présence d'un système de gain automatique sur les circuits vidéo de la Bullet, je me suis aperçu que lorsque le convoi pénétrait dans un tunnel, où par définition, la lumière faisait bien évidemment défaut, les enregistrements présentaient alors des parties très sombres ou presque noires avec pour conséquence, une montée du bruit vidéo dans l'image, tout à fait normale en pareil cas.

Pour parfaire le fonctionnement, j'ai donc équipé le wagon d'un éclairage autonome à Leds prélevant son énergie électrique sur la voie.

La cerise sur le gâteau serait de prévoir un interrupteur crépusculaire qui mettrait en service l'éclairage quand la luminosité ambiante fait défaut, mais je ne suis certain que ce soit nécessaire.

Dans le cas présent, l'éclairage d'appoint fonctionne donc en permanence, dès que le wagon est posé sur les rails.

Le wagon porteur été équipé de 4 capteurs (un par roue), réalisés à partir de fil de bronze 2/10èmes de mm mis en forme et soudés directement sur un petit circuit imprimé dessiné et gravé spécialement pour cet usage. 

Le courant d'alimentation étant du DCC, j'ai prévu un redresseur double alternance constitué de 4 diodes type 1N4007 et un condensateur électrochimique de 22µF pour compenser les micro ruptures d'alimentation. Bien évidement, le montage est compatible sans modifications avec un courant traction analogique.

Le circuit imprimé prend place sous le wagon entre les essieux, la sortie de la tension redressée et filtrée est alors disponible aux bornes du condensateur.

J'avais d'abord essayé avec des Leds blanches très haute luminosité, mais l'éclairage était vraiment trop puissant et surtout trop focalisé.

J'ai finalement opté pour des Leds en ruban dont un seul tronçon de 3 Leds a été utilisé et recoupé au maximum de chaque côté. Ces Leds CMS "ton chaud" procurent une lumière plus douce et plus diffuse qui convient parfaitement pour cette utilisation.

Le circuit imprimé collé sous le chassis est relié au ruban Leds par deux fils au travers d'une résistance de 330 Ohms. J'ai calculé la valeur de cette résistance pour obtenir un courant de moins de 10 mA sous 18 volts continus, ce qui produit un éclairage très suffisant à mon sens.

J'avais promis un extrait vidéo, en voilà un mais pour les besoins du blog, c'est une séquence en 720p compressée car le 1080p natif en Mpeg4 est beaucoup trop lourd ici, mais visionnable également sur : 

http://youtu.be/eVSe3m0qJ10

Comme on peut le voir, le réseau n'est pas terminé. La partie électrique et électronique est opérationnelle, mais le décor est en cours de finition....

C'est un peu comme pour la construction d'une maison : le gros oeuvre ça va vite, mais les finitions c'est ce qu'il y a de plus long.....

Pour info, ce réseau qui développe 185 mètres de voie sur 4 niveaux, comporte 40 aiguilles équipées de moteurs lents (cf : la descriptions sur ce blog).

Il est piloté par une IntelliBox, exploité sous Windigipet et permet en mode automatique programmé, la circulation de 12 trains, dont parfois 5 simultanément. 




  

Alimentation des pointes coeur d'une aiguille triple

Je viens de me résoudre à remplacer 2 des aiguilles de mon réseau par une aiguille triple. L’avantage est un gain de place évident, ce qui me permet d’allonger les 2 voies de garage concernées.

Les 2 aiguilles remplacées étant des Roco code 100, j’ai réussi à trouver une aiguille triple d’occasion du même type dont l’installation mécanique ne pose pas de problème particulier.

En revanche, je m’aperçois qu’il n’existe peu ou pas d’informations au sujet du câblage de la commutation des pointes de cœur par les moteurs de commande des lames.

Toutes les aiguilles triples sont prévues pour être manœuvrées par 2 moteurs séparés, les pointes de cœur étant au nombre de 3, on s’aperçoit tout de suite que leur commutation au potentiel correct par les seuls contacts 1RT disponibles sur la plupart des moteurs ne permet pas l’alimentation des 3 cœurs dans tous les cas de figure.

La répartition électrique de ces aiguilles est rappelée sur le schéma suivant :

Si, par chance, les moteurs utilisés comportent chacun 2 contacts 1RT ou 2RT, le problème est plus facile à régler. 
Dans le cas contraire, il va falloir utiliser 2 petits relais 2RT dont l’alimentation des bobines sera commandée par les contacts auxiliaires1RT des moteurs de commande des lames.

Il est évidemment possible de ne s’occuper que des cœurs (H1)C1 et (H2)C2 en laissant le cœur H3(C3) sans potentiel, mais cette solution, par ailleurs peu élégante, laissera une zone électriquement neutre avec tous les risques de plantage des trains à faible vitesse dans les 2 positions déviées.

J’ai prévu d’alimenter les 3 pointes de cœur et le cahier des charges peut se résumer ainsi : En position directe (non déviée), les cœurs gauche (H1)C1 et droit (H2)C2 doivent être alimentés respectivement au potentiel de la file de rail concernée (J et K). Le potentiel appliqué sur le cœur central est quant à lui indifférent puisque dans cette position, il n’y aura jamais aucun essieu à alimenter.

En position déviée à droite, les cœurs H2(C2) et H3(C3) doivent recevoir potentiel de la file de rail K, (potentiel sur H1(C1) sans importance puisque pas utilisé).

En position déviée à gauche, les cœurs H3 et H1 doivent recevoir le potentiel de la file de rail J (le potentiel sur H2 est sans importance).

Un schéma plus simple aurait pu être réalisé, mais il faut prendre une précaution particulière avec ce genre d’aiguille.

En effet, on obtient 3 positions alors qu’en théorie, les 2 moteurs ayant chacun 2 positions, c’est 4 positions qui pourraient être obtenues. Or il se trouve que la position 4 est mécaniquement aussi impossible qu’inutile et même dangereuse !

De ce fait, pour éliminer les risques de courts circuits qui ne manqueraient pas de se produire si cette position était accidentellement enclenchée (contacts 1, 2 , 3 et 4 au travail) il faut absolument protéger le matériel et le fonctionnement du réseau. C’est la raison pour laquelle le schéma de polarisation du cœur H3(C3) est un peu plus complexe.

Pour la position directe, le fonctionnement est donc le suivant :

Les contacts 1, 2 et 3, 4 sont au repos, H1(C1) et H2(C2) sont alimentés respectivement au potentiel J et K, H3(C3) quant à lui est au potentiel J, ce qui n’a aucune importance.

Pour la position déviée à gauche, le fonctionnement est alors le suivant :
Les contacts 3, 4 sont au travail et 1, 2 au repos, H1(C1) et H3(C3) sont au potentiel J, (le potentiel J sur H2(C2) est sans importance, puisque non utilisé).

Pour la position déviée à droite, le fonctionnement devient le suivant :

Les contacts 1, 2 sont au travail et 3, 4 au repos, H2(C2) et H3(C3) sont au potentiel K, (le potentiel K sur H1(C1) est sans importance puisque non utilisé).

L'élaboration de ce montage a d'abord été concue pour l'exploitation en DCC avec gestion informatisée des initéraires.

Pour une utilisation en courant analogique, voir en fin d’article.

Le fonctionnement obtenu est sans faille et permet en DCC, la commande par un logiciel de pilotage de réseau comme Win Digipet par exemple, avec quelques particularités de programmation spécifiques à la gestion des aiguilles triples.

Comme indiqué plus haut, j’ai donc recours à 2 mini relais 2RT (à bobines non polarisées)  dont l’alimentation des bobines est assurée par la fermeture du contact travail des moteurs (non représentés ici).

Attention, on trouve dans le commerce des relais qui sont équipés d'origine d'une diode interne montée aux bornes de la bobine. Cette diode sert à neutraliser l'extra courant de rupture qui apparaît aux bornes de la bobine quand l'alimentation est coupée.

L'utilisation de ce type de relais est à éviter au profit de relais simples sans diode de protection interne.

Pour vérifier le type de modèle, un simple ohm-mètre suffit et doit donner exactement la même valeur mesurée sur les bobines dans un sens ou dans l'autre.

Ces deux relais ainsi que leur alimentation et tous les connecteurs (ou borniers) sont regroupés sur un petit circuit imprimé qui prendra place sous le réseau à proximité des moteurs d'aiguilles d'origine.

A la mise sous tension, la Led verte doit être allumée en permanence. Raccorder alors les autres connexions et manoeuvrer les aiguilles.

Si tout fonctionne normalement, les 2 Leds rouges ne doivent jamais être allumées simultanément (positions déviées à droite ou à gauche).

L'extinction des 2 Leds correspond à la position "directe". 

Particularités pour utilisation en analogique.

Le module de commutation reste identique, mais pour éviter d'enclencher accidentellement la position 4 décrite plus haut, la gestion des positions d'aiguilles est légèrement différente.

L’alimentation pour la commande de cette aiguille devra se faire en courant continu sous 14/16 Volts. En effet, une relation logique est établie entre les deux moteurs d’aiguilles d’origine. On notera à cet effet la présence de deux diodes 1N4007 à ajouter à la liste des composants ci-dessous.
Le schéma général de branchement pour une aiguille Roco Code 100 par exemple, est le suivant :

Enfin, si des commutations annexes sont nécessaires (TCO par exemple), il suffira d'ajouter des petits relais du même genre dont les bobines seront connectées en parallèle sur les deux relais du module.

Liste des composants :

- 2 relais DIL 12V/2RT à bobines non polarisées
- 4 connecteurs 2 points (ou borniers à vis)
- 1 connecteur 3 points (ou bornier à vis)
- 1 régulateur intégré 12V/1A type 7812
- 2 condensateurs 16V/470 à 1000µF
- 2 condensateurs 100 nF/100V
- 1 pont redresseur moulé 50V/1A
- 2 leds rouges
- 1 led verte
- 3 résistances 1/4W de 1500 Ohms

L'alimentation du module peut se faire sans problème sur le courant DCC puisque celui-ci est équipé d'un ensemble redresseur-filtrage-régulateur, la polarité des entrées J et K à appliquer aux bornes du redresseur est indifférente. Néanmoins, ne pas perdre de vue que si l'alimentation se fait par le DCC, sa consommation, bien que très faible, est très largement suffisante pour provoquer une détection si elle est prélevée sur une zone sous contrôle S88 par exemple. Il est donc indispensable de connecter l'alimentation de la platine en amont des modules de détection, ou sur une source auxiliaire alternative ou continue de 12 à 20 volts.

Les modélistes intéressés par cette petite adaptation et par le typon du circuit imprimé, ou le circuit imprimé proprement dit, peuvent me contacter par l’intermédiaire du site.

JMG.

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

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(*) 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