Animation maquette

Un des mes amis modélistes, vient de s’offrir le chevalement de mines Faller n°946 en version statique.

Pour peu qu’on se donne la peine de passer par l’étape peinture et patine, cette maquette est une très jolie reproduction d’un chevalement de mines comme il en existait autrefois dans de nombreuses régions.

Equipée de ses grandes roues de montée et descente de la machinerie d’ascenseur, il ne restait plus qu’à motoriser la mécanique et à doter l’ensemble d’un circuit de commande du moteur. Le cahier des charges retenu est le suivant :

- Faire tourner les deux grandes roues suffisamment lentement pour que l’effet visuel des roues à rayons en mouvement, soit conforme à la réalité,
- Faire tourner les roues dans un sens et dans l’autre,
- Obtenir un démarrage et freinage du moteur avec une simulation d’inertie,
- Permettre de régler le temps de marche pour les deux sens,
- Permettre de calibrer le temps d’arrêt entre chaque montée/descente.

Au travail donc ! 

La première étape est la motorisation de l’ensemble à l’aide d’un petit moto-réducteur de récupération équipé pour l’occasion d’une petite poulie en aluminium réalisée au tour.
Cette poulie est destinée à entraîner une autre poulie solidaire de l’arbre d’entraînement des grandes roues.

Toutes les solutions sont envisageables et tout bon modéliste, équipé ou non d’outillage adéquat, viendra à bout rapidement de cette motorisation.
La principale contrainte étant, encore une fois, d’obtenir un mouvement suffisamment lent pour qu’il soit bien visible.
Par essais successifs, il suffit de déterminer la tension à appliquer au moteur pour y parvenir.

Pour ce qui me concerne, et avec le moto-réducteur choisi, c’est sous 8 Volts que le résultat est le plus proche de la réalité.
Pour obtenir ces 8 Volts, diverses solutions s’offrent, mais comme par ailleurs, un circuit électronique est nécessaire, le plus logique est de commencer par installer un régulateur intégré, type 7808.

En amont de ce régulateur se trouvent bien sûr un pont redresseur et un circuit de filtrage électrochimique habituel.

Cette configuration permet d’alimenter l’ensemble sous une tension quelconque, alternative ou redressée mais dont la valeur doit être comprise entre 11 et 18 Volts environ.

Vient alors le tour de la solution électronique pour commander l’ensemble.

Pour avoir des tensions entre 0 et 100% de la vitesse, le moteur n’est pas commandé directement sous 8 Volts. Cette fonction est obtenue par l’intermédiaire d’un transistor Darlington (BDX33), dont la polarisation de base et assurée par une tension variable aux bornes d'un condensateur.

En faisant varier cette tension (charge et décharge), on obtient très simplement les 4 états :
- le démarrage progressif,
- la pleine vitesse, 
- le freinage progressif du moteur, 
- l’arrêt,
et ainsi de suite.

On s’aperçoit tout de suite que des impulsions calibrées dans le temps sont nécessaires, c'est le rôle de l'oscillateur astable, confié ici à un 555.

Entouré de ses habituels circuits de réglages de temporisation, le 555 fournit de manière très régulière des impulsions qui sont appliquées sur la base du Darlington via une résistance de 47 kOhms permettant la charge et la décharge lentes du condensateur.

Dans le cas présent, le rapport cyclique du 555 devient dissymétrique est ajustable pour permettre des durées de marche et d'arrêt différentes. En effet, j'ai opté pour un temps d'arrêt (démarrages et freinages compris) d'environ 1/4 du cycle, les 3/4 restants sont consacrés à la marche à pleine vitesse. C'est le rôle de la cellule composée de 2 diodes 1N4148, d'un potentiomètre (P2) de 470 KOhms et d'un condensateur de 47 µF, le tout relié aux broches 2 et 6 du 555. Ce dispositif permet de charger le condensateur de 47 µF via une des diodes et de le décharger via l'autre diode.
Selon la position de P2, ces durées de charge et décharge sont ajustables sans changer la fréquence générale du 555.

A ce stade, on obtient pas encore l’effet souhaité car les commandes envoyées au moteur sont toujours polarisées dans le même sens.

Il suffit de faire transiter la tension de commande du moteur par les contatcs R/T d’un petit relais câblé en inverseur bistable pour que le cycle soit le suivant :

- démarrage progressif de la rotation dans un sens,
- pleine vitesse,
- freinage progressif,

- arrêt
- inversion du sens de marche pendant l'arrêt,
- démarrage progressif de la rotation dans l’autre sens,
- pleine vitesse,
- freinage progressif,

- arrêt,
- inversion du sens de marche, etc....

Bien que synchronisée avec les impulsions fournies par le 555, l’inversion de polarité doit se faire une fois sur 2 par rapport à l'alimentation du moteur.
C'est à une bascule D (CD4013) configurée en diviseur par 2 que ce rôle est confié. A noter qu’ici, une seule des deux bascules contenues dans un CD 4013 est utilisée.

Le relais est alimenté alors que le moteur est encore à l’arrêt, et ne démarre que quelques fractions de secondes plus tard (durée réglable par P2) pour une durée de plusieurs secondes ou dizaines de secondes (durée également réglable par P1).


Puis le moteur s’arrête pendant quelques secondes, le relais change d'état et le moteur redémarre dans l’autre sens. A ce sujet, régler P2 pour que la commutation du relais se fasse après l'arrêt complet du moteur, faute de quoi, les effets d'inertie seraient annulés.

Autrement dit, la première impulsion positive disponible en sortie du 555 est appliquée parallèlement sur l’entrée Horloge du 4013 et sur la base du Darlington.

En fonction du montage particulier réalisé ici autour du 4013, l’impulsion délivrée par le 555 est « mémorisée » et la bascule est vérouillée.
La deuxième impulsion délivrée par le 555 reste sans effet, le sens de marche est donc inchangé.
La troisième impulsion dévérouille la bascule et le relais change d'état, et ainsi de suite.

Le schéma électronique est le suivant :

La réalisation passe par un petit circuit imprimé selon la méthode habituelle. Ci-dessous, le typon :

Une vue de l’implantation des composants ....

Liste des composants :
1 x 555
1 x 4013
1 x 7808
1 x BDX33 (ou équivalant)
1 x pont redresseeur moulé 1A/50V
4 x 1N4148
1 x micro relais 2 RT 6/12V
2 x 470 µF radiaux
1 x 47 µF radial
1 x 22 µF radial
2 x 100 nF 
1 x 10 nF
2 x pot.H 470k
1 x résistance 0,25W 2k2
3 x résistances 0,25W 10k
1 x résistance 0,25W 47k
4 cosses poignard mâles

1 x circuit imprimé.

.... et une vue de la platine terminée.

Bonne réalisation !

Intellibox qui ne plante plus : le bonheur !

Le titre de cet article va peut-être surprendre, d’autant que, pour une fois, il ne s’agira pas d’une réalisation personnelle, mais de la description d’une configuration matérielle visant à améliorer les performances d'une installation DCC, en l’occurrence, la mienne.

Utilisateur de l’Intellibox d’Uhlenbrock depuis des années, j’ai été confronté au problème de la vitesse de traitement de cette centrale, limitée comme chacun le sait à 19200 bauds sur un port sériel type RS232.

Cette configuration IB + PC avec port RS232 est certes un peu dépassée, mais toujours parfaitement viable même s’il est de plus en plus difficile de trouver d'anciens PC équipés de ports RS232.

A l’instar des centrales actuelles qui exploitent le port USB, Uhlenbrock a entrepris d’actualiser sa centrale en USB, mais renseignements pris, il ne s’agirait que d’une émulation de port série d’origine pour le rendre compatible avec les PC équipés de ports USB.

Ce qui revient à dire qu’il faudrait remplacer l’ancienne IB par une plus récente, solution radicale mais pas pour autant plus efficace, surtout pour le cas de la vitesse de transmission.

Quoi qu’il en soit, avec 19200 bauds, le problème reste entier.

Avec un logiciel dédié, quand le nombre de trains qui circulent simultanément devient conséquent, la centrale doit gérer les informations en provenance de la voie par le port S88  et transmettre les ordres par le bus DCC, ça provoque quelques embouteillages qui ralentissent quelque peu (trop à mon goût) le processus.

J’ai par exemple souvent constaté que lorsqu’un train pénètre dans un canton, le passage au feu rouge met parfois presque une seconde à se faire, ce qui est beaucoup trop long.

Je me suis dit que pour bien faire, qu’il faudrait que l’IB soit soulagée d’un certain nombre d’opérations de façon à obtenir des temps de traitement corrects.

Un ami modéliste confronté au même problème m’a confié avoir essayé avec succès le module HSI88 de LDT, et avait obtenu des temps de traitement bien plus rapides.

LDT distribue effectivement une petite interface et qui permet de contourner l’obstacle. Le HSI88 est disponible en USB ou en RS232.

Quand ce module est utilisé avec l’IB, il gère tout le trafic des infos S88 en provenance de la voie en les envoyant directement sur le PC. L’IB voit donc son port S88 complètement libéré et n’a plus qu’à gérer les ordres à destination du bus DCC.

Je me suis donc équipé en conséquence, et le gain en vitesse de traitement est indiscutable.

La modification à faire se limite à débrancher le connecteur du câble 6 fils qui arrivait sur le port S88 de l’IB pour le brancher sur un des 3 ports S88 du module HSI88. La sortie du module, quant à elle, est à connecter  directement sur un des ports USB du PC.

Idéalement, selon LDT, il est préférable de répartir les modules S88 sur les 3 entrées du HSI88 pour obtenir le gain de vitesse maximum. Cette configuration oblige à modifier le câblage puisque les modules S88 ne sont plus en série l’un derrière l’autre, mais répartis de manière équilibrée.

Quoi qu’il en soit, en les laissant « l’un derrière l’autre », comme c'est mon cas, le gain en vitesse de traitement est déjà très net.

Selon le logiciel utilisé pour piloter le réseau, il faut déclarer le module HSI88 comme deuxième interface et c’est tout ce qu’il y a à faire.

Mais la bonne nouvelle, et là j’en reviens au titre ce cet article, c’est qu’avec cette configuration, l’IB qui avait une fâcheuse tendance à planter et à faire des Reset inopinés,

NE PLANTE PLUS DU TOUT !

J’exploite cette configuration depuis plusieurs mois et pas un seul plantage Intellibox alors qu’auparavant c’est parfois 3 ou 4 dans la même journée !

Alors, qu’en déduire ?

Il semble évident que c’est la gestion du flux S88 à destination de l’IB qui pose problème.

En tous cas, dès l’instant où ce flux est dérivé directement sur le PC, l’IB est stable !

Quand je parle de bonheur, ceux qui subissent aussi ces plantages comprendront tout de suite à quoi je fais allusion !

Alors, bien sûr, cette configuration fonctionne parfaitement chez moi alors que ça plantait à tous bouts de champs. Il n’ y a donc aucune raison pour ça ne fonctionne pas chez vous.

Pour mémoire, ma configuration est la suivante :

-        IB 65000 (sans mise à jour du soft)

-        HSI88 LDT

-        Windigipet 10

-        28 cantons (56 zones)

-        40 aiguilles à servos moteurs

-        185 mètres de voie sur 4 niveaux.

Bonne chance à tous.

Me contacter sur ce blog si besoin d’infos complémentaires……

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

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 

Led CMS 805 blanche ton chaud - LED 2mm à canon long Blanc Ton Chaud

JM GILLES