lundi 29 avril 2019

Modification du X2800 de Roco

Cahier des charges de la modification

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

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

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


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

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

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

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

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


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



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



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



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

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




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

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

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


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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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


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

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



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

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

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

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




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

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



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



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

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

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

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



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

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

A ce sujet, et selon le fabricant de composants électroniques, (on peut le regretter !!!) le brochage émetteur / collecteur n'est pas le même. 
Il est donc nécessaire d'identifier au transistor-mètre préalablement le transistor choisi avant de l'installer. 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

lundi 8 avril 2019

Tachymètre Locduino......


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

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

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



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

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

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

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

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

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





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



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

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

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

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



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

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




et la carte époxy gravée et étamée avant implantation.


Bonne réalisation.

vendredi 16 février 2018

Souvent demandé et pourtant pas si compliqué.......

Titre un peu curieux peut-être, mais ça fait longtemps qu'on me demande régulièrement comment gérer les feux rouges et blancs sur des locos digitalisées, alors, allons-y.

Dans la plupart des cas, le décodeur se charge de l'inversion automatique des feux rouges et blancs en fonction du sens de marche.

En fait, c'est la fonction F0 qui commande l'allumage des feux, c'est dire blanc à l'avant et rouge à l'arrière si la marche avant est enclenchée (que la machine soit à l'arrêt ou en marche) et l'inversion se produit si c'est la marche arrière qui est enclenchée.

Electriquement parlant, ce sont donc deux sorties physiques du décodeur qui sont mises à contribution en même temps par la fonction F0 et qui, selon le sens de marche, activent les feux blancs et rouges pour obtenir la signalisation souhaitée.

Une des deux sorties est connectée aux feux blancs avant et rouges arrière, alors que l'autre sortie est connectée aux feux rouges avant et blancs arrière.

Selon que le niveau électrique Zéro Volt ou VDD est disponible sur les sorties 2 et 6, on obtient l'allumage des feux.

Ce qui revient à dire que les feux blancs d'une extrémité et rouges de l'autre extrémité sont reliés à la même sortie et s'allument donc simultanément. 

Jusque là tout va bien, mais les puristes diront que dans la réalité, il y a bien d'autres façons d'allumer les feux, dont les feux de position par exemple.

Certains constructeurs de décodeurs et de platines électroniques embarquées, proposent, moyennant une programmation souvent fastidieuse via certaines CV's indexées, de pouvoir gérer séparément l'allumage de chaque feu ou presque.

Quoiqu'il en soit, il me paraît indispensable que les feux du côté arrière puissent rester éteints quand la loco tracte une rame. Mon propos restera donc limité à ce cas général pour les locos équipées de décodeurs à 8 ou 21 broches.

Le montage retenu par les constructeurs est presque toujours le même, à savoir que l'interface NEM doit assurer la compatibilité entre le fonctionnement en analogique et en DCC.

A noter que certains constructeurs ont conçu des platines électriques qui fonctionnent sur le même principe, mais basés sur un schéma nettement plus complexe. C'est le cas des motrices Jouef (type CC 21000, ou 6500 par exemple). Ce cas particulier sera traité prochainement car la modification à faire est totalement différente (schéma reconstitué ci-dessous).

En courant continu, on rencontrait autrefois un montage différent de celui d'aujourd'hui. On se contentait de "diriger" à l'aide de deux diodes le potentiel disponible selon le sens de marche vers les ampoules avant et arrière. Il est à noter que ce montage aujourd'hui abandonné doit être remplacé pour assurer la compatibilité avec une utilisation en DCC ou en analogique avec prise NEM.

En effet, bien que la loco puisse rouler en  marche avant ou arrière, il est nécessaire de disposer d'un potentiel positif permanent quelque soit le sens de marche.

C'est par rapport à ce potentiel positif (commun) que les Leds  pourront être alimentées correctement  selon le sens de marche.

Puisque le commun est positif, les Leds sont alimentées par une tension négative.

En DCC, les sorties accessoires du décodeur, (dont les feux) fournissent également une tension négative alors que le commun (feux et accessoires) est quant à lui au potentiel positif.

Cela peut paraître bizarre, mais il faut se souvenir que le protocole NMRA est par définition d'origine américaine et que chez nos chers voisins d'outre atlantique, la masse électrique industrielle a longtemps été positive, y compris sur certaines voitures où le pôle positif de la batterie était à la masse !

Cette époque est révolue, mais certains dispositifs sont restés basés sur cette norme.

En tout état de cause, c'est le cas des décodeurs DCC et il va falloir faire avec, sans que ça pose vraiment problème, l'essentiel étant de le savoir.

Si nécessaire, je ferai un petit rappel du fonctionnement de l'interface NEM en analogique et en DCC.

Le principe de la neutralisation des feux du côté choisi (arrière) est simple, il consiste à couper électriquement la ligne du commun des feux arrières (rouges et blancs), pour la rendre indépendante de celle des feux avant.

Au préalable, il sera nécessaire de déterminer quel sera le sens retenu pour la marche avant et d'agir uniquement sur les feux arrière.

Sur la coupure réalisée, il est possible de souder un micro interrupteur, mais cette solution n'est ni très élégante, ni très pratique.

L'idée est d'installer un interrupteur électronique commandé par une autre fonction, F1 par exemple et il va donc falloir "charcuter" un tout petit peu le circuit imprimé de la loco.
Cette opération est donc à éviter sur une loco sous garantie.


Cela dit, rien ne s'oppose à ce que la même opération soit faite aussi sur la partie avant, mais il faudra utiliser une autre sortie de fonction du décodeur, F2 par exemple.

Cet interrupteur électronique est constitué d'un seul transistor qui sera choisi pour être capable de commuter un courant collecteur/émetteur d'au moins 200 mA, le gain quant à lui n'étant pas critique. 

Puisque nous allons commuter (ou pas) la ligne positive, à partir d'une tension négative, c'est donc un transistor du type PNP qui sera nécessaire.

Le choix peut être fait sans problème sur le type 2N2907 qui correspond au cahier des charges énoncé.

Il faut donc commencer par repérer sur le circuit imprimé de la loco le commun des accessoires connecté à la broche 7 de la prise NEM du décodeur.

Généralement, le commun est disponible à chaque extrémité de la loco et un simple ohm-mètre permet de le repérer sans erreur.

Quand l'identification est faite, il est préférable de débrancher la prise du décodeur pour éviter toute fausse manipulation.

A l'aide d'un cutter ou d'un petit disque à tronçonner, il faut couper sur le circuit imprimé la piste à l'endroit marqué "X" sur le schéma, ou désouder le fil raccordé à la piste correspondant au commun à destination des feux arrière de la loco.

Cette coupure devra être la plus courte possible car on y soudera sur chaque côté deux des pattes du transistor PNP 2N2907.

Les sorties à destination des Leds sont reliées par construction aux bornes 2/6 du décodeur qu'il sera facile de repérer.

Sur une prise NEM 8 broches, en partant de la borne 1 marquée sur le schéma, et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, on trouve dans l'ordre : 1-2-3-4-5-6-7-8.

Comme je prévois de pouvoir quand même faire fonctionner les feux blancs et rouges à l'arrière quand la loco est "haut-le-pied", c'est la tension négative obtenue sur la sortie de fonction qui établira la commutation (F1 par exemple qui est généralement connectée à la broche 3 du décodeur).

Le transistor est passant ou bloqué selon qu'une tension négative est appliquée ou non sur sa base.



Pour des raisons de simplification, une seule Led blanche et rouge par extrémité est représentée sur le schéma.

On soudera donc l'émetteur du transistor du côté du commun venant de la broche 7 du décodeur (positif), le collecteur sur ce qui reste de la ligne positive à destination des Leds arrières. La base sera quant à elle reliée via une résistance de 10 kOhms à la connexion de la broche 3.

De cette façon, comme dit plus haut, la commande des feux arrières sera obtenue par la fonction F1 (ou une autre fonction en intervenant sur le mapping).

Bien évidemment, si l'on dispose d'une autre sortie physique, il est possible de la commander par la touche de fonctions correspondante.

Petit essai avant de remonter la caisse avec la prise du décodeur réinsérée sur son connecteur :

- F0 en fonction, marche avant enclenchée : les feux blancs sont allumés à l'avant et rien ne s'allume à l'arrière.
- F0 en fonction, marche avant enclenchée : les feux rouges sont allumés à l'avant et rien ne s'allume à l'arrière.
- F0 + F1 en fonction : le fonctionnement d'origine est rétabli.

Il est très difficile d'en dire plus car le circuit imprimé de chaque loco est différent, mais le principe est toujours le même.

Petite précision toutefois : Le fait de faire passer la ligne positive des feux arrière par un transistor introduit une légère chute de tension liée à la structure même d'un transistor (jonction émetteur/collecteur).

Bien que cette chute de tension de 0.7 Volts soit imperceptible en pratique, il est possible de la compenser. Il suffit de faire passer la ligne positive des feux avant au travers d'une diode type 1N4000 dans le sens passant qui présente elle aussi une chute de tension  de 0.7 Volts environ.

Idéalement, il vaut mieux utiliser des transistors CMS pour des raisons d'encombrement, mais l'opération peut en rebuter certains car c'est petit et il faut être équipé en conséquence, la soudure de ce type de composants restant délicate.

Sinon, utiliser des transistors classiques, mais de préférence en boîtier plastique car moins encombrants et surtout isolés électriquement.

Point particulier pour les locos équipées d'ampoules :

Le montage décrit est prévu pour l'utilisation de Leds, mais il subsiste encore des locos équipées d'ampoules.

Si on coupe le commun sur une loco équipée d'ampoules, les feux concernés s'allument ensemble très faiblement car les ampoules sont alors alimentées en série entre les sorties du décodeur dont une est au potentiel positif et l'autre au potentiel négatif, ou l'inverse. 

Dans ce cas, il suffit de polariser le montage en insérant une diode 1N4148 entre les sorties d'origine et les ampoules concernées.

Attention : le rôle des diodes dont il est question ici n'a rien à voir avec celles qui sont déjà montées sur le circuit imprimé de la loco et peuvent donc cohabiter.

Info : correspondance entre les broches des décodeurs 8 et 21 broches :

8 broches       21 broches 
      2          =         7
      3          =       15
      6          =         8
      7          =       16                      







jeudi 8 octobre 2015

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 !

lundi 31 août 2015

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……

jeudi 18 juin 2015

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