Le bloc-système de notre réseau HO – Schémas

Posté le 1 octobre 2002

Circuits traction

L’ensemble des circuits traction se répartit sur plusieurs cartes :

  • la carte « alimentation », qui fournit les tensions nécessaires et contient les disjoncteurs,
  • la carte « interface PC », qui contient les 8 convertisseurs numériques-analogiques quadruples permettant de régler la vitesse sur chacun des 32 cantons,
  • et les « cartes canton », qui contiennent les circuits de puissance et de détection des courts-circuits.
Schéma

Sur la carte « alimentation » : à partir d’un transformateur 18V CA, le redresseur D1 fournit une tension négative redressée mais non lissée d’environ 24V crête. Cette tension ne peut être appliquée directement au convertisseur N-A. Le LM358 convertit donc cette tension en un signal positif et d’amplitude moindre (environ 12V crête, réglable par le potentiomètre ajustable de 22k). Le 2N2222 amplifie le courant de sortie de façon à pouvoir alimenter les 8 convertisseurs N-A du montage.
Sur la carte « interface PC » : le convertisseur N-A fait varier le signal dans un rapport 0 à100%, sous contrôle de l’ordinateur, comme exposé sur les pages précédentes. Chaque sortie de convertisseur contrôle un canton.
Sur les cartes « cantons » : le signal est à nouveau inversé et amplifié par le LM324. En sortie de cet ampli, deux transistors montés en super darlington fournissent le courant nécessaire à la traction.
Le disjoncteur électronique est seulement évoqué ici dans son principe: une résistance de 1 ohm en série dans le circuit traction crée une chute de tension proportionnelle au courant qui la traverse. Cette chute de tension est renvoyée vers le circuit du disjoncteur, qui est unique pour tout le réseau, par la diode D2. Si la chute de tension dépasse une certaine valeur, il y a disjonction. Le disjoncteur signale la disjonction à l’ordinateur, puis se réarme automatiquement au bout de 5 secondes. Pendant ce temps, l’ordinateur coupe la traction sur tous les cantons.
L’éclairage B.F., qui n’est pas encore en fonction, n’est pas représenté sur ces schémas.

Rappelons que nous utilisons une tension traction négative par rapport à la masse pour les raisons exposées sur la page « Le bloc-système de notre réseau HO – Principe généraux« , et que c’est une pratique que nous ne recommandons pas.

Voici les circuits équivalent pour tension positive :

 

Le redresseur D1 est monté de façon à fournir une tension positive. Cette tension est divisée par 2 par les deux résistances de 22k, et amplifiée en courant par le LM358 et le 2N2222. Le convertisseur N-A fonctionne comme précédemment. Le LM324 du circuit de canton est monté de façon à multiplier par 2 le signal en sortie du convertisseur.

Schéma

Détecteurs d’occupation de voie

Schéma

Ce schéma montre les deux détecteurs d’un canton: pleine voie et section de fin de canton. On y voit aussi les composants du disjoncteur et de l’éclairage permanent B.F..

Les détecteurs sont la seule partie de l’ensemble qui est simplifiée du fait de fonctionner avec des tensions négatives. Le principe est le même que celui exposé sur notre page consacrée aux détecteurs… mais avec des tensions négatives!
La 1N4148 et la résistance de 10k situées en bas au centre créent une tension de référence permettant aux transistors de commuter franchement selon la résistance présentée entre les rails. La sensibilité est ici de 20k.
L’ensemble des résistances et des diodes derrière les collecteurs des transistors permet de ramener la tension de sortie dans la plage de fonctionnement des circuits logiques TTL: 0 à +5V.
Le condensateur de 47nF sert à filtrer la composante B.F. de l’éclairage permanent (voir également notre page sur ce sujet) qui n’est pas encore en service à la date où nous rédigeons cette page.

La classique temporisation de détection, destinée à s’affranchir des mauvais contacts roue-rail, est réalisée par le programme pilote, et ne nécessite donc aucun composant supplémentaire.

    Partie numérique (circuits logiques)

    Ce schéma regroupe la totalité des circuits logiques du montage :
    • interface avec le port parallèle du PC (à gauche),
    • commande des convertisseurs numériques-analogiques (en haut).
    • circuits de commande des accessoires: aiguilles, signaux, relais, LEDs (centre droit),
    • circuits de lecture des accessoires: boutons, lampes (au dessous),
    • circuits de lecture de l’occupation des voies (en bas à droite).
    Schéma
    Les principes généraux du système ont été exposés sur les pages précédentes. Précisons encore quelques détails :


    Commandes des accessoires :

    Comme le reste du réseau, et pour les mêmes raisons, aiguilles, relais, LEDs, signaux, etc, fonctionnent avec des tensions négatives. Nous avons donc utilisé un composant spécialisé, l’UDN2957A, qui contient 5 darlingtons pour tensions négatives, ainsi que les diodes de protection « de roue libre ».
    Pour des accessoires fonctionnant avec des tensions positives, on peut simplement remplacer ce composant par un ULN2804, facile à trouver, et qui contient 8 darlingtons pour tensions positives, avec leurs diodes de protection.

    Note : Etant donné que les accessoires ne fonctionnent pas tous sous la même tension, le point commun des diodes de protection est connecté à l’alimentation de plus forte tension (ici -48V), étant donné par ailleurs que toutes les alimentations sont mises sous tension et hors tension simultanément.


    Points de lecture accessoires :

    Les points de lecture accessoires sont connectés aux boutons des différents panneaux de commande, ainsi qu’aux relais et lampes des parties encore gérées par logique câblée, afin que le PC ait connaissance, par exemple, des itinéraires établis en entrée et sortie de gare.
    Le montage utilisé est conçu pour fonctionner avec toute tension négative comprise entre -5V et -48V.
    Le même montage peut être utilisé pour des tensions positives, moyennant la suppression de la diode de protection (que d’ailleurs nous n’utilisons pas!) et l’abaissement de la valeur de la résistance d’entrée.

    Pour plus de détails sur ces schémas, n’hésitez pas à nous contacter.

    Recherche dans les Tutoriels

    0 commentaires

    Soumettre un commentaire

    Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

    Dans la même catégorie