Itinéraires par matrice de diodes (7) : Exemple de relais

Jicébé a écrit:

jeanma86 a écrit:

Et pour l'indication de la position de l'aiguille sur le TCO, dans le cas de moteurs Minitrix, par exemple, comment fait-on pour les branchements des leds?

En principe, la matrice de diodes (qui gère des itinéraires complets) n'est pas concernée par ce problème, qui est à gérer au niveau "local" de chaque aiguillage.
Mais on pourra en reparler en fin de tuto...

Bonjour,

Qu'entends-tu par "niveau local", STP?

Ce serait intéressant de voir comment disposer à la fois de la commande d'itinéraires par matrice de diodes avec indication sur TCO. Je pense tout particulièrement aux gares cachées, étant directement intéressé (ce sont mes travaux des mois à venir) mais également complètement perdu (j'ai bien compris la réalisation de la matrice dont j'ai besoins, mais je sèche sur la partie affichage d'itinéraire...).

Amicalement,

Bonsoir jeanma86

jeanma86 a écrit:

Qu'entends-tu par "niveau local", STP?
Amicalement,

L'information est récupérée directement au niveau de chaque aiguillage, soit par des circuits testant la position des aiguilles (il y a eu des posts sur cela dans le Forum, (si quelqu'un pouvait les retrouver et mettre des liens vers eux), soit à partir des fils commandant les aiguilles, ce que je compte détailler dans la partie en cours de rédaction (cette méthode permettant aussi d'agir sur la signalisation (mécanique ou lumineuse), de mettre sous tension ou hors tension des tronçons de voie, de basculer certains tronçons d'une alimentation traction à l'autre (pou la voie centrale d'une gare de passage à trois voies par exemple, voir de déclencher des animations (fermeture d'un PN, coup de sifflet, allumage des lampadaires en gare,...
A terme, j'aurai d'ailleurs besoin de tout ça pour mon module.

jeanma86 a écrit:

Ce serait intéressant de voir comment disposer à la fois de la commande d'itinéraires par matrice de diodes avec indication sur TCO. Je pense tout particulièrement aux gares cachées, étant directement intéressé (ce sont mes travaux des mois à venir) mais également complètement perdu (j'ai bien compris la réalisation de la matrice dont j'ai besoins, mais je sèche sur la partie affichage d'itinéraire...).

Amicalement,

Bonne nouvelle, le système est TRES SIMPLE dans son principe.

2 : La solution : principes de base
Trois grands principes :

• A chaque itinéraire à commander va correspondre une ligne électrique qui recevra une impulsion électrique:
  
• A chaque moteur d'aiguillage (ou assimilé) à commander va correspondre une ligne électrique qui lui fournira l'impulsion électrique le commandant.
  
• Pour chaque ligne électrique de chaque itinéraire, une diode reliera systématiquement cette ligne à chaque moteur d'aiguillage (ou assimilé) concerné par cet itinéraire.
  

3 : La solution : impulsions de commande
Dans les schémas précédents, l'impulsion électrique est fournie par un unique bouton-poussoir fugitif type "Bouton de sonnette".
Mais ce système est beaucoup plus souple..
N'importe quel interrupteur ou inverseur à contact fugitif convient, ainsi que n'importe quel contact de relais, sortie de boîtier électronique, interface d'ordinateur,....
On peut même en utiliser plusieurs en même temps, et commander les itinéraires de plusieurs TCO, en concurrence avec de l'électronique .
La figure ci-dessous montre un exemple extrême, pour la commande d'un itinéraire :
(Notez les diodes de protection supplémentaires en cas d'utilisation de plusieurs alimentations...).


.
Du point de vue de la future matrice de diodes, seule compte la portion en orange, le reste est sans intérêt..


Accès direct à cette partie du tuto :
http://jcbecker.free.fr/Modelisme/Mes_Modules/Tram_Urbain/Electricite/Matrice_diodes/Theorie.php#2_:_la_solution_:_principes_de_base
et :
http://jcbecker.free.fr/Modelisme/Mes_Modules/Tram_Urbain/Electricite/Matrice_diodes/Theorie.php#3_:_la_solution_:_impulsions_de_commande

Bonjour à tous,

J'ai retrouvé ce schéma sur http://www.1zu160.net:



Il présente le cas simple d'une alimentation en alternatif avec info de retour sur 2 leds en continu. Cela ne fonctionne qu'avec des aiguillages équipés de contacts de fin de course, donc où seul l'un des 2 solénoïdes est conducteur (celui opposé à la direction courante de l'aiguillage).

On peut sans autre remplacer le simple commutateur de commande par la sortie d'une matrice de diodes. Dans ce cas, tout le circuit fonctionne en 12V continu et la 1ère diode avant les leds n'est plus nécessaire.

4 : La solution : les moteurs et assimilés, grands principes

http://jcbecker.free.fr/Modelisme/Mes_Modules/Tram_Urbain/Electricite/Matrice_diodes/Theorie.php#4_:_la_solution_:_les_moteurs_et_assimiles,_grands_principes

Quels appareils peut-on commander via cette matrice de diodes ?
On peut distinguer deux grandes catégories :

• Les monostables.Un monostable est un appareil qui est dans un état 1 stable indéfiniment, mais qui passe dans un état 2 quand il en reçoit l'ordre (une impulsion électrique dans notre cas.
  Il reste alors dans cet état 2 "un certain temps" prédéfini, puis revient tout seul à l'état 1.
  L'exemple le plus connu est la minuterie de la cage d'escalier, avec état 1 éteint, et état 2 escalier éclairé.
  Peu d'accessoires sont utilisables dans nos maquettes, mais on peut citer au moins les circuits intégrés de sonorisation.
  A noter qu'il existe deux catégories de monostables .
  
  
  
  • Les redéclenchables :Une nouvelle impulsion pendant l'état 2 relance le cycle.
    Dans l'escalier, si vous appuyez sur chaque bouton-poussoir rencontré l'autre de votre trajet, vous êtes toujours éclairé.
    
    
  • Les non-redéclenchables :Une nouvelle impulsion pendant l'état 2 n'est pas prise en compte.
    Dans l'escalier, si votre trajet dure plus longtemps que la durée de l'état 2, vous terminez dans le noir.
    
    
  La commande de ces appareils par la matrice de diodes est très simple :
  
  
  
  • Si la commande se fait par une impulsion électrique compatible en tension ET en intensité avec le courant délivré par la matrice de diodes (cas très rare...hélas).on branche directement cette entrée sur un ligne de commande de la matrice.
    
  • Sinon, on remplace le bouton-poussoir d'origine par un relais, dont la bobine sera commandée par une ligne de commande de la matrice.
    
  Dans les deux cas, il faut prévoir une ligne de commande par accessoire de ce type lors de la conception de la matrice.
  
  
• Les bistables.Un bistable est un appareil qui possède deux états 1 et 2, chacun stable indéfiniment, mais qui passe dans un état 2 quand il en reçoit l'ordre (une impulsion électrique dans notre cas.
  Il dispose de dux entrées de commande.
  Une impulsion sur l'entrée 1 le placera dans l'état 1, quelque soit son état actuel.
  Une impulsion sur l'entrée 2 le placera dans l'état 2, quelque soit son état actuel.
  Les notices le présente souvent ainsi (en simplifiant), on peut le considérer ainsi :
  
  
  Pour la matrice de diodes, le schéma devient :
  
  
  
  
  
  • Si la commande se fait par une impulsion électrique compatible en tension ET en intensité avec le courant délivré par la matrice de diodes cas assez fréquent).on branche directement cette entrée sur un ligne de commande de la matrice.
    
  • (Sinon, on intercale un transistor d'adaptaion entre la matrice et l'entrée du bistable.
    
  Il faut prévoir deux lignes de commande par accessoire de ce type lors de la conception de la matrice.
  
  
  
  • L'une de ces lignes commandera le passage à l'état 1.
    
  • L'autre ligne commandera le passage à l'état 2.
    
  Quels bistables sont commandables ainsi ?
  
  
  
  • Les aiguillages.La plupart des aiguillages du commerce, fonctionnant par impulsions, peuvent être branché ainsi, soit directement, soit à travers un transistor d'adaptation par ligne de commande.
    Inconvéniant : Dans la plupar des cas, sauf bricolage délicat sur l'aiguille, il n'est pas possible d'afficher son état par un voyant sur le TCO.Les autres, nécessitant le maintien du courant de commande, devront être alimentés par un relais bistable (cf. plus bas).
    Dans ce cas, l'affichage d'un voyant sur le TCO est très simple.
    
    
  • Les relais bistables.Il s'agit d'une catégorie spéciale de relais, souvent peu connue.
    La partie "circuits commandés" est identique aux relais ordinaires.
    La commandes se fait pas deux bobines.
    Par exemple, voici le schéma de principe du relais bistable contenu dans le boîtier Viessmann 5552 (le boîtier contient deux exemplaires de ce relai).
    
    
    Le boîtier Viessmann 5551 contient un seul relais, mais avec circuits au lieu de deux.
    Ils peuvent être tous les deux reliés directement à la matrice de diodes.
    
    
    Branchement des appareils sur les inverseurs du relais bistable :
    
    
    
    • Appareils avec deux entrées de commande :
      
      
      
    • Appareils avec une seule entrée de commande :
      
      
      
    • Avec des LEDs simples (dont une peut être du modèle "clignotante") :
      
      
      
    L'affichage sur TCO est très simple si on utilise l'un des circuits inverseurs pour cela .
    
    
    
    • Avec des ampoules :
      
      
      
    • Avec des LEDs simples (dont une peut être du modèle "clignotante") :
      
      
      
    • Avec des LEDs bicolores "trois pattes" (Attention, les "deux pattes" ne conviennent pas) :
      
      
      
    
    
  
  

Quels appareils ne peuvent être commandés via cette matrice de diodes ?

• Ceux qui nécessitent le maintien d'un courant de commande durant tout l'état 2.Exemple : les signaux, aiguillages et P.N. commandés par un fil à mémoire.
  Mais on peut ruser et les commander en les branchant sur un relais bistable commandé par la matrice de diodes !
  
  
• Ceux dont l'état n'est pas prévisible.Exemple : lors de l'envoie de l'impulsion de commande, il inverse son état actuel.
  S'il était dans l'état 1, il passe à l'état 2.
  S'il était dans l'état 2, il passe à l'état 1.
  
  

.

5 : La solution : les moteurs et assimilés, exemples de base
Application : les "briques élémentaires" :
Si, économiquement, l'idéal est l'aiguillage, dont les deux fils "Gauche/Droite" sont reliés chacun à une ligne de commande de la matrice dediodes, soit directement, soit à travers un transistor dont la base est reliée à une ligne de commande à travers une résistance d'adaptation, ce montage ne permet pourtant pas de commander facilement les signaux, ou les voyants du TCO.
Commande aiguillage :


Remarque :

• Les voyants du TCO peuvent être branchés sur l'un ou l'autre des duex inverseurs, au choix.
  
• Si les commandes d'iguillage et les signaux utilisent la même alimentation, on peut n'utiliser qu'un seul inverseur pour l'ensemble.
  

Commande Marche/Arrêt :


Commande Vitesse normale/Ralentissement :


Remarque :

• La chute de tension est de 0,7 volt par diode traversée..
  
• On peut ne pas mettre le même nombre de diodes dans les deux sens (pent par exemple).
  

Inversion du sens de circulation :


Remarque :

• Les rails sont branchés sur les prises "commun" des inverseurs.
  

Permutation entre deux alimentations :


Remarque :

• Les rails sont branchés sur les prises "commun" des inverseurs.
  

On peut rajouter un inverseur pour commander la signalisation fonctionnelle.
On peut rajouter un inverseur pour commander les voyants des TCO.
Il est souvent possible de combiner plusieurs de ces circuits élémentaires sur un même relais bistable.

La construction de ma matrice de diodes ayant été retardée suite à plusieurs pièges dont je suis en train de sortir vainqueur, en attendant d'ouvrir son fil de discussion, je vous livre ici son "cahier des charges", puis nous allons étudier un cas plus simple (une double voie, avec jonction par une paire d'aiguilles.)

Cahier des charges a écrit:

La matrice de diodes de mon réseau "Tram Urbain" devra permettre d'exploiter simplement un réseau composé de

• Deux lignes métriques à voie unique, "en ovale", totalement indépendantes, chacune avec sa propre alimentation, l'un des ovales étant entièrement à l'intérieur de l'autre.
  
• Deux gares, l'une visible et l'autre cachée (mais accessible par derrière).
  

La gare visible comprend une zone de manœuvres locale (dépôt vapeur et cours de débords alimentée par une troisième alimentation.
Dans chaque gare, en plus des voies de passage, des voies d'échange permettent permettent le passage d'une ligne à l'autre et sont tour à tour alimentées par l'une ou l'autre des alimentations des deux lignes.
Un TCO "principal" permettra de commander depuis le côté "gare cachée" la totalité de ladite gare cachée, et une partie de la gare visible
Un second TCO permettra de commander depuis le côté "gare visible" la totalité de ladite gare visible, et une partie de la gare cachée, bien que cette gare soit complètement masquée à la vue depuis ce TCO.
L'exploitation est prévue pour

• zéro personne (une rame tourne en continu sur chaque ovale,
  
• une seule personne, sur l'un ou l'autre des TCOs, le TCO "caché" étant mobile et pouvant être placé temporairement près du TCO "gare visible",
  
• ou deux personnes ensembles, une par TCO.
  

Comme ce réseau doit pouvoir éventuellement participer à des expositions, des sécurités pour le TCO "gare visible" sont prévues contre les "petites mains visiteuses baladeuses" :

• En l'absence de quelqu'un pilotant ce TCO, toutes ses commandes sont désactivées depuis un simple interrupteur du TCO "Gare cachée".
  
• De jeunes débutants de passage en exposition pouvant être autorisés (sous très haute surveillance !) à réaliser des manoeuvres en gare visible, Le TCO "gare visible" pourra être partiellement neutralisé, le laissant actives que les commandes nécessaires
  (les rames du ovale intérieur pouvant ainsi continuer à tourner paisiblement en rond).
  Cette désactivation partielle se fera aussi par la manœuvre d'un second interrupteur en gare cachée.
  

6 : La solution : études de cas
Considérons une partie de réseau formée d'une ligne à deux voies indépendantes (chacune dispose de son alimentation), avec circulation à gauche, et pas d'IPCS.
Pour une raison quelconque (gare terminus intermédiaire, desserte d'un embranchement privé,...) on souhaite qu'un train arrivé voie 1 par la gauche puisse repartir voie 2 vers la gauche.


Deux itinéraires semblent évidents :
L'un permet le traffic normal, aiguillages directs,
L'autre permet le changement de voie, aiguillages déviés,
Toutefois, si on veut une gestion "cool" un troisième itinéraire permettant que le train s'arrête seul au bon endroit et nous attende pour repartir en arrière serait sympathique.
D'où le résultat souhaité :

Gestion de cette zone :

• La circulation se fait normalement après appui sur le bouton "itinéraire 1".
  
  
  
• Une rame devant faire demi-tour approche voie 1: on appuie sur le bouton "itinéraire 2".La rame ralentit canton "C" et s'arrête canton "D".
  
  
  
  
• On appuie sur le bouton "itinéraire 3"Les canton "C" et "D" de la voie 1 sont branchés sur l'alimentation de la voie 2.
  Les canton "A" des voies 1 et 2 sont mis en vitesse réduite.
  Les canton "B" des voies 1 et 2 sont mis en arrêt.
  Une éventuelle signalisation (mécanique ou lumineuse) affiche le carré et son avertissement pour les cantons "A" et "B" et le ralentissement et le rappel de ralentissement (à contre-sens) pour les cantons "C" et "D" de la voie 1 .
  
  
  
  
• La rame arrivée entièrement en voie 2, un appui sur le bouton "itinéraire 1" remet tout en place
  

Etude des besoins :

• Commande des aiguillages.Il faut un premier relais bistable, avec (par exemple) état 1 direct, état 2 rebroussement.
  Les deux aiguillages peuvent être commandés par un même inverseur, sortie 1 vers moteurs "direct",sortie 2 vers moteurs "dévié", .
  Un second inverseur peut commander la signalisation. sortie 1 vers "libre",sortie 2 vers "ralenti/arrêt", .
  Un troisième inverseur peut commander les voyants du TCO .
  (mais si on utilise une seule "alimentations accessoires", on peut tout brancher sur le mêmùe inverseur , ce qui permet d'avoir un bistable moins cher)
  
  
  
  
• Commande Marche/Arrêt des cantons "A"et "B" des deux voiesIl faut un relais bistable par voie (par exemple) état 1 direct, état 2 rebroussement.
  
  
  
  • Etat 1 : les deux cantons sont alimentés directement, chacun par un inverseur.
    
    
  • Etat 2 : le canton "A" est alimenté à travers plusieurs diodes, le canton "B" est hors tension.
    
    
  Les voyants du TCO deront être alimentés, soit par un troisième inverseur, soit par l'un des inverseurs du courant de traction.
  
  
  
  
• Commande Marche/Arrêt des cantons "C"et "D" de la voie 1Un relais bistable comme pour les cantons "A"et "B", "C" branché comme "A"et "D" comme "B".
  
  
  
• Commande Alimentations des cantons "C"et "D" de la voie 1Un relais bistable .
  
  
  
  • Etat 1 : les deux cantons sont alimentés par l'alimentation Voie 1.
    
    
  • Etat 2 : les deux cantons sont alimentés par l'alimentation Voie 2.
    
    
  Les voyants du TCO ne peuvent être alimentés que par un troisième inverseur. .
  
  
  Il ya a un ordre logique à respecter pour ces deux derniers relais bistables :
  
  
  
  

Bilan :


Chaque ligne de ce tableau correspond à un bouton de commande (interrupteur fugitif) sur le TCO, et une piste cuivrée sur la plaque "entrée des ordres".
Chaque colonne de ce tableau correspond à une bobine de relais bistable à commander, et une piste cuivrée sur la plaque "sortie des commandes".
Chaque case marquée "diode" indique qu'une diode doit relier la piste "entrée des ordres" à la piste "sortie des commandes" correspondant à cette case.

Estimation du côut de revient :

• Deux plaques de circuit imprimé entre et 7€ la plaque, suivant la taille.
  
  
• Un relais bistable à au moins trois circuits inverseurs.
  
  
• Cinq relais bistables à adeux circuits inverseurs.
  Le boîtier Viessmann 5552, par exemple coûte environ 25€, et contient deux relais bistables à deux inverseurs, transformable en un relais bistable à quatre inverseurs.
  le tout revient à environ 100€.
  
  
• 17 diodes à 0,15 € pièce, soit 2,55 €.
  
  

Soit en tout environ le prix d'une locomotive.

Evolution possible :
On dispose de quatre zones d'arrêt, chacune commandée par un relais bistable.
En rajoutant des boutons sur lr TCO, on pourra aussi faire un cantonnement manuel simple.
Le schéma de la matrice de diodes devient alors :


avec comme surcoût 5 diodes de plus, soit 0,75€...

Suite au fil "https://le-forum-du-n.1fr1.net/t11311-probleme-de-relais, voici, surchargé en rouge, le câblage du relais bistable 7452 de chez Arnold (avec deux circuits inverseurs maximum)

A noter : Je ne sais pas laquelle des deux bobines correspond à l'état fermé, et laquelle à l'état ouvert...

Exemples de relais bistables :
Extraits du catalogue officiel Viessmann

• Relais bistable à deux circuits inverseurs :
  
  Remarque : ce boîtier contient deux relais bistables indépendants
  
  
• Relais bistable à quatre circuits inverseurs :
  
  
  
• Relais monostable à deux circuits inverseurs :
  
  Le déclenchement du relais se fait après un retard réglable entre 0 et 3 minutes après réception de l'impulsion venant de la matrice de diodes.
  Le retour en position repos du relais se fait après une durée de fonctionnement réglable entre 0 et 3 minutes après le début du passage à l'état travail.
  

Les prix de chacun de ces boîtiers sont compris dans une fourchette de 25 à 30 € sur les sites internet (le relais bistable à 2 inverseurs revenant donc à 12...15 €).