Reproduire électriquement l'enclenchement mécanique d'un levier de poste mécanique

Dans les postes mécaniques, afin de se prémunir d’éventuelles erreurs de l’aiguilleur, les leviers qui servent à commander les aiguilles et les signaux sont tributaires d’enclenchements mécaniques. C’est-à-dire qu’un système de verrouillage empêche de basculer un levier si cette action est contraire à la sécurité.

Quelques exemples :
- On ne peut pas basculer en position d’ouverture le levier d’un avertissement si le levier du carré qu’il annonce est en position « carré fermé »
- On ne peut pas basculer en position d’ouverture le levier d’un carré si un autre carré donnant un itinéraire « incompatible » est déjà ouvert
- On ne peut pas manœuvrer un levier d’aiguille si au moins un levier de carré donnant accès à cette aiguille est basculé en position d’ouverture
- Etc.

Sur nos réseaux miniatures, il peut être intéressant de crédibiliser le jeu en reproduisant tout ou partie de ces enclenchements de sécurité.
Le problème : sans un dispositif complexe de micro serrurerie, comment faire ?

Je vous propose ci-après un dispositif très simple capable de simuler électriquement ces verrouillages.

Tout d’abord, en guise de levier, nous pouvons utiliser des interrupteurs inverseurs « ON-ON », et remplacer la commande par tringlerie par une commande électrique des aiguilles et signaux. C’est d’ailleurs ce que beaucoup d’entre nous ont fait : un TCO où les aiguilles sont commandées individuellement par des poussoirs et les signaux par des interrupteurs.
Pour "coller" à la réalité, on peut choisir les conventions suivantes :
- la commande est portée au +12V pour ouvrir le carré, et à la masse lorsque le carré est fermé.
- Une "entrée de blocage" totalise toutes les conditions de sécurité.
              Si cette entrée est à la masse, c'est qu'au moins une condition n'est pas satisfaite.
              Si l'entrée est au +12V, c'est que toutes les conditions sont satisfaites.


Evidemment, on ne va pas réellement pouvoir bloquer ces interrupteurs mécaniquement dans l’une ou l’autre position, mais on peut rendre électriquement inopérante une action sur l’inverseur. Par exemple, si j’essaye d’ouvrir un carré alors qu’un carré incompatible est déjà ouvert, je pourrai bien basculer mon inverseur mais il ne se passera rien : le carré et son contrôle au TCO resteront au rouge.
Et même si on laisse l’interrupteur dans cette position, il ne se passera rien tant qu’on n’aura pas (dans l’ordre) :
1) Remis l’inverseur en position « fermeture »
2) Réuni toutes les conditions de sécurité requises pour cette manoeuvre
3) En dernier lieu, réitéré l’action d’ouverture.

Ainsi, en cas de fausse manœuvre, d’une part rien ne se passe, et d’autre part on est obligé de remettre en position initiale et de réitérer l’action pour qu’elle se réalise une fois les conditions de sécurité redevenues favorables. En fait, c’est comme si les enclenchements mécaniques d’un poste débrayaient les leviers au lieu de les bloquer. Le concept est différent, mais le résultat est le même.

Réalisation pratique :
Le principe peut se décliner en technologie électromécanique (relais) ou électronique basique (circuits logiques C-MOS + transistors et diodes fonctionnant sous 12V DC).
Voici les schémas avec l'emploi de relais, soit avec 1 seul relais bistable, soit avec 2 relais ordinaires. 2 LED de contrôle indiquent l'état de la commande : la rouge confirme la fermeture du carré, la blanche indique qu'il est commandé à l'ouverture:


Même principe avec la technologie électronique :

En plus du schéma, j'ai indiqué le typon pour réalisation d'un petit circuit imprimé (5 cm x 4 cm)
- En noir la vue coté cuivre,
- En noir et rouge la plaque toujours vue coté cuivre, mais avec les composants vus par transparence en rouge
- En rouge la vue coté composants.


Je viens de réaliser et tester la version électronique, ça fonctionne parfaitement. Je n'ai pas essayé les versions à relais, mais je pense que ça marche, le seul souci que j'y verrais éventuellement serait la valeur du condensateur de 10µF.
En effet, ce condensateur doit pouvoir donner assez d'énergie pour faire coller un relais, tout dépendra donc de l'intensité consommée par les bobines de relais. En général, lorsque j'utilise des relais 12V je prends des modèles dont la bobine fait un peu moins de 1 KOhms, valeur qui doit marcher combinée au condo de 10 µF.
Si vous avez en stock des relais de plus faible résistance, il se peut que ça ne marche pas, il faudra essayer dans ce cas avec un condo de plus forte valeur.

Nota : Si l'entrée de blocage n'est reliée à rien, ça fonctionne comme si toutes les conditions de sécurité étaient toujours réunies.

Eh bien, ça c’est du tuto! Merci Dmarrion, j’ai déjà en tête une utilisation pour mon futur projet!

Ce matin j'ai testé le montage à relais bistable.
J'ai utilisé un relais AXICOM type P211456, le condensateur de 10 µF est suffisant pour faire basculer le relais et le montage fonctionne en l'état. Néanmoins, j'ai effectué quelques modifs pour l'améliorer.

1ère modif : Tel que c'était dessiné dans le schéma, lorsque l'entrée de blocage est à la masse et que le levier est en position "fermeture", la bobine "Reset" du relais est sous tension en permanence. Le relais semble bien le supporter, mais ce n'est pas top pour un relais bistable dont les bobines fonctionnent normalement par impulsion.
On peut facilement remédier à ça en raccordant l'entrée de blocage et sa diode non pas sur le point milieu de l'inverseur, mais sur la borne qui est reliée à la bobine "Set"

2ème modif : Lorsqu'on met le montage sous tension, par défaut le relais bistable reste dans l'état où il était à la dernière utilisation. Si le carré était ouvert et que le levier est resté sur "Ouverture", le carré va s'ouvrir à la mise sous tension du réseau, ce qui n'est pas top au niveau sécurité.
La solution consiste à donner une petite impulsion à la bobine "Reset" à la mise sous tension, c'est le rôle du condensateur de 2,2 µF que j'ai ajouté sur le schéma ci-dessous. La R de 100 K sert à vider ce condensateur quand le montage est hors tension.

Voici le nouveau schéma intégrant ces 2 modifs, schéma que j'ai testé et qui fonctionne sans problème :