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A.M.F.N. |
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Association
des Modélistes Ferroviaires de Nice
Le
Bloc-Système informatisé du réseau HO:
Schémas
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.
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
précédente, et que c'est une pratique que nous ne recommandons
pas. Voici les circuits équivalent pour tension positive:
Circuit
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.
Détecteurs
d'occupation de voie:
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).
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.
La page suivante
décrira les grandes lignes de la programmation.
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