feu fin de convoi (Ho analogic)

[ih74330]

salut Philippe,
la led s'allume ou pas, ça c'est pour distinguer le + et le -. Mais avant ? Comme tu l'as bien dit, tant que tu n'as pas localisé les 2 entrées, tu risques de faire fumer .....
bonne soirée.
Pierre

[Ph Blondé]

salut Philippe,
la led s'allume ou pas, ça c'est pour distinguer le + et le -. Mais avant ? Comme tu l'as bien dit, tant que tu n'as pas localisé les 2 entrées, tu risques de faire fumer .....
bonne soirée.
Pierre

Ah ben c'est bien moi ça!
J'avais un schéma pour trouver entrées et sorties d'un pont redresseur sans marquage et je ne j'ai pas mis ici.
C'est pour cela que je parlais d'utiliser une bête pile, une bête résistance et un autre bête LED

Quelle andouille je fais!

[ih74330]

....... Quelle andouille je fais! ......

Ça arrive à tout le monde, même aux meilleurs, la preuve ! 
je ne connaissais pas ce système (vu mon niveau, l'utilisation de l'ohmmètre est déjà une aventure), mais j'ai bien noté, merci ! 

[mario]

Bonjour tout le monde

Merci pour vos explications, pour qui n'y connaît pas grand choses en électronique, ça m'aide beaucoup.

Si j'ai bien compris, il y a des schémas électroniques pour des réseaux analogiques et d'autres pour le numérique...

Il y aurait-il un schéma électronique unique qui puisse fonctionner aussi bien sur un réseau analogique et numérique ?

Je demande ça parce que je fais rouler, de temps en temps, des rames chez moi, chez amis et à mon club de Juvisy... et chacun à son type d'alimentation.

Bonne soirée,
Mario

[Ph Blondé]

Bonjour tout le monde

Merci pour vos explications, pour qui n'y connaît pas grand choses en électronique, ça m'aide beaucoup.

Si j'ai bien compris, il y a des schémas électroniques pour des réseaux analogiques et d'autres pour le numérique...

Il y aurait-il un schéma électronique unique qui puisse fonctionner aussi bien sur un réseau analogique et numérique ?

Je demande ça parce que je fais rouler, de temps en temps, des rames chez moi, chez amis et à mon club de Juvisy... et chacun à son type d'alimentation.

Bonne soirée,
Mario

Bonsoir Mario,
Oui il y a des schémas qui fonctionnent tant en nana logique qu'en numérique.

Ce WD je vais essayer de faire un topo à ce sujet.

[Ph Blondé]

Bonjour à tous,

Comme promis, je développe un peu ce sujet DIY (do it yourself) sur les feux de signalisation arrière à base de LEDs ; rien de compliqué.

Tous les montages présentés fonctionnent et peuvent équiper fourgons, voitures ou wagons de queue que l'on soit en tension continue, en alternatif ou en numérique. Ces montages ont été réalisés et vérifiés au fur et à mesure de leurs évolutions.

Certains diront houlà, houlà ! Moi je n'y connais rien en électronique. On est loin de l'électronique ou de l'électrotechnique pures et dures. Utiliser un petit fer à souder est à la portée de tous et toutes même en faisant de gros pâtés au début.




Avant de commencer, un bref rappel sur les LEDs.

Ces composants sont polarisés. Cela veut dire qu'il y a une patte à mettre au plus et l'autre au moins. La patte la plus longue va au plus et la plus courte au moins. Si on inverse, cette LED ne s'allume pas et donne un court instant des couleurs que les industriels n'ont pas encore sorti.
C'est « comme » une diode mais ce n'est pas à utiliser comme une diode !

Nos rails sont alimentés par des tensions continues variables ou moyennes (alternatif ou numérique) comprises entre 0 et 18V. Une LED ne peut voir passer qu'un courant très faible : dans les 3 ou 5 mA (voire moins) pour les LEDs actuelles. Il est donc nécessaire de limiter la valeur du courant qui la traverse par une résistance et empêcher le courant de passer dans l'autre sens par un système à base de diode(s).




Le schéma le plus simple

Le premier schéma montre une diode 1N4007 (un standard !) suivie d'une résistance puis d'une LED.

Ce montage fonctionne parfaitement en alternatif ou en numérique. C'est également un montage qui permettrait de contrôler la présence ou non de la tension sur les voies.

Petit bémol en tension continue : si l'on inverse le sens de la tension d'alimentation, pour refouler le train par exemple, la LED ne s'allume pas car la diode interdit le passage du courant. C'est ballot !



Toujours aussi simple

On va utiliser un autre composant que la diode : le pont de diodes ou pont redresseur (« pont de Graetz » avec des mots du dimanche).

Il s'agit d'un petit boitier rond ou carré avec 4 pattes.
Deux pattes marquées  « ~ » reçoivent  les deux fils venant de la voie ; les deux autres pattes repérées « + » et « - »  alimentent le montage.
En général on trouve ces marquages en relief ou tamponnés.

Avec ce pont redresseur on obtient un système qui fonctionne pour tous les types d'alimentation. Mais nos rails ne sont pas toujours propres.




Les micro-coupures

Un problème connu de tous : les coupures ou microcoupures d'alimentation au roulement.

Pour régler en partie ce problème un composant supplémentaire est utilisé : le condensateur.
C'est une réserve d'énergie qui alimente, dans le cas d'une brève coupure d'alimentation et dans la mesure de ses moyens, le circuit de la LED.
Sa place est derrière le pont de diodes.

A savoir : un condensateur « vide » se comporte comme un court-circuit à la mise sous tension. Une petite résistance de 4,7 à 10 ohms mise en série avec celui-ci prolongera sa vie d'artiste et il vous dira merci (comme dit l'ami Patrick Dietrich).


Quelle valeur pour ce condensateur?

Une valeur comprise entre 330µF et 1000µF est suffisante.


Quelle tension de service pour ce condensateur ?

La tension moyenne, pour le numérique se situe dans les 18V, en alternatif on est dans les 14 à 16V. Mais il s'agit là de la valeur moyenne ; la valeur max d'une tension alternative est supérieure à cette tension moyenne.
Les tensions de service des condensateurs sont normalisées : 25V ou 35V correspondent à nos besoins.
Plus ne servirait à rien, moins c'est prendre des risques inutiles.

Les condensateurs utilisés dits « chimiques » ou « électrolytiques » sont polarisés.
Une attention est nécessaire pour leur sens de branchement. Comme les LEDs, la patte longue va au plus et la moins longue va au moins ; c'est également indiqué ou repéré sur le boitier.

Le problème est de placer ce condensateur dans nos matériels. En HO dans un fourgon ou un couvert pas de problème, mais dans une Corail en N ça devient compliqué.

Un condensateur de 330µF / 25V mesure 8 mm de diamètre et 11,5 mm de long, un autre de 1000µF / 25V a un diamètre de  16 mm et une longueur de  15 mm.

Si on cherche dans la gamme des CMS (Composants de Montage en Surface, en Français) on peut trouver des 1000µF / 25V avec un diamètre de 12,5 mm et une hauteur de 12,5 mm ; en retirant le petit carré de plastique on gagne quelques mm sur la hauteur. Mais le prix est différent.

Ce schéma fonctionne très bien quel que soit le type d'alimentation.
Depuis le début, sur les schémas, cette résistance de protection est marquée R et aucune valeur n'est indiquée.




Quelle valeur pour la résistance de protection de la LED?

Très affirmatifs, certains diront : « Sous 12V c'est 1kΩ ! »  Moui... En fait si ce 1kΩ va bien, dans la plus part des cas, cela donne une intensité lumineuse de la LED digne de celle d'un feu antibrouillard arrière.

D'autres, plus « scientifiques », parlent de la loi d'Ohm, de la tension de seuil, de datasheet. C'est vrai tout cela mais dans le monde du modélisme il faut être pragmatique.

La solution?
Essayer différentes valeurs de résistance pour trouver l'intensité lumineuse qui convient à chacun.

Il suffit d'avoir un jeu de résistances de 1k, 2,2k, 3,3k, 4,7k et 10k (en ¼ de Watt c'est amplement suffisant) et de tester.
Un jeu de 10 résistances coûte 20 centimes chez Gotronic https://www.gotronic.fr/
Pour trouver des valeurs intermédiaires il suffit de faire suivre en série une 4,7k par une 2,2k pour obtenir 6,9k par exemple.

J'ai des montages qui utilisent une résistance de 10 k, d'autres une de 4,7 k et d'autres une de 3,3 k.
Tout est fonction des LEDs dont on dispose. Les LEDs actuelles, même les micro-LEDs, on a un rendement lumineux supérieur à ce qui se faisait en 1980...

Si deux LEDs sont à monter, on place ces deux LEDs en série. Le courant qui les traverse étant, à un micro-chouya près (cf. notion de pifométrie sur kikipédia), identique à celui d'une seule LED.

On peut s'arrêter sur ce dernier schéma valable pour tous les types d'alimentation.

La réponse à la question de savoir si un montage fonctionnant en tension continue variable peut également fonctionner en numérique est donc oui.
Ça fonctionne dans tous les cas et il n'y a pas de risque. En numérique, les LEDs éclaireront un peu plus.

On passe à la caisse !




Le coût :

1 pont de diodes V 1A : 40 cts
1 condensateur 1000µF / 25V : 40 cts
2 résistances : 4 centimes (20 cts PAR 10)
2 LEDs type canon diamètre 2mm : 82 cts (pour 2, vendu par lot de 10)
https://www.gotronic.fr/art-pb80d-1739.htm
https://www.ebay.fr/itm/140564157885?hash=item20ba46d5bd:g:v2IAAOxyOM5RaARz
Au total : dans les 2 euros pour une signalisation arrière à deux LEDs (sans les lanternes) et le plaisir de l'avoir fait.

On peut monter directement condensateur et résistances sur les pattes du pont ou utiliser de la plaquette veroboard.

Le fil : depuis peu j'utilise un fil très très souple et qui se glisse partout
https://www.amazon.fr/gp/product/B07G712DY4/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o06_s00?ie=UTF8&psc=1

Pour les prises de tension sur les essieux il y a les lamelles ou les montages perso :

Il existe un autre montage simple mais quelque peu différent.




Le générateur de courant.

Ce montage est présenté sur le site « Le MECCANO ELECTRONIQUE ».https://www.ptitrain.com/electronique/index.htm
Dans la table des matières c'est dans « Alim. A courant constant à FETs / alim, leds,FET, BC245, courant / sce courant1 »  https://www.ptitrain.com/electronique/meccano/pages2002/sce_courant1.htm

Ce montage est un générateur de courant, c'est-à-dire un truc qui se moque complètement de la valeur de tension d'entrée (entre 4 et 20V) et qui donne, en permanence, un courant constant en sortie.
C'est la maitrise de ce courant qui intéresse, alors tout va bien.

Comme déjà vu, l'intensité lumineuse d'une LED est directement fonction de l'intensité du courant qui la traverse (dans le bon sens  ). Ce montage est peut-être plus destiné à ceux qui sont en tension continue variable en nana logique.
L'utiliser en alternatif ou en numérique (en digital, pardon) n'apporterait rien car la tension moyenne a toujours la même valeur.
En revanche, dans tous les cas, on gagne un peu de place avec un condensateur de 330µF ou 470µF et choisi dans la gamme CMS.

Sans entrer dans la notion de saturation d'un FET    Il suffit de savoir que ce transistor est donné pour accepter une valeur maxi de courant et que, monter comme sur le schéma, il donne en permanence cette valeur de courant à la LED et même aux LEDs puisque 4 LEDs en série ne lui font pas peur.

On a 3 type de transistors sous cette référence : BF245A, BF245B et BF245C ; le A est fait pour un courant max compris entre 2 et 8 mA, le B entre 8 et 15 mA et le C entre 12 et 25 mA.

Une vingtaine de montages ont été construits pour des échelles allant du N au LGB.
 
Sur le schéma et dans l'explication de « MECCANO ELECTRONIQUE »  il est dit qu'il suffit de monter les LEDs en série.
Pour diminuer un peu l'intensité lumineuse des LEDs, je les ai montées en parallèle (toujours contrariant le Philippe  ).
Ainsi chaque LED ne reçoit qu'une partie du courant donné par le transistor et son intensité lumineuse est moindre.

Sur le schéma il y a cependant une petite résistance en série avec chaque LED car, même sorties d'un même lot, ces LEDs peuvent avoir un micro-chouya (notion vue plus haut) de différence.

Le transistor, avec 3 LEDs, ne chauffe pas.

Le branchement du transistor FET : https://www.ptitrain.com/electronique/meccano/thumbnails2002/sce_courant_photo_bf245.jpg




Avoir des LEDs de signalisation qui restent allumées en absence de tension sur la voie.

Naturellement cela ne restera pas allumé toute une nuit.

C'est la solution du condensateur dit « de sauvegarde »

L'utilisation d'un condensateur permet d'absorber au mieux les microcoupures. Là c'est une grosse microcoupure que l'on veut faire.
Si l'on cherche dans les valeurs hautes telles que 0,1 Farad, 0,47 Farad sous 35V, le problème devient celui de la  taille du condensateur : ENORME!

Il existe de petits condensateurs de sauvegarde utilisés, entre autre, en informatique.
On en trouve d'ailleurs un sur le circuit imprimé du fourgon REE.

Les dimensions : un condensateur de sauvegarde de 0,47F fait 13,5 mm de diamètre et 6,5 mm de haut, un de 0,68F fait 21 mm de diam et 9 mm de haut. Mais avoir de grosses valeurs de capacité dans un faible volume se paye! Les tensions maximales de service sont de 3,3V et 5,5V.
Ah ouai ? Va falloir faire quelque chose...

Après avoir branché le pont de diodes suivi d'un petit condensateur de filtrage (47µF à 100µF / 35V), on place un régulateur de tension de 5V.
C'est un truc à trois pattes : une pour l'entrée, une qui va au moins et une de sortie. Il donne 5V sur sa sortie avec une tension d'entrée pouvant varier de 5V à 30V (pour ce régulateur).
Compte tenu de la faible intensité demandée, un 78L05 suffit pour fournir les 5V demandés pour un courant max de 100 mA.

Après ce régulateur on va mettre une diode (1N4148, 100mA max) puis le condensateur de sauvegarde.
Ben oui, il ne faudrait pas alimenter le régulateur à l'envers si sa tension d'entrée est à 0 ; il n'aime pas ça, mais alors pas ça du tout.

Ensuite on trouve le classique montage de LEDs.

Le temps d'allumage si la tension de voie est à 0 ? Là je vais être dur .
C'est donné par T = RC ; avec T en s, R en ohm et C en Farad (F). Bon c'est théorique et on peut retirer au moins 30% du temps obtenu.
La valeur de la résistance R se situe dans les 470 Ω à 1k.

La solution de l'accumulateur.

Si pour autant cela fonctionne très bien, ce n'est pas durable.
Après 3 / 4 ans, l'accumulateur ne possède plus sa capacité max, a mal vieilli ; il prend de toute façon de la place.
Ce type de montage a été abandonné depuis longtemps et il est un peu plus chargé.

Voili, voilou, vous savez tout 

[db376]

Merci Philippe pour cet excellentissime! article.
Tout y est dit,même le plaisir qu'il y a à réaliser soi-même ses montages et à en apprécier le résultat.
Meerci aussi pour l'adresse Gotronic.
      

[Ph Blondé]

Merci Philippe pour cet excellentissime! article.
Tout y est dit,même le plaisir qu'il y a à réaliser soi-même ses montages et à en apprécier le résultat.
Meerci aussi pour l'adresse Gotronic.
      

Merci pour ton appréciation 
Gotronic est encore un magasin où tu n'es pas un numéro de carte bancaire 
Ils renseignent et savent te guider.
Tout n'est pas "moins" cher mais c'est de la qualité.

[Gilles64]

Bonjour Philippe,

Merci beaucoup pour ce tuto électronique limpide et très clair !

Gilles64

[ih74330]

salut Philippe,
et merci. 
Si avec ça on se loupe, c'est qu'on est vraiment pas bon ! 

[Ph Blondé]

Bonjour Philippe,

Merci beaucoup pour ce tuto électronique limpide et très clair !

Gilles64

Merci 

salut Philippe,
et merci. 
Si avec ça on se loupe, c'est qu'on est vraiment pas bon ! 

Merci 
Je me loupe encore  Encore hier apm : une diode mise à l'envers 

[ih74330]

salut Philippe,
et merci. 
Si avec ça on se loupe, c'est qu'on est vraiment pas bon ! 

moi aussi  : Si avec ça on se loupe, c'est qu'on N'est vraiment pas bon !  

[mario]

Merci beaucoup Philippe d'avoir pris le temps de faire ce tuto       

Il y a tout ce qu'il faut : explications, schémas, où se procurer les pièces...

Pour un novice comme moi, ça me change clairement la vie.
Dès que je réussi à faire un montage, je vous montrerai ça 

Encore merci.
Mario

[Dan du 56]

Du bon boulot, super, merci Philippe...  

[HD]

Merci beaucoup pour le cours,
Ah oui, là, ça nous éclaire bien !