Etude d’un module d’éclairage universel pour matériel roulant analogique en HO

Cahier des charges d’un module d’éclairage universel.

Après avoir examiné l’historique de l’éclairage du matériel roulant ferroviaire en commande analogique, il est maintenant temps de passer de la théorie à la pratique.

Nous allons examiner le schéma possible pour un tel module d’éclairage universel avant de passer à sa fabrication et à son installation dans le matériel roulant.

Rappelons l’essentiel de ce que doit faire ce module d’éclairage universel :

  • Redresser la tension en provenance de la voie.
  • Disposer d’une réserve pour le stockage de l’énergie afin de pallier les mauvais contacts.
  • Stabiliser la tension.
  • Eventuellement stocker l’énergie nécessaire à l’éclairage en l’absence d’alimentation.
  • Inverser automatiquement l’allumage des feux selon le sens de marche.
  • fonctionner en continu et en courant pulsé (MLI).
  • Avoir des dimensions qui en permettent l’installation dans le matériel roulant à l’échelle HO.

Plusieurs choix ont été faits car ils représentent un compromis acceptable entre la complexité, le coût, la taille, etc.

Le principe repose donc sur un redressement double alternance de la tension en provenance de la voie suivi d’un filtrage / réserve d’énergie suffisant pour s’affranchir des mauvais contacts.

Cette tension variable de 0V à la tension d’alimentation maximale alimente une source de tension stabilisée à une tension réglable entre 2,5V et 12V pour permettre d’alimenter toutes les configurations d’éclairage possible.

Enfin un circuit de commutation permet d’alimenter les LED selon le sens de marche ou en continu pour un éclairage intérieur.

En option une batterie et son circuit de charge constituent une réserve d’énergie pour un éclairage continu même en l’absence prolongée de l’alimentation (entre 10 minutes et une heure).

Le schéma de principe.

Voici le schéma de principe d’une tel module d’éclairage universel.

Veuillez noter que vous pouvez l’utiliser comme bon vous semble pour votre usage personnel, toutefois dès lors que vous le diffusez vous en mentionnerez systématiquement la source en reproduisant les informations de licence figurant sous le schéma.

Toute utilisation commerciale est strictement interdite sans accord préalable de ma part. Vous pouvez me faire une proposition d’accord par le formulaire de contact.

Schéma de principe d'un module d'éclairage universel pour modelisme ferroviaire.

Licence Creative Commons
Schema de principe d’un module d’éclairage universel pour le modélisme ferroviaire de JWA est mis à disposition selon les termes de la licence Creative Commons Attribution – Pas d’Utilisation Commerciale – Pas de Modification 4.0 International.
Fondé(e) sur une œuvre JWA.

Comment tout cela fonctionne-t-il?

En haut à gauche vous reconnaîtrez le redressement double alternance et son condensateur de filtrage.

Les deux condensateurs C1 et C2 ainsi que la diode Transil D1 servent à l’antiparasitage du moteur. Puisque le module d’éclairage est universel, il aurait été bête de ne pas en profiter pour ajouter ces composants à installer sur toutes les locomotives.

D4 et Q1 permettent de stabiliser la tension et RV1 permet de régler la tension stabilisée entre 2,5 et 12V.

R7 et D16 constituent le circuit de charge de la batterie. Si vous installez une batterie, vous devez impérativement régler la tension stabilisée à la tension nominale de la batterie. Dans les composants utilisés pour le montage illustré ici, cette tension est très exactement de 3,6V.

En haut à droite, se trouvent tous les points de raccordement des LED ainsi que les résistances de protection pour éviter un court circuit franc qui détruirait le transistor Q1. Chaque point de raccordement de LED étant indépendant, il est possible d’insérer des diodes de limitation de courant pour régler très exactement l’intensité de l’éclairage comme souhaité.

Les transistors Q2 et Q3 permettent de commuter l’allumage des LED selon le sens de marche.

Sur les points de connexion P11 et P13, l’éclairage est allumé quel que soit le sens de marche.

La réalisation pratique

Pour tenir dans le matériel roulant, ce module doit être réalisé avec des composants montés en surface (CMS) aussi connus sous l’appelation SMD.

Pour une fabrication personnelle, j’ai donc procédé au fraisage par CNC du circuit imprimé. Cette solution est bien plus pratique et plus rapide pour la fabrication de prototypes que la gravure chimique artisanale.

Le résultat, c’est un circuit de 27 mm x 39 mm.

Les photos de la fabrication et de l’installation ne sont pas faites pour le moment mais l’article sera complété dès que la séance photo aura été menée à bien.

Si vous souhaitez vous aussi installer un tel module dans votre matériel roulant, veuillez utiliser le formulaire de contact pour m’en faire part.

Si je peux fabriquer des circuits en très faible quantité, je peux aussi envisager de sous traiter une fabrication industrialisée s’il y a suffisament de demande.

La soudure des composants CMS n’est pas irréalisable à la main puisque le circuit imprimé est prévu pour ça mais ceci nécessite une solide habitude de la soudure electronique ainsi que la soudure et le fer à souder adaptés.

Liste des composants

Il ne reste plus qu’à se procurer les composants que j’ai trouvés au meilleur prix ici.

Certes les quantités sont importantes mais le prix à l’unité est réellement compétitif.

Rappelons au passage que tous les produits manufacturés que nous achetons proviennent de Chine et que contrairement à nous, ils n’ont pas encore inventé la vente sous blister qui multiplie le prix unitaire par un facteur compris entre 10 et 100.

D2 Pont redresseur MB2S 0,5A 200VC4 Condensateur 1000µF 25VD4 TL431 CMSQ1 Q2 Q3 Transistor 2N2222 CMSRV1 trimmer 10k CMSD3 D5 D7 Diode 1N4148 CMSC3 C5 Condensateur 100nFLot de résistances CMSBT1 Batterie 3,6VSupport de batterie

Fil silicone de haute qualité ultra souple

Exemples d’installation d’un tel module.

Installation de l’éclairage dans un fourgon générateur TEE Jouef.

1.5/2
Partagez cette page.

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *