LOCOrevue
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Electricité -
Electronique
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TECHNIQUE
DCC
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ATLANTIS© - http://www.a-t.fr/
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Reproduction interdite sans autorisation.
(création 25/08/2000,
MAJ 2/03/2003)
Quel
transfo?
Si
vous ne maitrisez pas bien l'électricité acheter le
transfo conseillé par le fabricant du produit DCC sinon vous
pouvez cabler votre propre alimentation.
Par exemple les
modèles toriques vendu par http://www.radiospares.fr ( qui semble le meilleur
rapport performance/prix). Ne pas hésiter à prendre un
modèle plus puissant surtout en vue d'une extension du nombre
de locos en simultanée et un modèle à 2 sorties
séparées (cas général) qui permet le
branchement d'une centrale sur un enroulement et un booster sur un
autre. Il faut savoir qu'en général tous les morceaux
demandant un transfo doivent avoir son propre enroulement
indépendant pour des raisons de conception interne(*). Un
modèle à sortie 15V semble universel du moins en N
surtout. Au niveau sécurité , on mettra obligatoirement
un fusible sur l'entrée secteur (modèle retardé,
on peut prendre le courant max * 2) , on fera un cablage sur le
primaire avec un fil d'isolation correcte et l'on mettra un
coffret.
voir
conseils
sécurité électrique issus de la revue Elektor pour
le DIGITAL EDITS PRO ( peut etre neccessaire de s'inscrire)
Savoir aussi
qu'un transfo torique peut facilement se corriger en tension de
sortie. On détermine la sensibilite par tour en bobinant 10
tours de fils autour du tore. On note la tension en sortie de ce
nouvel enroulement et on en détermine la tension par tour. EX:
4V soit 0.4V par tour. Ensuite on peut ajouter ou retrancher cette
tension corrective. (on est mieux de mettre plus de spires , c'est
plus facile à retirer qu'à refaire complètement)
La section du cuivre sera de 1mm2 pour 4 A. Attention il faudra tenir
compte de ce correctif au niveau du courant disponible, il sera
réduit en proportion, y pas de miracle. Idéalement un
fil de cuivre émaillé aura une meilleure tenue en
température qu'un fil isolé PVC. Cependant le fil est
placé à l'extérieur et à l'air libre...ne
pas perdre de vue que la température du transfo peut en charge
monter bien au-dessus de 60°c.
Puissance: Les fabricants de transfo donne la valeur du produit
tension/courant en V et A soit unité VA. EX:50VA et 15V soit
3.33A. Mais pourquoi ne pas donner le courant directement? Et bien
tout simplement parce qu' un transfo est caracterisé par sa
taille pour 50VA,100VA,200VA.... et que donner en tension et courant
c'est pas parlant.
On notera que le
courant utile possible en sortie de booster n'est pas le courant du
transfo (voir calculs
d'alimentation)
Un coefficient de 1.88 est à prendre. Cependant on ne peut
tabler sur le régime permanent max de la centrale sous peine
de disjonction continuelle de la sécurite, donc un courant
permanent de 2.5 A pour un modèle 3A ne semble pas idiot et
permet de tabler sur un transfo un peu moins puissant...
Protection: Au minimum mettre un fusible temporisé sur le
primaire du fait de pics de courant à la mise sous tension
.(il existe des fusibles rapides et des temporisées, pour les
temporisées il existe aussi plusieurs types de courbe de
temporisation) Le choix du fusible dépends de la puissance
totale utilisée, pour 60VA et 230V le courant sera d'environ
0.22 A soit au moins 0.275 A en tenant compte des pertes et courant
magnétisant (compter +25%). Donc on peut prendre un 0.25A ou
un 0.5A (si l'on veut se couvrir pour une surcharge peu
élévée prendre le plus bas, également si
l'on a bien tout respecté et que le fusible saute, prendre la
valeur supérieure) Sur le secondaire on peut aussi mettre un
fusible, le calcul sera le même mais ce sera la puissance de
l'enroulement à protéger qu'il faudra utiliser. Ex:
60VA le courant est de 4A. et le fusible sera choisi à 4A ou
la valeur immédiatement au-dessus soit 5A. L'intéret
d'un fusible sur le secondaire est surtout utile dans le cas de
plusieurs enroulements. En effet sur une surchage longue sur un
enroulement ne fera pas déclencher le fusible primaire et donc
un échauffement anormal s'en suivra pouvant
détèriorer l'isolation des bobinages. ce qui entraine
un court-circuit interne. Ceci est irréversible et le transfo
est mort. C'est d'ailleurs pourquoi il est souvent mis une protection
thermique qui est généralement nsérée
dans le transfo. Egalement elle est très souvent
non-réarmable....
Conversion AC/DC
Avant d'arriver
sur les voies on part d'un transfo dont la tension alternative sera
redressée et filtrée dans la centrale.
Des
interrupteurs électroniques permettent d'envoyer cette tension
en sortie de maniere à avoir du + et du -. (comme un inverseur
en analogique) Le montage du haut semble généralement
adopté sur MRC2000, Lokmaus1, Arnold, Lokmaus2, Compact. (de
plus ces modèles permettent de les brancher sur une tension
continue) C'est un montage dit pont en H et les interrupteurs
fonctionnent par paires. L'autre montage est pris par l'Intellibox et
surement d'autres produits de la gamme.(ex Booster) au niveau
conception cela permet une réduction de coût de
composants.( il n'est pas possible d'utiliser une tension
continue)
L'inconvénient d'un redressement/filtrage est
d'avoir une grande variation de tension en fonction de la charge. En
gros on peut admettre que la tension continue sera la valeur de la
tension du transfo si l'on respecte les calculs
d'alimentation
pour sa charge. Par contre à vide on obtient facilement la
tension du transfo multipliée par 1,5 min.
(c'est pourquoi
par ex en HO la norme admet que le décodeur puisse encaisser
24V, 15*1.5=22.5v)
Voir aussi un
exemple de tension relevée sur INTELLIBOX
Cependant dans
le cas d'une loco , seule sur un circuit, consommant peu on peut se
retrouver avec une tension crête supérieure à 18v
sur le moteur. (cas sur "Digital is cool", Compact Lenz ancienne
version) Dans ce cas il ne faut pas régler la vitesse à
fond et tourner longtemps sous peine d'échauffement dangereux.
Tout chauffera plus , le décodeur car il aura un excès
de courant dans ses fonctions et le moteur. (à fond la tension
crête sera quasiment la tension moyenne) Il y a
également un risque pour les ampoules , c'est pourquoi
certains constructeurs préconisent le montage d'ampoule 16v
(on a le même problème pour un fumigène et Seuthe
propose des versions pour Digital) pour les ampoules , l'emploi de
LED et ou ampoules basse tension 1.5V sera mieux car ce sont les
resistances de chute de tension qui encaisseront la tension et
gommeront en partie les variations. On notera aussi que le retour
commun sur chassis donnera un tension moyenne divisée par 2,
donc si vous ne voulez pas changer l'ampoule opter pour cela.
Pour palier
à cela le constructeur peut rajouter un circuit
électronique. (ajustable de maniere continue par ex ZIMO) Dans
les calculs précèdents on évoque une
régulation dite "linéaire" qui va dissipée en
chaleur le trop d'énergie. Les autres possibilités sont
une régulation à "découpage" qui évite
les déperditions de chaleur, l'emploi d'un limiteur qui va
partiellement réguler en ecrêtant la tension .(la
Compact Lenz l'intègre depuis la version logicielle 3.1 ). Le
limiteur demande de respecter le transfo préconisé
ABSOLUMENT.
Trop
de tension....?
Si un commun
(0V) existe (voir sur autres sorties accessoires, par ex BUS) c'est
le plus simple. Mesurer avec un voltmètre continu entre ce 0
et chacune des sorties voie. La tension crête sera la somme des
2 tensions relevées. (Le faire a vide, en théorie c'est
symétrique, donc on peut aussi prendre 2 fois une tension
relevée)
Une autre
solution est de mettre en série une diode 1n4148 (la cathode
sera la sortie +) et un petit condensateur de 0.1uF à 10uFaux
bornes du voltmètre. On obtient alors une détection
crête assez proche de la réalité.
Si avec un
transfo 15V et à vide vous obtenez > de 20 V vous
êtes dans le cas le plus simple au niveau alimentation.
Si vous pensez
avoir trop de tension, on peut utiliser des diodes pour chuter sur la
voie.
A priori des
diodes ou pont pour redressement classique semblent suffire. Juste
respecter le dimensionnement en courant.(à pleine charge un
échauffement est normal) Pour vérifier si un pont
classique est bon il suffit de brancher entrée AC sur sortie
DCC. Si l'on constate pas d'échauffement , le pont est
acceptable.
Il est
également possible de faire la même chose sur
l'entrée alternative de la centrale mais si on veut baisser
beaucoup il est mieux de le faire en DCC pour ne pas riquer de sous
alimenter une fonction interne (ex bus externe pour cde a
main)
Effectivement, on note des problèmes de
lecture de registre ( et programmation ) avec la Compact avec une
tension plus faible. Dans le cas d'une chute de tension en sortie
DCC, la sortie voie de programmation ne sera pas
affectée.
Si vous
n'utiliser pas toute la puissance, une alternative est de charger
avec une ampoule de manière à tirer de 0.5 a 1 A (dans
le cas d'une ampoule 12/14v celle ci risque d'être
survoltée une 21/5w en série devrait limiter ce
sur-voltage)
SUR
LA VOIE
A QUOI
RESSEMBLE UN SIGNAL DCC EN VRAI (sur un bout de trame)
(ligne horizontale du centre =
0V)
Releve d'un
signal DCC en sortie d'un boitier ROCO
"Digital is cool" chargé
par un décodeur débitant 0.1 a 0.2 A
période la plus grande
220 µS environ et la plus courte 110 µS environ, soit une
équivalence en fréquence de 4.5 KHz et 9 KHz. Le temps
de montée et descente du signal étant d'environ 5
µS.
Nota : la
tension d'alimentation était de 12 V continue ce qui explique
la tension crête 10 V.
(donc cela fonctionne pour une
tension d'entrée assez faible)
Explications sur le
graphe:
Haut
Delta= temps entre les
curseurs verticaux
C1 rise = temps de
montée (entre 10% et 90 % de la valeur finale)
Ligne du bas
Ch1 (voie entree 1) 5 V
par division (axe Y)
M50 µS (base de
temps principale) 50 µS par division (axe X)
comme ci-dessus
mais avec le transfo ROCO d'origine.
avec un boitier
Intellibox Ulhenbrock sur charge résistive 35 Ohms (
0.45A)
EN SORTIE DE DECODEUR
(décodeur
Roco)
Tension appliquée sur le
moteur
Les sortie sont flottantes et
chargée par une petite ampoule de 12V, on fera attention avec
l'oscilloscope à ne pas être relié à la
terre aussi sur les voies DCC.
marche avant régulateur
sur vitesse faible
On a donc une tension
pulsée de fréquence 70 Hz environ et d'amplitude 17V.
La tension que "voit "le moteur est la valeur moyenne
résultante (ici faible)
marche avant régulateur
sur vitesse moyenne
marche avant régulateur
sur vitesse rapide
marche arrière
régulateur sur vitesse moyenne
marche arrière
régulateur sur vitesse rapide
Le signal de puissance DCC
redressé n'étant pas filtré, les commutations
transpirent. Egalement on voit le résiduelle d'ondulation
secteur car le boitier de la centrale contient un 1000 à
2200uF seulement.
à suivre
...
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