Digitalisation Plaque tournante Fleischmann

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Résolu Digitalisation Plaque tournante Fleischmann

Message par Stéphane le Ven 7 Aoû 2015 - 14:36

Bonjour à tous,
Aujourd'hui, je vous propose un petit tuto pour digitaliser votre plaque tournante Fleischmann.

Il existe des décodeurs qui font déjà cela mais parmi les 3 proposés par mon Ecos, deux sont en protocole Motorola et le troisième est un machin hybride à mi-chemin entre le décodeur de loco et le décodeur d'accessoire, sans possibilité de régler l'adresse... PAS GLOP!

==>J'ai donc décidé de réaliser mon propre décodeur DCC.

L'objectif est simple :
- un appui sur un bouton de la centrale provoque le démarrage, en gérant les vitesses, jusqu'à la position souhaitée
- La commande manuelle est indispensable (souhait des membres du club...)
- La commande d'accessoires supplémentaires (lumière, feu) est un plus du DCC, pourquoi s'en priver? Et ça, les commandes du commerce ne le font pas.
- Les réglages seront possibles grâces aux CV.


1-Analyse du bidule avant opération :

Ne sachant pas comment elles fonctionnaient, j'ai entrepris un petit démontage de la manette de commande et de la motorisation :

Coté manette, c'est simplissime : il y a un pont redresseur et deux interrupteurs qui frottent contre un circuit imprimé :

L'interrupteur du haut est un inverseur à 2 positions stables, pour inverser la polarité envoyée au pont (fils Jaune+Rouge). L'autre (au centre de la commande) est un interrupteur à 3 positions : une position centrale par défaut et 2 positions momentanées, pour le maintien temporaire de la bobine du pont (fil Gris).

Coté pont, la motorisation est assez sympa:

Les 5 palpeurs assurent le contact mobile avec la partie fixe. Les deux de gauche  sont soudés sous les rails, les 3 autres contrôlent le moteur.

Fonctionnement :
1- le fil gris alimente la bobine ==> déverrouillage du pignon cranté.
2- Ce déverrouillage ferme l'interrupteur ==> Démarrage du moteur.
3- La roue motrice tourne ==> les 4 crans tournent avec elle.
4- Tant qu'aucun cran n'est en face de l'index, celui-ci ne peut revenir en position initiale, on peut relâcher la commande de la bobine.
5- Dès qu'un creux se présente, l'index plonge dedans. Il ouvre ainsi le contact, ce qui arrête le moteur...au bon endroit !



Coté schéma électrique, voici ce que ça donne :


En résumé, ça fait 2 trucs à gérer : La bobine et le moteur (dans le bon sens )


2/ Digitalisation :

Il fallait choisir...
Soit je plaçais le décodeur en dehors du pont, soit je l'intégrais dans le pont. J'ai choisi de l'intégrer dans le pont, même si c'est plus difficile.

Voici les raisons qui m'ont poussé à ce choix :
 - Positionnement basé sur le comptage des voies => aucun risque d'erreur.
 - Vitesse variable à volonté (accélération progressive, freinage anticipé, valeurs maxi-mini programmables...)
 - Feux (clignotants ou pas) aux extrémités du pont, (violet-blanc possible)
 - Lumière dans le poste de commande, pilotable par DCC ou en commande manuelle.
 - Polarité des rails du pont programmée en fonction des voies abordées (programmable)

Le schéma électrique est donc le suivant :

Ca fait beaucoup de composants... surtout que la largeur disponible sous le pont n'est que de 28mm, pas un de plus ! En revanche, j'ai 130mm dispo en longueur.

Implantation des composants :
Après 17 jours de maux de tête, deux composants bien cramés, et de nombreuses versions successives pour faire rentrer tout ça dans l'espace réservé, j'obtiens l'implantation ci-dessous. Avec l'espace pour les frotteurs, j'obtiens un circuit de 28mm*103mm.

Les pastilles colorées en rouge sont les points sur lesquels je vais faire les branchements.
J'ai fait figurer la position du rail central de la fosse car à cet endroit, il n'y a quasi aucun dépassement possible. Le circuit doit être extra-plat. C'est pour cela que je n'ai pas utilisé de support pour le SN754410.
Les deux pastilles "Frotteur" (rectangle de 2.5mm*6mm) vont recevoir les frotteurs du pont tournant. Je vais donc devoir les arracher des rails (pas d'autre solution), pour les souder contre mon circuit imprimé (voir plus bas).
Pour pouvoir tout rentrer, j'ai eu recours aux résistances CMS et à de nombreux straps.

Le typon officiel directement imprimable est téléchargeable en pdf,  sur mon site perso:


Dans cette plaque, je réalise 2 gros trous pour le relais CMS (disponible ici) et la bobine CMS (disponible ici), pour éviter qu'elles ne dépassent trop. Il était impossible de les souder entièrement sur la face "cuivre" en raison de leur épaisseur. j'aurais été perdant.


La photo ci-dessous montre la version "0" avec les composants en place.

Le soudage des palpeurs demande un peu d'attention. J'ai préalablement repéré leur position exacte sous le pont avant de les "arracher" (pas d'autre solution). J'ai reporté cette position sur le calque du typon. Lors du soudage, le calque était dessous pour bien cibler la position. Grâce à cela, je n'ai qu'un quart de millimètre d'écart par rapport la position idéale.


La densité de composants est relativement élevée pour des composants standards.


Sur la photo ci-dessus, il s'agit de la version "0". Les deux condensateurs dépassaient. Sur la version finale, il n'y a plus que le gros condensateur de droite qui dépasse.  Mais là, je n'ai pas trop le choix.
Remarquez sur cette photo que j'ai dû prendre garde à la hauteur des composants situés au niveau du rail central (figuré en pointillés). Vous comprenez maintenant pourquoi j'ai utilisé un relais CMS. Dans la première version, j'avais utilisé un relais bistable standard.....mais ça coinçait carrément.


3/ Mise en place des divers éléments :

3.1/La lumière de la cabine :

Là, c'est très facile ! Surtout que la cabine possède un petit coffre qui recouvre un passage bien utile :

Je vais profiter de ce petit vide pour installer un connecteur automatique.

Ni une ni deux, je soude deux fils émaillés sur une LED CMS, et je la colle au plafond. Je fais passer les câbles dans les coins et je rejoins les deux palpeurs.


Ces palpeurs sont en fil de laiton, diamètre 0.4mm. Pour chaque palpeur, j'ai percé 2 trous dans le plastique transparent et j'ai tordu le fil en laiton pour faire "ressort". Au passage, j'ai gratté un peu le plastique pour que les plaques de contact puissent passer.

Ça tient nickel dans "le coffre" !

Sur le pont, je colle donc 2 plaques en laiton juste sous le "coffre". Un bonne goutte de cyano' est suffisante pour les maintenir en place. Je précise que j'ai dû agrandir la rainure déjà présente pour faire passer la seconde plaque.(visible sur la photo).

Les 2 plaques sont issues des restes d'une grappe en laiton d'un kit. Je les ai découpées, mises en forme et pliées.

Le petit téton doit dépasser dessous pour connecter un fil.


Ensuite, je  replace la cabine dans les trous prévus à cet effet. Le contact se fait automatiquement. Elle reste démontable à volonté.

La lumière est bien suffisante. Sur cette photo, le flash n'a pas suffi à la masquer.

3.2/ Le feu d'extrémité de pont :

Là, on fait simple. De toute façon, le µC ne pourra pas gérer plus d'un feu (ou alors deux fois le même ou deux couleurs en alternance). Je prends donc le signal vendu avec la plaque tournante et je tranche dans le vif : craaaac !

Je perce deux trous juste sous les casquettes.

Sous le guidon d'arrêt (casquette en haut à droite) j'installe une LED CMS violette (pour le carré violet), tandis que sous la casquette inférieure, j'installe une miniLED CMS blanche. Et je fais sortir les fils émaillés derrière.

Les fils rentrent dans un tube en laiton de 2mm extérieur. Ça laisse largement la place pour passer plein de fils à l'intérieur si nécessaire.
Le second trou sera utilisé pour la fameuse led blanche de manœuvre.

Je découpe le panneau et je le colle sur le tube.


Je perce l'emplacement du pont au diamètre 1.9mm et j'y encastre le mât en force sans dépasser dessous.

Ouai, bon ,OK, les retouches de peinture sont absolument nécessaires !
et le dépoussiérage aussi...

Si on opte pour deux feux réversibles, la résistance de 1k2, en série avec la sortie "feu", doit être shuntée ET reportée à l'extérieur du circuit  :




3.3/ Le capteur de position :

La roue motrice se prête bien à une détection puisque c'est ELLE qui contrôle le bon positionnement du pont face aux voies. La précision du capteur n'est donc pas cruciale, on n'a besoin que de compter le passage des voies.
J'y colle donc Capteur à effet hall de type monostable. C'est la présence d'un aimant qui va déclencher l'information de passage entre deux voies.
J'ai fait le choix de compter les voies au moment où on franchit la limite entre 2 voies. C'est à dire à mi-chemin entre deux rainures d'arrêt.

Il est donc naturel d'installer 4 aimants sur la roue motrice, à égale distance des rainures d'arrêt.

La mise en place du capteur ne demande qu'un léger pliage et un petit collage pour le maintenir au plus près de la roue.
- La patte du haut est reliée au +5v
- La patte du milieu c'est la masse (GND)
- La patte du bas, c'est le signal de détection (pas d'aimant=5v, présence d'aimant=0v)

Les quatre aimants (au néodyme, achetés sur ce site ) mesurent 1mm de diamètre par 1mm de long. Ils sont insérés en force dans les perçages. Par sécurité, j'ajoute une goutte de cyano au verso. Mais ça me semble symbolique voire superfétatoire...


3.4/ Le "bouton" de programmation:

Sur le circuit imprimé, je n'avais pas la place pour un vrai bouton de programmation, et de toute façon, il aurait été inaccessible.
J'ai donc prévu uniquement deux bornes de connexion sur la carte, et je place ensuite deux fils de fer l'un à coté de l'autre. Il suffit de les mettre en contact pour lancer la procédure de programmation.

Le pliage des "fils" demande un peu de précision pour bien tenir dans les coins. Il est solidaire de la carte. Les "fils" proviennent d'un rouleau de fil de fer utilisé dans les gaines électriques pour tirer les fils.

3.5/ Mise en place du circuit imprimé:
Le circuit s'insère pile poil dans le creux situé sous le pont. J'ai réalisé 2 perçages dans le pont. A droite j'y ai collé une vis M2 dont j'ai coupé la tête, un écrou fait le maintien. A gauche, j'ai collé une vis M2, la tête me sert de maintien du circuit. L'important c'est que les deux lamelles de droite soient EXACTEMENT au bon endroit.

J'ai collé les fils émaillés le long de la structure du pont. J'ai ajouté des petit connecteurs au bout de chaque fil pour permettre un démontage de l'ensemble. Certains connecteurs ont été peints pour mieux les identifier.

Lors du branchement du moteur, vérifiez que la plaque tourne dans le bon sens. Sinon, inversez les fils.
De même, lors du branchement des rails, vérifiez que la polarité est correcte pour la première voie. Sinon, inversez les fils ou refaites la programmation des polarités.


4/ Le programme du µC :

Je ne détaillerai pas le programme ici, je ne pense pas que ce soit le plus intéressant. Mais sachez que je l'ai entièrement expliqué sur mon site perso.
Vous y trouverez (entre autres) ma méthode pour choisir le sens de rotation optimisé.


5/ Utilisation :

Pour contrôler la plaque tournante, 2 possibilités : La commande manuelle... et la commande DCC.

=> Coté commande manuelle, rien ne change  à part le petit interrupteur qui commande l'allumage de la cabine.


=> Coté commande DCC, voici comment organiser vos accessoires sur la centrale :
- Le premier accessoire, c'est l'allumage (ou l'extinction) de la cabine.
- Le second accessoire, c'est la commande du feu (forçage "Manoeuvre" ou "Carré Violet")
- Le troisième accessoire permet le retournement à 180°, quelle que soit la voie.
- Les accessoires suivants  indiquent la voie souhaitée.

Par exemple, pour la configuration ci-dessus, voici ce que ça donne sur l'écran de l'ECOS :

Il est crucial que les adresses d'accessoires se suivent (49, 50,51,52,etc...) dans l'ordre.

- Un appui sur une voie démarrera la plaque pour s'aligner dessus. Un nouvel appui sur cette voie ne provoquera aucun mouvement.
- Chaque appui sur la lumière (de cabine) inversera son état.
- Chaque appui sur le signal inverse son état (uniquement si le pont est immobile dans le cas contraire, c'est violet.)
- Un appui sur le "retournement à 180°" provoquera le demi-tour du pont.

La programmation est vraiment simple :
Un seul appui sur le levier de programmation permet de régler l'adresse de base du décodeur.
- Le feu du pont tournant se met alors à clignotter.
- Il suffit de commander le premier accessoire (la lumière) depuis la centrale pour que le décodeur mémorise l'adresse. C'est fini !

- Si vous ne souhaitez pas modifier l'adresse, vous pouvez appuyer de nouveau sur le levier de programmation. Cela provoque le changement de référence de voie. C'est la voie qui se trouve, à ce moment-là, en face du pont (coté cabine) qui servira de voie numéro 1.


6/ Réglage des CV :

Tout décodeur DCC qui se respecte DOIT posséder des réglages. C'est d'autant plus vrai avec une plaque tournante.

Les CV interviendront pour mémoriser :
- les voies présentes (si vous en avez 48....mes respects...!)
- la polarité de chaque voie (le pont doit s'adapter car chaque voie possède sa propre alimentation)
- la vitesse maxi souhaitée (255=pleine vitesse, mais c'est franchement rapide !)
- la vitesse minimum souhaitée (Pour la pérénité du décodeur, je déconseille les valeurs inférieures à "36")

Remarques importantes :
- La "position 1" est la voie qui se trouve en face du pont (coté cabine) lorsqu'on appuie sur le levier de programmation.
- 2 voies opposées (voie 1 et 25 par ex.) doivent être câblées dans le même sens (en accord avec le pont des 2 cotés).
- La validation d'une voie valide automatiquement la voie opposée, même s'il n'y en a pas... (le premier qui amène sa loco vers une voie absente, il passe par mon bureau....)

Les numéros de CV sont répartis comme indiqué dans le tableau ci-dessous :

Taux de Freinage
CV
Elément Contrôlé
Valeur par défaut
Valeurs possibles
cv513
Vitesse mini
36
0 à Vmaxi
cv514
Vitesse maxi
255
Vmini à 255
cv515
Taux d'accélération
4
1 à 10
cv516
Taux de freinage
4
1 à 10
cv517 à cv540
Validation des voies 1 à 24
1
0 ou 1
cv541 à 552
Polarité des voies 1 à 12
1
0 ou 1
cv553 à 564
Polarité des voies 13 à 24
0
0 ou 1
Pour la polarité, il faut observer lorsque la cabine est en face de la voie : si les polarités du pont et de la voie sont identiques, alors la CV vaut 0. Dans le cas contraire, c'est 1. Il n'est pas nécessaire de configurer la polarité des voies non validées.

Par exemple, avec les voies ci dessous, les CV sont configurées ainsi (en rouge et en bleu):

Dans cet exemple, on valide la voie 6 car on en a besoin pour la voie 30.


7/ La démo en vidéo :



A vous de jouer !
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Stéphane
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Date d'inscription : 10/11/2007
Echelle(s) que je pratique : H0 code 75
Digital - Analogique : Digital Intellibox Smile

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