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Commande l'éclairage d'un train électrique

  1. #1
    anthon

    Commande l'éclairage d'un train électrique

    Salut à tous,

    j'ai acheté un train électrique pour mon fils.
    Le train est équipé d'un éclairage intérieur des wagons et la locomotive. Un autotransformateur qui fait varié la vitesse de la locomotive et de son éclairage. Je voudrais conservé l'éclairage des wagons qu'elle que soit la vitesse du train, et sans rajouté de pile pour l'éclairage.
    La caractéristique du transformateur varie entre 0V à 16V continu.
    J'attent vos solutions.
    Merci à tous

    -----


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  3. #2
    Pierrre

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    Bonjour

    fais une recherche sur les sites dedies aux trains miniatures; il y a pas mal de schemas

    A+

  4. #3
    Gérard

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    http://gayam.club.fr/index.html

    ceci par ex
    Gérard.

  5. #4
    gienas

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    Bonjour anthon et tout le groupe

    De la manière dont tu nous présentes le comportement de ton éclairage, j'ai bien peur qu'il n'y ait pas de solution miracle à ton problème.

    Je m'empresse cependant de dire que je ne suis pas un spécialiste du modélisme

    Je crois seulement comprendre que l'éclairage est branché sur l'alimentation de la motrice, probablement les rails, et il faudrait un fil suppémentaire (donc un rail par exemple), pour amener la nouvelle alimentation.

    Sans alimentation nouvelle, une seule "amélioration" serait envisageable: réguler un tant soit peu l'éclairage, mais celui-ci ne pourrait être maintenu à l'arrêt, puisqu'il n'y a plus alors d'alimentation.
    Comme je crois me souvenir que les trains vont dans les deux sens, et que l'alimentation est continue, ça se complique puisque les régulateurs électroniques sont polarisés. Le redressement serait bien une solution, mais la perte en tension qu'il apporte, aggrave encore la zone de non régulation.

    Si cependant cette solution était envisageable, elle devrait être traitée par wagon, en utilisant des ampoules plus basses tensions que ce qu'elles sont actuellement. 2,5V par exemple, voire des LED. Faire un bilan des intensités nécessaires, pour voir si c'est "raisonnable".

    Il me semble que le coût mis à part (), les LED blanches seraient la "meilleure" solution technique énergétique. Peut-être, au lieu de réguler une tension, le courant serait peut être plus indiqué.

  6. #5
    FC05

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    J'avais posé la question à un collègue qui m'avait dit que le mieux serait effectivement un générateur de courant.

    Mais comme l'a dit genias, ça ne fonctionne pas à basse tension, encore plus si on met un pont redresseur classique (1,2 V de perte), par contre plus haut en tension, en gros dés que le train démarre, l'éclairement est constant.

    En utilisant des diodes shotky, la perte devrait être moins grande.

    Sinon, il y a des capas très fortes contenance, pour maintenir l'éclairage après l'arrêt ... mais j'ai cru comprendre que la charge de ces bestioles était délicate.
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  7. #6
    anthon

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    Salut à tous,

    Je pense à rajouter une constante alternative sur la source continue qui commande le train, avec un condensateur pour filtrer la constante continue et pour commander l'éclairage.

    - Comment peut-on rajouté une source alternative sur la source continue?

  8. #7
    gienas

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    Bonsoir anthon et tout le groupe

    En soi, ce n'est pas trop compliqué de superposer de l'alternatif au continu, mais il peut y avoir quelques "complications".

    Pour la solution, je verrais bien, si tu restes en 50Hz pour l'alternatif (ce qui n'est pas forcément le mieux) mettre en série, le secondaire d'un transfo qui délivre cet alternatif.

    Je vois deux problèmes:

    1) le courant continu d'alimentation traverse le secondaire du transfo, avec un risque de saturation du transfo, qui doit être surdimentionné, rien que pour cela. Le bobinage du secondaire doit supporter l'intensité continue, et je "néglige" (du fait du surdimentionnement) l'effet de la saturation, à surveiller quand même.

    2) en marche, je pense qu'il n'y aura pas de problème. Par contre, à l'arrêt, le moteur (continu)sera traversé par l'alternatif costaud (à cause du 1 ci-dessus ), et le moteur va chauffer sans bouger. Peut-être faut-il que cette tension soit faible, et donc l'éclairage "discret".

    Cela dit, si tu arrives au but, ton idée est très élégante
    Dernière modification par gienas ; 17/01/2006 à 17h11.

  9. #8
    robrico

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    les réponses déja reçues sont des solutions possibles
    les petits régulateurs de tension 78xx ne sont pas trop chers avec 1 résistance et une ampoule 2,5 V ou mieux une DEL blanche (ou rouge à l'arrière) . attention, il faut redresser car la polarité s'inverse pour la marche arrière, avant le régulateur.
    J'avais une solution dont les amateurs se souviennent p être:
    Je suis l'inventeur de la télécommande électronique dont j'ai vendu les brevets à JOUEF dans les années 70 ! sous le nom de JOUEFMATIC (description complète dans les revues de modelisme de l'époque et "le haut parleur" ; les rails étaient alimentés en permanence par du 18V alternatif donc éclairage permanent; et c'est un petit récepteur par courant porteur qui redressait le courant du moteur; une phase ou l'autre suivant le sens .
    Il en a été fabriqué env 50 000 Il y a aujourd'hui des solutions numériques plus valables mais c'est une étude à faire: j'ai abandonné la lecture des revues "rail miniature "ou "loco revue" qui doivent encore exister.

    je veux bien en reperler, mais pas ce soir C.R.

  10. #9
    _Goel_

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    Solution perso comme ça :

    Créer un wagon "électrique" :
    il capte le courant du rail 0-16 volt et alimente un régulateur 78XX 3V filtré et redressé. ces 3 V serviront à alimenter directement les ampoules ET un accumulateur (je pense qu'il faut faire un circuit spécial pour alimenter des accus mais je parle du principe).

    o SI Vtrain > 4V => alimentation directe des lumières et recharge de l'accu.
    o SI Vtrain < 4V => les lumi&#232;res puisent dans les accus.

    Ainsi le train est autonome.
    Le succès c'est d'être capable d'aller d'échec en échec sans perdre son enthousiasme

  11. #10
    Gérard

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    Il n'existe pas de 7803 &#224; ma connaissance.
    En plus, ce genre de r&#233;gulateur &#224;besoin de 3V mini entre in et out.
    Si 7805 mis en oeuvre --> 8V mini en entr&#233;e.
    G&#233;rard.

  12. #11
    gienas

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    Sans compter qu'il faut prévoir une télécommande pour éteindre les wagons, si l'on ne veut pas attendre la décharge complète des batteries, ce qui ne serait pas très bon pour leur santé

  13. #12
    anthon

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    Merci à tous,

    Je précis, qu'il y n'a pas des batteries pour alimenter l'éclairage du train.

    Je vais créer une autre source alternative avec un oscillateur de 10Khz pour une amplitude de 5V avec un courant trés faible, en superposition avec la source variable pour la commande du train.
    L'éclairage est constituée d'une série de leds à faibles consommations avec un montage de filtrage pour suprimer la constante continue et un systéme dec redressement continu ( pont greatz avec un condensateur).
    Je pense que le courant alternatif ne rechauffera pas le moteur. Je suis en cours de réalisation de schémas

  14. #13
    gienas

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    Je vais créer une autre source alternative avec un oscillateur de 10Khz pour une amplitude de 5V avec un courant trés faible, en superposition avec la source variable pour la commande du train.
    C'est une bonne idée de mettre une haute fréquence, plus facile à filtrer (séparer) du continu.

    Courant faible, pas si sûr. Tous les wagons seront en parallèle, donc toutes les intensités vont s'ajouter.

    Egalement, il faut que le secondaire de transfo qui va "injecter" l'alternatif en série avec le continu soit bobiné de telle sorte que sa section supporte le courant continu. Aux fréquences auxquelles tu souhaites travailler, cela se bobine "facilement" à la main sans machine spéciale. Tu pourras récupérer les fils dans des vieux transfos ou sur des télés à la benne Avec un peu de chance, les noyaux aussi.

    Le filtrage après le pont de Graëtz est facultatif. Si c'est seulement pour allumer des LED, c'est tout à fait inutile. Encore une économie

    Il n'est pas interdit que le générateur d'alternatif soit un signal rectangulaire. C'est plus facile à faire, avec moins de pertes (sauf pertes fer et de commutation).

    Tu devrais essayer quand même, "sur table" et à l'arrêt d'alimenter le moteur en alternatif à ta fréquence choisie, pour déterminer la tension alternative "supportable", c'est à dire donnant un échauffement acceptable mais inévitable. Connaissant cette valeur, tu détermineras les caractéristiques du transfo et celles des éclairages.

    Bonnes manips

  15. #14
    anthon

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    http://pdesurmont.free.fr/circuit.gif
    j'ai représenté le synoptique du fonctionnement de l'alimentation qui génére l'éclairage avec la commande du train.
    Je suis d'accord pour le probléme de la consommation des leds. Mais je crois avoir une solution pour additionner les leds en série et en //, avec 4 wagons équipés d'éclairage + la loco, si je prends 4 leds pour allumer un wagon la somme de toutes les leds est 20 environ. Je sais que la led jaune consomme environ 5 mA sous une tension 2.1V, donc je peux commander 2 led montées en série sous une tension 4.2V
    la consommation totale des 20 leds sera alors de 50mA sous une tension moyenne de 4,2V. sous une puissance de 0.2W.
    J'ai testé avec un générateur de fonctions à quelle fréquence que le moteur arréte de vibrer environ de 2 khz, mais une perte d'amplitude de 40%. J'ai auguementé la fréquence jusqu'a 10 kHz la perte est de 5%, au delà de je n'ai presque plus de perte.

  16. #15
    monnoliv

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    On peut aussi se baser sur le protocole DCC. Envoyer une onde carrée sur les rails de telle manière à avoir +- puis -+ à la fréquence d'environ 8KHz. Appliquer directement cela sur le moteur. C'est le rapport cyclique qui déterminera le sens de la marche et la vitesse du train. Pour l'éclairage, il suffit de mettre un pont redresseur rapide dans le train et l'affaire est faite. Le train à l'arrêt (rapport cyclique 50%), l'éclairage fonctionne.
    A+
    Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.

  17. #16
    anthon

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    salut monnoliv,

    je n'ai pas compris le protocole DCC. Pourquoi une fréquence de 8KHz et le rapport cyclique 50% sur un moteur à courant CC ?
    De plus si tu intégre un pont redresseur dans le train, on ne pourra plus changer le sens de marche du train.

  18. #17
    PA5CAL

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    Citation Envoyé par anthon
    salut monnoliv,

    je n'ai pas compris le protocole DCC. Pourquoi une fr&#233;quence de 8KHz et le rapport cyclique 50% sur un moteur &#224; courant CC ?
    De plus si tu int&#233;gre un pont redresseur dans le train, on ne pourra plus changer le sens de marche du train.
    Il n'y a pas de redressement.

    A une fr&#233;quence de 8KHz, le moteur CC de la motrice n'est sensible qu'&#224; la tension moyenne. Avec un rapport cyclique de 50%, la tension moyenne est nulle et le moteur est &#224; l'arr&#234;t. Avec un rapport cyclique de 99%, le moteur tourne &#224; fond dans un sens. Et avec un rapport cyclique de 1%, il tourne &#224; fond dans le sens inverse.

    Dans le m&#234;me temps, les lampes, qui sont sensibles &#224; la tension efficace, sont allum&#233;es en permanence, quelque soit le rapport cyclique.

  19. #18
    gienas

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    Bonsoir à tous

    Je ne connais pas le protocole DCC, mais, au vu des descriptions faites, j'imagine.

    S'il est vrai qu'à 50% et des tensions symétriques, c'est vrai que le courant moyen est nul. J'ai du mal, cependant, à imaginer que le courant, "sans qualificatif", soit nul, et n'entraîne aucun échauffement. Comme il est dit plus haut, pour des lampes à incandescence, qui ne "voient" que le courant efficace, elles éclairent... Je pense que le moteur subira le même sort thermique.

    A dire vrai, je n'ai jamais essayé. C'est en tout cas ce que je "redoute" depuis le début, pour la superposition à l'arrêt de continu et de l'alternatif, avec le continu nul.

    Cependant, si cette solution devait être viable, tout en permettant du 100% et du 0% (en rapport cyclique), correspondant à 100% dans chacun des sens, le redressement en vue de l'éclairage est nécessaire, pour disposer de la tension constante, quel que soit le rapport cyclique, polarité constante aussi, nécessaire dans le cas des LED.

    Si la vitesse maxi est atteinte pour 16V, il faut donc commuter entre +16 et -16. Si tu disposes du générateur et de quoi faire l'essai, je suis curieux de connaître le comportement thermique du moteur à 50% et à 25% (ou 75). Je suis tranquille sur le 0% et le 100%

  20. #19
    PA5CAL

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    La diff&#233;rence entre le moteur et les lampes c'est la nature relativement inductive du premier et relativement r&#233;sistive des secondes. Au besoin, on donne un coup de pouce au moteur en lui adjoignant un filtre passe-bas <8kHz (notamment pour les moteurs &#224; rotor sans fer, qui ne supportent pas vraiment un tel traitement, du point de vue vibrations m&#233;caniques). On redresse aussi souvent le courant pour alimenter des lampes &#224; tension continu ou des LEDs.

    Ce que je viens de dire est valable pour les trains &#233;lectriques "classiques".

    Pour les mod&#232;les 100% DCC (&#224; commande num&#233;rique, donc), la tension est en fait redress&#233;e pour l'alimentation de puissance, et les alternances sont trait&#233;es par un d&#233;codeur afin de piloter le moteur et les autres accessoires &#233;lectriques embarqu&#233;s (lampes, g&#233;n&#233;rateur de bruit, g&#233;n&#233;rateur de fum&#233;e, etc.).
    Dernière modification par PA5CAL ; 18/01/2006 à 21h32.

  21. #20
    PA5CAL

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    Citation Envoyé par gienas
    Si tu disposes du g&#233;n&#233;rateur et de quoi faire l'essai, je suis curieux de conna&#238;tre le comportement thermique du moteur &#224; 50% et &#224; 25% (ou 75).
    J'ai d&#233;j&#224; jou&#233; avec un train correspondant &#224; la description (&#231;a remonte d&#233;j&#224; &#224; un paquet d'ann&#233;es). La loco (&#224; moteur classique) et les voitures n'&#233;taient pas trafiqu&#233;es. Moteur sans filtre et lampes sans redresseur, donc. J'avoue que la loco chauffait un peu au repos, mais &#231;a restait tr&#232;s raisonnable (c'&#233;tait ti&#232;de, disons). Mais je ne sais pas &#224; quelle fr&#233;quence la tension &#233;tait hach&#233;e. Par contre il ne fallait pas &#233;couter la radio ou regarder la TV en m&#234;me temps &#224; cause des parasites !!
    Dernière modification par PA5CAL ; 18/01/2006 à 21h45.

  22. #21
    FC05

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    juste un truc pour les leds, à plus de 5V en tension inverse ... bonjour le paradis des composants.

    Et comme là on parle de 16 V ...
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  23. #22
    PA5CAL

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    Citation Envoyé par FC05
    juste un truc pour les leds, &#224; plus de 5V en tension inverse ... bonjour le paradis des composants.

    Et comme l&#224; on parle de 16 V ...
    Jamais de tension inverse sur les LEDs, malheureux !!! En l'occurence, &#231;a n'arrive pas parce qu'on les monte dans un pont redresseur, en s&#233;rie avec une r&#233;sistance de limitation. No problem. (Les lampes sont moins emb&#234;tantes sur ce point).
    Dernière modification par PA5CAL ; 18/01/2006 à 22h35.

  24. #23
    anthon

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    bonjour à tous,

    j'ai testé le montage DCC avec le rapport cyclique variable sous une tension de 20V.
    PA5CAL a raison, il faut donné un coup de pouce, pour faire avancé le train avec des rapports inférieur à 30%. Par contre pour les rapports supérieur à 80% çà marche trés bien.

    Sous les conseilles de PA5CAL concernant les Leds, je vais les remplacées par des lampes torches de 3V, pour permettre de monter 3 lampes en série au lieu 4 leds.

  25. #24
    anthon

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    salut à tous,

    Comment comtruire le protocole Digital Command Contro DCC sans passé par un microcontroleur, avec des élèments directs.

  26. #25
    monnoliv

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    Ca ne sera pas facile vu que le DCC a été défini avec en arrière pensée le fait de pouvoir le réaliser à base de microcontrôleur. Donc le protocole a été "compliqué" à souhait.
    A+
    Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.

  27. #26
    PA5CAL

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    ...Par contre, s'il s'agit seulement de l'utiliser avec du mat&#233;riel "standard" (sans d&#233;codeur DCC), &#231;a peut &#234;tre tr&#232;s simple.

    Il suffit d'un oscillateur &#224; 8kHz &#224; rapport cyclique variable, suivi d'un tampon et d'un tampon inverseur qui attaquent un pont de transistors, le tout aliment&#233; par une alimentation continue grossi&#232;rement r&#233;gul&#233;e.

  28. #27
    anthon

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    Salut à tous,

    Un ami m'a proposé un schéma électrique pour la commande du train avec son éclairage. Soit le protocole DCC, on utilise un 555 via BC140 "ballast " pour hacher l'alimentation. Mais il y a un petit problème que la valeur moyenne ne descend pas à 0V.
    - A quelle moment que le train s'arrête en concevant l'éclairage ?
    Images attachées Images attachées

  29. #28
    monnoliv

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    Bizarre ce schéma, en tout cas il ne conviendra pas. Il faut obligatoirement un pont (ou un demi pont) pour pouvoir obtenir une valeur moyenne nulle quand on a 50% de rapport cyclique) comme l'a écrit PA5CAL. Si tu ne trouves pas de schéma (ou si quelqu'un n'en met pas), j'essayerai d'en trouver un.
    A+
    Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.

  30. #29
    PA5CAL

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    D&#233;sol&#233; anthon, mais le montage ne convient pas, comme tu devais t'en douter puisque tu soulevais la question. Avec ce montage l'&#233;clairage est &#233;teint quand le train s'arr&#234;te.

    Il est n&#233;cessaire d'adopter un montage o&#249; la tension des rails est toujours pr&#233;sente, mais alternative et avec un rapport cyclique de 50%, quand le train est &#224; l'arr&#234;t.


    EDIT: grilled by monnoliv !

  31. #30
    PA5CAL

    Re : Commande l'éclairage d'un train électrique

    Voici un exemple de montage.

    La premi&#232;re partie contient un g&#233;n&#233;rateur trangulaire et un comparateur &#224; seuil r&#233;glable, ce qui permet d'avoir en sortie un signal rectangulaire de rapport cyclique compris entre 0% et 100%.

    La deuxi&#232;me partie met en forme les signaux de commande du pont d'alimentation, de mani&#232;re &#224; ne pas avoir de chevauchement entre les p&#233;riodes de conduction des transistors.

    La troisi&#232;me partie (&#224; reproduire 4 fois) amplifie le courant de commande.

    La quatri&#232;me partie est le pont d'alimentation des rails.

    (... sauf erreur, parce que j'ai fait &#231;a vite-fait)
    Images attachées Images attachées
    Dernière modification par PA5CAL ; 25/01/2006 à 15h50.

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