Module électronique de détection de présence d'une loco. sur un canton Märklin des années 60[Résolu]

[DAT44]

Bonjour,

Mais le PC817 va pas conduire tout seul !!

Ce que j'ai compris de son fonctionnement : le phototransistor ne sera passant que si la LED infrarouge est allumée. Ce n'est pas en enlevant D4 qu'elle va s'allumer ???

Et bien si justement, R2 essaie de faire conduire le PC817 50 fois par seconde, mais en l’absence de LOCO, D4 dérive l’intégralité du courant, il ne reste plus rien pour le PC817...
Si tu supprime D4 le PC817 vas conduire 50 fois par seconde

Ici la led reçoit 0.8 V et donc je ne vois pas comment le phototransistor (ici peu eclairé) laissera passer 12 V ??

la led reçoit 0.8 V car D4 et D3 mange tout, mais comme tu peux le constater en #174, quand tu enlève D4, la tension descend très bas (6,85Vac et la partie supérieure est mangé par D3) donc plus qui n'en faut pour faire conduire le PC817 et il y a suffisamment de courant (>2mA comme expliquer eu #170)
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[Clemenc]

Bonjour,

il y a suffisamment de courant (>2mA comme expliquer eu #170)

Super bien expliqué, et donc il y'a suffisamment de courant pour eclairer et faire conduire le phototransistor. Mais comme atteindre le 12 Volts que tu veux trouver sur le point de mesure. Les quelques 3 à 4 Volts actuellement décelés au point de mesure ne suffisent ils pas à dire qu il y'a loco sur le canton?
Christian

[DAT44]

Bonjour,
en fait quand la led du PC817 est alimenter (ici 50 fois par seconde) elle éclaire le transistor(patte 3 et 4) et celui-ci devient conducteur, le 12V présent en patte 4 passe en patte 3 et viens charger C1 via R3

Comme il y a 12V en patte 4, il doit y avoir 12V sur C1(Point de mesure), et ici ce n'est pas le cas , il y a donc un problème :

- soit la patte 4 n'est pas a 12V...?
- soit C1 fuit (câbler a l'envers ou HS ...?)
- soit le PC817 est HS ...?
- soit autre ...?

[Clemenc]

Bonjour
En #170 tu écris

la tension au borne de R4=11,3-(0,5+0,7)=11,1V (tension max, moins la tension de seuil de la diode D1(0,5V), moins la tension de seuil de la diode D4(0,7V))

Mon alim rail en sortie est réglée plutôt sur 12 Volts (+) comme indiqué dans les rapports de tests. Mais le maxi est plutôt vers 16 volts

Est ce une cause des difficultés?

[DAT44]

Bonjour,
non, l'alimentation du rail c'est une tension alternative, dans mes calcul je suis partie d'une tension de 8 Vac, ici si tu est a 12Vac(ou un peu plus) ce n'est pas gênant, au contraire le courant dans la diode du PC817 sera plus fort et il sera encore plus conducteur

Les 12Vdc dont je te parle pour la patte 4, c'est la tension continue +12V qui a l'origine était destiner a la première version de détecteur de LOCO, elle provient du régulateur 7812 ...

[DAT44]

La tension 12Vdc pour la patte 4 du PC817 pourra ultérieurement tombé a 5V, pour être compatible avec la logique de commande de gestion d'alimentation des cantons ...

[Clemenc]

Bonjour
Ça y est; j'ai 10.7 volts continus au point de contrôle sans D4 (C1 à l'envers !)
Mais loco sur ou hors canton jai tjrs 10.7
En remettant D4 l'opto n'est plus passant.

[DAT44]

C'est cool !

Du coup tu peux remettre D4 et faire des essais de détections de LOCO ?

[DAT44]

Le fait de remettre D4 coupe le courant d'alim de la diode du PC817, c'est donc normale qu'il ne soit plus passant et que la tension sur le "point de mesure" retombe a Zéro ...

Par contre, quand il y a une LOCO sur le canton, la tension aux bornes de R1 augmente et le PC817 doit redevenir passant ...

[Clemenc]

Bonjour,

Du coup tu peux remettre D4 et faire des essais de détections de LOCO ?

Un rapide test montre que soit l'opto est tjrs passant hors ou sur canton soit jamais passant.
L'idéal est bien d'avoir un écart important entre les valeurs sur et hors canton.
Selon R2
Tjrs passant avec 100 k et 0.240k
Jamais passant avec 1k 4.7k et 12k
Je reprendrais calmement demain
Merci

[DAT44]

Bonjour,
très curieux cette tension qui apparait entre 1 et 2 quand R2 est élevé ?...

Pour les tests, il faut rester avec R2=4.7K (ou 3,3K) ...

Il peut être ajouter un condensateur de 100nF en // avec 1 et 2, pour supprimé d'éventuel signaux haute fréquence ?

[Clemenc]

Bonjour,

très curieux cette tension qui apparait entre 1 et 2 quand R2 est élevé ?...
Pour les tests, il faut rester avec R2=4.7K (ou 3,3K) ...
Il peut être ajouter un condensateur de 100nF en // avec 1 et 2, pour supprimé d'éventuel signaux haute fréquence ?

J'ai ajouté 100nF entre les pattes 1 et 2 de l'opto, mais avant de faire les tests sur rails avec locos je voulais faire varier tout cela dans Excel pour comparaisons.
Donc j'ai repris le fonctionnement expliqué en #170 et je bloque sur les 2 valeurs de la tension aux bornes (1 et 2) du PC817 et 1.2V avec loco et 0.7225 sans loco comme si R2 n'intervenait pas.
Avec Loco

La tension aux bornes (1 et 2) du PC817 = 0,5+0,7=1,2V (tension de seuil de la diode D1(0,5V), plus la tension de seuil de la diode D4(0,7V)), l'optocoupleur peux conduire (la tension au point de mesure vas monté)...

Sans Loco

La tension aux bornes (1 et 2) du PC817 = 0,0225+0,7=0,7225V (tension de R1 + tension de seuil de D4), l'optocoupleur ne peux pas conduire avec une tension aussi faible...

Christian

[DAT44]

Bonjour,

Donc j'ai repris le fonctionnement expliqué en #170 et je bloque sur les 2 valeurs de la tension aux bornes (1 et 2) du PC817 et 1.2V avec loco et 0.7225 sans loco comme si R2 n'intervenait pas.

bien qu'il n'apparait pas dans la formule, R2 est indispensable a la polarisation de D4 (0,7V) ainsi que pour la polarisation de U1...

Avec Loco
La tension aux bornes (1 et 2) du PC817 = 0,5+0,7=1,2V (tension de seuil de la diode D1(0,5V), plus la tension de seuil de la diode D4(0,7V)), l'optocoupleur peux conduire (la tension au point de mesure vas monté)...

Ici, R2 intervient dans le fait que U1 et dans une moindre partie D7 sont polarisé par le courant qui circule dans R2 (2,15 mA)

NB : la tension induite dans R1 est très faible 0,0215 V (négligeable par rapport a la tension induite par le courant de la LOCO)

Sans Loco
La tension aux bornes (1 et 2) du PC817 = 0,0225+0,7=0,7225V (tension de R1 + tension de seuil de D4), l'optocoupleur ne peux pas conduire avec une tension aussi faible...

Ici, R2 intervient dans le fait que D7 est polarisé par le courant qui circule dans R2 (2,25 mA)

NB : la tension induite dans R1 est très faible 0,0225 V (négligeable)

[DAT44]

Bonjour,
Quelques corrections du post #170

voici le schéma avec la nouvelle convention A et B (c'est plus logique, l'alim entre en A et sort en B) , du coup le point A et le point 1 sont le même ...

Pièce jointe 432491

Comment fonctionne ce montage :
- ici, je n'utilise que un seul PC817, donc la détection ne fonctionne que sur une seule alternance (négative), il en faudrait deux pour une détection du courant sur les deux alternances ...
- la diode D3 est utiliser pour protéger le PC817 lors de l'alternance positive (la diode d'entrée de l'optocoupleur ne supporte pas une tension inverse inférieur a -5V)...
- avec alim régler a 8 Vac, sur l'alternance négative la tension part de zéro et descend a : 8 x1,414=11,3 volts en crête (point A et 1)

En l'absence de LOCO :
- D1 ne conduit pas, la tension max(11,3V, c'est cette tension sur le quel je base mes calculs) ce divise en trois (R1,D4 et R2)
- le courant est égal à la tension max, moins la tension de seuil de la diode D4(0,7V) que divise R1 plus R2 : (11,3-0,7)/(10+4700)=2,25 mA
- la tension au borne de R1=10x0,00225=0,0225V (D1 ne conduit pas)
- la tension au borne de R2=4700x0,00225=11,58V
- la tension aux bornes (1 et 2) du PC817 = 0,0225+0,7=0,7225V (tension de R1 + tension de seuil de D4), l'optocoupleur ne peux pas conduire avec une tension aussi faible...

En présence de LOCO :
- je défini arbitrairement que le courant consommé par la LOCO est de 100 mA (ce n'est pas important pour les calculs car le courant supplémentaire passe dans D1 ...)
- le courant ce divise en deux 50 mA dans D1 et 50mA dans R1, la tension au borne de R1 et D1 est de 0,5V (tension de seuil de la diode schottky)
- le courant dans R2, est égal à la tension max, moins la tension de seuil de la diode D1(0,5V), moins la tension de seuil de la diode D4(0,7V) que divise R2 : (11,3-(0,5+0,7))/(4700)=2,15 mA (il ne varie presque pas)
- la tension au borne de R2=11,3-(0,5+0,7)=11,1V (tension max, moins la tension de seuil de la diode D1(0,5V), moins la tension de seuil de la diode D4(0,7V))
- la tension aux bornes (1 et 2) du PC817 = 0,5+0,7=1,2V (tension de seuil de la diode D1(0,5V), plus la tension de seuil de la diode D4(0,7V)), l'optocoupleur peux conduire (la tension au point de mesure vas monté)...

[Clemenc]

Bonjour,

Merci pour les précisions, mais je n'arrive tjrs pas a expliquer les résultats du test, et le PC817 n'est pas passant
Donc je souhaiterais aussi calculer et comprendre comment tu trouves que la meilleur valeur de R2 est de 4.7K (ou peut etre 3.2K).
La modélisation sur la base actuelle des formules des post #170 et #192 ne le permettent pas puisque l'on a toujours 1.2 V entre pattes 1 et 2 du PC817 avec loco.

la tension aux bornes (1 et 2) du PC817 = 0,5+0,7=1,2V (tension de seuil de la diode D1(0,5V), plus la tension de seuil de la diode D4(0,7V)), l'optocoupleur peux conduire (la tension au point de mesure vas monté)...

Le test actuel donnent avec R2=4.7K une tension aux bornes 1 et 2 du PC817 en place et un condo de 100nF (entre pattes 1 et 2)
Sans Loco 0.506V au lieu 0.7225V du modèle
Avec Loco 0.667V au lieu de 1.2 V du modèle
le PC817 n'est pas passant.

Question bête : avec Loco, n'y a t'il pas aussi la tension de R1 =0.0225. Soit aux bornes (1 et 2) du PC817 = 0.0225+0,5+0,7

Christian

[DAT44]

Bonjour,
tu peux faire des oscillogrammes entre 1 et 2 ? (sans et avec LOCO)

Tu peux faire un test avec R2 = 3,3K ?

[Clemenc]

Bonjour,
C'est mieux. (J'avais un fil bizarre sur la précédente). Je suis bien conforme au dernier schéma.

tu peux faire des oscillogrammes entre 1 et 2 ? (sans et avec LOCO)
Tu peux faire un test avec R2 = 3,3K ?

R2=3.3K donne effectivement de meilleurs résultats que R2=4.7K
J'ai ajouté R2=12 K : les tests montrent que l'écart de tension entre hors canton et sur canton augmente



Christian

[DAT44]

Bonjour,
avec 3,3 K , il n'y a toujours pas de détection en sortie sur le "Point de mesure" quand il y a une loco sur le canton ?

[Clemenc]

Bonjour
Pc817c répond bien avec R2=3.3
* Passant à 0.900 (avec loco) 11.3 au point de mesure.
* Bloquant à 0.750 ( loco hors canton)
0.750 me paraît bien haut tout de même.
Connais tu la valeur de ce seuil.
Si tu juges que c'est bon on continu.
Christian

[DAT44]

Bonjour,
0.750 (loco hors canton) c'est la tension de seuil de D3 et D4 , Tu peux vérifier la valeur de la 4,7K, j'ai bien peur qu'il s'agit d'une 47K ... ?

Si c'est bien le cas , elle nous aura bien cassé les pieds ...

[Clemenc]

Bonjour
Je ne sais plus comment reconnaître mes bourdes c'était même la 100k !!
Resultats Dans l'ordre
Dans l'ordre 3.290 k. 4.690 k 11.970k
Sur Canton 0.898 V 0.876 V 0.811 V
Hors Canto 0.748 V 0.719 V. 0.650 V

Christian

[DAT44]

Bonjour,
c'est cool !

Du coup , je pense que le montage doit fonctionner avec une 4,7K ...?

Je pense qu'il sera bon de faire évolué le montage vers une alim 5V, pour être au même niveau électrique que la logique de gestion ...

Je crois que tu voulais également une gestion du voyant sur le pupitre en fonction de la détection, peux-tu en rappeler le principe (couleurs, allumé, éteint, clignotant ?)

[Clemenc]

Bonjour,

Je pense qu'il sera bon de faire évolué le montage vers une alim 5V, pour être au même niveau électrique que la logique de gestion ...

Ok ( j'ai en stock des l7805 et l7905) cela fiabilisera les modules déjà réalisés.

Je crois que tu voulais également une gestion du voyant sur le pupitre en fonction de la détection, peux-tu en rappeler le principe (couleurs, allumé, éteint, clignotant ?)

Voici l'idée et mon analyse avec ce que j'ai en place. Faut'il créer un nouveau sujet le forum ?

Rappel d'un module déjà réalisé avec le Forum qui va servir au détecteur de présence.
Un Flip-Flop est activé en 5Vcc soit du pupitre avec un bouton poussoir soit d'ailleurs par impulsions.Ce relais aiguille la phase sur le rail central Märklin de l'un des deux transfos d'alimentation.
• L'un variable de 0 à 16V : il fait circuler les locos a la vitesse choisie par le "chef de gare"
• L'autre bloqué autour de 10V environ, ainsi la vitesse de la loco sur le canton est connue.
Si le canton à son feu au vert, c'est le transfo variable qui sera rendu actif.par le Fil-Flop
Si le canton à son feu au rouge, c'est le transfo bloqué à 10V qui sera actif.
Que faire quand une loco arrive sur un canton ?
Signaler sa présence au pupitre en y faisant clignoter la led du canton (rouge ou vert)
Récupérer le signal pour action sur cantons N-1 et N+1 par exemple et/ou sur aiguillages....
Le feu du canton est au Vert
Laisser passer la Loco jusqu'au canton N+1 suivant. Arrêter le clignotement en sortie de N
Le feu du canton est au Rouge
Au bout d'un temps variable, adapté à la taille du Canton, le timer associé au canton va faire couper le courant pour un arrêt du convoi.
Le feu passe au vert
La loco redémarre sur le transfo variable (Flip-Flop ci dessus). Arrêter le clignotement en sortie de N
La loco est sur un canton vert qui passe au rouge quand elle est dessus
Surement accident à suivre : "auto tamponneuse" déraillement sirène alarme !...

Ma logique s'appui sur le timer. et sur 2 relais bistables supplémentaires



Christian

[Clemenc]

Bonjour,

Je crois que tu voulais également une gestion du voyant sur le pupitre en fonction de la détection, peux-tu en rappeler le principe (couleurs, allumé, éteint, clignotant ?)

Oui pour le clignotement des LEDS sur le pupitre avec le module de détection de présence si c'est possible.
Le principe :
Dès qu'une loco passe sur un canton, son détecteur fait clignoter une des 2 LEDS affectées au canton tant que la loco est dessus.
Chaque canton a 2 LEDS. Une rouge et une verte qui indiquent sur le pupitre l'état "électrique" du canton. Donc une seule LED est active à un instant T
LED fixe : personne sur le canton
Feu Vert clignotant: La loco traversera le canton sans être arrêtée
Feu Rouge clignotant : La loco sera stoppée sur le canton parce que le courant sera coupé.
Donc c'est le clignotement qui indique la présence d'une loco sur un canton car une fois le courant coupé le détecteur de présence n'est plus actif, mais le clignotement doit continuer.

Problème : Lorsque le canton est au rouge clignotant, au bout d'un certain temps (cf post 203) le courant du canton est coupé. Pourtant il faut que la LED rouge continue de clignoter jusqu’à la réception d'un ordre qui fait passer le canton au vert (du 5v), le courant est remis, la loco redémarre avec le "courant du même transfo" qu'elle avait en entrant sur le canton. A sa sortie, le clignotement passe en lumière fixe.


Si tu vois tu comment résoudre cette logique sans celle du Post 203 on y va.

Christian

[DAT44]

Bonjour,
sauf erreur les DELs du pupitre sont actuellement alimenter par la carte relais, il faut donc maintenant quelles est une gestion dédié, en fonction de la présence loco détecter pour la DEL verte et mémoriser pour la DEL rouge...

La gestion de la mise a l’arrêt automatique des loco ne me semble pas simple , un canton vert doit passer au rouge si il y a détection de présence d'une loco sur ce canton + (détection de présence de loco sur canton N+1 ou N-1) ou (feux rouge N+1 ou N-1), c'est bien cela ?

[Clemenc]

Bonjour,

un canton vert doit passer au rouge si il y a détection de présence d'une loco sur ce canton

NON un canton N vert reste vert meme avec une loco dessus. La loco va le traverser et arriver sur N+1.

La gestion de la mise a l’arrêt automatique des loco ne me semble pas simple

Pas simple ? Oui et Non. Mais je souhaite rester simpne avec Märklin. Voici un cas pour expliquer.
_{2 locos se suivent. Pour pas que la 2eme ne ratrappe la 1ère , la premiere sur N va systématiquement mettre au rouge N-1 et au vert N-2. Quand elle arrivera sur N+1, elle fait passer N-1 au vert et N au rouge. La loco suiveuse redémarre de N-1 et va s'arrêter sur N. Cest le job des rails de contacts à chaque entrée de canton de faire passer au rouge ou au vert les cantons qui vont biens.}
Donc le détecteur de présence va servir à arrêter doucement là ou il faut une loco qui arrive sur un canton mis au rouge. Il sert aussi à faire clignoter les LEDS pour avertir le Pupitre.

Cas particulier du détecteur affecté à un zone d'aiguillage. Quand un loco est sur une zone d'aiguillage il serait bon de couper le courant des aiguillages. Un convoi n'est jamais stopper sur une zone aiguillage.

sauf erreur les DELs du pupitre sont actuellement alimenter par la carte relais, il faut donc maintenant quelles est une gestion dédié, en fonction de la présence loco détecter pour la DEL verte et mémoriser pour la DEL rouge...

Oui la carte relais à une sortie pour chaque diode du pupitre. J'imaginais faire passer chaque sortie LED par son clignoteur.
Le "clignoteur" ne clignote pas quand il n'y a pas de loco détectée et clignote quand loco détectée.

Christian

[DAT44]

Bonjour,

Pas simple ? Oui et Non. Mais je souhaite rester simpne avec Märklin. Voici un cas pour expliquer.
_{2 locos se suivent. Pour pas que la 2eme ne ratrappe la 1ère , la premiere sur N va systématiquement mettre au rouge N-1 et au vert N-2. Quand elle arrivera sur N+1, elle fait passer N-1 au vert et N au rouge. La loco suiveuse redémarre de N-1 et va s'arrêter sur N. Cest le job des rails de contacts à chaque entrée de canton de faire passer au rouge ou au vert les cantons qui vont biens.}

_{Il faut donc un détecteur de sens de déplacement, pour chacun des tronçons ... ?
Tu as une idée de ce type de détecteur ?}

Donc le détecteur de présence va servir à arrêter doucement là ou il faut une loco qui arrive sur un canton mis au rouge. Il sert aussi à faire clignoter les LEDS pour avertir le Pupitre.

un canton au rouge, sans détection de présence, doit donc rester alimenté faiblement ...

Cas particulier du détecteur affecté à un zone d'aiguillage. Quand un loco est sur une zone d'aiguillage il serait bon de couper le courant des aiguillages. Un convoi n'est jamais stopper sur une zone aiguillage.

le convoi de la loco va donc être arrêté a cheval sur l'entré du tronçon d'aiguillage et le tronçon N-1 ...?

Oui la carte relais à une sortie pour chaque diode du pupitre. J'imaginais faire passer chaque sortie LED par son clignoteur.
Le "clignoteur" ne clignote pas quand il n'y a pas de loco détectée et clignote quand loco détectée.

il faut donc que l'état de ce relais représente exactement l'état rouge ou vert du tronçon (ce ne peux pas être le relais de vitesse réduite)

[Clemenc]

Bonjour,

Il faut donc un détecteur de sens de déplacement, pour chacun des tronçons ... ?
Tu as une idée de ce type de détecteur ?

Oui il y a un détecteur de sens pour chaque tronçon, il est mécanique : c'est un rail spécial avec un levier à bascule et des contacts cachés sous le rail. Le ski de la loco couche ce levier à bascule quand elle avance. En basculant il fait contact sous le rail le temps que le ski passe dessus. Une fois le ski passé, une lame ressort relève le levier à bascule qui se retrouve en position neutre initiale. Selon le sens de déplacement de la loco, on récupère le contact sur l'une des 2 sorties fixées sur ce rail.


Christian

[Clemenc]

Bonjour,

Le convoi de la loco va donc être arrêté a cheval sur l'entré du tronçon d'aiguillage et le tronçon N-1 ...?

Cas particulier des tronçons aiguillages sur mon "petit" circuit.
1) Ce tronçon est toujours alimenté. Donc une loco sera toujours en mouvement dessus.
2) Un aiguillage ne peut pas être changé de sens quand le détecteur de présence indique une loco dessus : risque de déraillement. Un des relais associé au détecteur fait le job.

Christian

[Clemenc]

Bonjour,

Il faut donc que l'état de ce relais représente exactement l'état rouge ou vert du tronçon (ce ne peux pas être le relais de vitesse réduite)

Oui, je suis d'accord, ce n'est pas le relais de vitesse réduite : dans ce qui suit c'est le relais N°3

Le système avec relais que j'ai imaginé en compte 3
Un ordre rouge ou vert arrive sur les 3 en même temps

N°1 Celui de la vitesse réduite, ou pas, déjà en place (Flip-Flop). Sa sortie (vert ou rouge) va sur relais bistable N°3
N°2 Bistable à créer. Son rôle est de débrancher un TIMER si le feu est au Vert ou de le brancher si feu au rouge. Ainsi lorsque le détecteur de présence envoi son ordre, le timer peut commencer, ou pas, le compte à rebours pour stopper la loco.
En résumer :
* dans le cas feu au vert : le compte à rebours n'est pas lancé
* dans le cas feu au rouge : le compte à rebours commence.
N°3 Bistable à créer. Il reçoit donc du N°1 la phase à mettre sur le rail central. Si le timer à fonctionner (feu rouge), alors il fait basculer ce relais N°3 et et qui met 0V sur les voies : la loco stop.

Remarque : Le N°3 est toujours mis dans la même position par un ordre Rouge ou Vert. Seul le timer le fait changer pour mettre 0V sur le rail central.
Un canton avec 0V sur les voies sera forcément remis au vert et tout redevient "normal" : N°1 envoi du courant sur rail par N°3 et sur N°2 le timer n'est pas sous tension. Donc la loco sort du canton.

le schéma est un peu chargé!!!




Christian