Introduction:

Le TCO ultime est une unité de commande qui envoie des messages codés vers tous les accessoires capables de les comprendre. Pour cela chaque accessoire est relié à un décodeur.
Le signal envoyé est un signal de quelques micro ampères sous quelques volts. Ce n’est pas avec ça que les décodeurs de locos qui reçoivent l’ordre de rouler vont faire tourner le moteur. Ils ont l’information mais pas l’énergie.
Pour ajouter l’énergie au signal, on amplifie tout simplement le signal…
L’amplificateur qui fournie l’énergie au réseau ferroviaire est appelé booster.
Le signal de sortie doit être strictement identique au signal d’entrée, c’est à dire que la durée de chaque créneau positif ou négatif doit être respectée.
Pour un signal d’entrée de 5 milli-volts-ampère (par exemple 1 mA sous 5 V.) on obtient en sortie 50 VA, soit 10000 fois plus (par exemple 2,5 A. sous 20 V.).

Un booster est donc caractérisé par sa puissance de sortie, mais comme la tension de sortie est toujours de l’ordre de 15 à 20 volts, c’est l’intensité maximale de sortie qui est donnée.

Caractéristiques:

Le Microboul est donc un booster 4 ampères, ce qui lui permet de supporter allègrement la charge d’une dizaine de locos H0 tournant simultanément.

Il est bien entendu protégé contre les court-circuits et possède un disjoncteur réarmable.
La protection se fait par la mesure de l’intensité de sortie et, en cas de dépassement, coupure du signal d’entrée.

Sa tension de sortie (moyenne) est réglable à l’aide d’un potentiomètre, ce qui lui permet de s’adapter à tous les formats, du Z au LGB.

Il accepte en entrée des signaux symétriques (RS232) aussi bien que des signaux logiques (0V., +5V.) grâce à la présence ou non d’un composant optionnel.

Il accepte les signaux des deux protocoles: DCC et MOTOROLA.

Le schéma de principe est accessible ICI. Imprimez le.

Le Microboul utilise un amplificateur intégré qui possède toutes les caractéristiques de sécurité nécessaires. Il est conçu pour des charges inductives.

Le signal d’entrée est mis en forme par deux portes NOR d’un circuit 4001 (IC2) qui peut traiter, soit un signal symètrique, de type RS232, gràce à la présence de DZ1, soit un signal logique, de type MOS, en supprimant cette diode zener.

Le signal de sortie est disponible sur les bornes R et B qui seront reliées aux rails. Pour le protocole MOTOROLA, ces bornes R et B correspondent aux bornes R et B de tous les décodeurs et ne doivent pas être inversées.

Le disjoncteur est réalisé à l’aide des deux derniéres portes NOR de CI2. Il est activable par le bouton GO associé à la led verte, et désactivable par le bouton STOP, associé à la led rouge. Ces 4 composants sont disposés en tableau.

L’alimentation est régulée et ajustable entre 10 et 22 volts, ce qui est assuré par un régulateur 4 ampères LM338T et l’ajustable AJ1.

Un deuxième régulateur 7805 fournit les 5 volts nécessaires aux circuits logiques.

Les bornes A1 et A2 sont connectées au secondaire d’un transformateur d’alimentation. Le choix de ce transformateur est expliqué ci-dessous.

Le plan d’implantation est disponible ICI. Imprimez le.

On veillera particulièrement au sens de placement des composants critiques, notament le circuit CI2, les transistors, les régulateurs, la diode zener, le pont redresseur et les condensateurs chimiques.

Le plan de branchement est disponible ICI. Imprimez le.

La liste des composants est disponible ICI. Imprimez le.

Le choix du transformateur:

Le Microboul est utilisable avec la quasi totalité des echelles utilisées en modélisme ferroviaire, du Z au LGB.

Pour cela il convient de l’associer à un transformateur d’alimentation approprié.

Pour le Z, la tension moyenne recommandée sur les voies se situe autour de 12V maxi. Pour le N, elle est de l’ordre de 15 volts et pour le H0, elle est fixée par la norme DCC entre 18 et 22 volts.

Par ailleurs il faut assurer dans tout les cas un courant de 4 ampères.

On choisira donc, selon le cas, le type de transformateur suivant (enroulement primaire 230V.):

– Pour le H0, sortie 18V., 70VA.
– Pour le N, sortie 15V., 60VA.
– Pour le Z, sortie 12V., 50VA.

Dans le cas ou ces transformateurs possèdent deux enroulement secondaires identiques (ce qui est courant), on connectera ceux-ci en parallèle en prenant soin de les relier dans le bon sens, comme indiqué sur leur plan de branchement.

Le réglage de la tension de sortie se fait à l’aide de AJ1. Les valeurs de AJ1 et R1 sont imposées par les contraintes suivantes:
– La différence de tension en entrée et en sortie du LM338 doit être inférieure à 10V. Dans le cas contraire, sous une forte charge, ce circuit chauffe, sa sécurité fonctionne, et le disjoncteur du MICROBOUL devient inactif(mais la sécurité est consevée par limitation du courant) .
– Les valeurs choisies pour AJ1 et R1 doivent être valable pour tous les formats.
– La tension fournie doit donc être réglable entre 10 et 20 V. Conclusion AJ1 = 2k., R1 = 1500 ohms.

Contrôle du bon fonctionnement:

Voici une méthode simple pour contrôler le bon fonctionnement du MICROBOUL:

1- On ne connecte rien à l’entrée JP1, on connecte le transfo à l’entrée JP2 et on met sous tension. Si la LED verte est allumée on appuie sur STOP et la LED rouge doit s’allumer. Si la LED rouge est allumée on appuie sur GO et la LED verte doit s’allumer: La bascule fonctionne.
Sinon, revoir le montage.

2- La LED verte étant allumée, relier momentanément les bornes B et R de JP3: La LED verte s’éteint et la LED rouge s’allume. Le disjoncteur fonctionne.
Sinon, ne pas insister et revoir le montage.

3- Brancher un voltmètre en mode CONTINU entre les broches B et R: On doit trouver entre 10 et 20 volts.

4- Régler la tension de sortie: Le voltmètre étant toujours connecté, faire tourner l’ajustable pour fixer la tension de sortie à:
– 19 volts pour le H0.
– 15 volts pour le N.
– 12 volts pour le Z.

Remarque:

         – Pour AJ1 = 1K et R2 = 2K2, la tension est réglable entre 16 et 20 volts environ. Valable pour le H0.

         – Pour AJ1 = 2K et R2 = 1K5, la tension est réglable entre 10 et 24 volts environ. Valable pour tous les formats.

Utilisation d’une voie de programmation:

1- Première solution:

Il est fortement conseillé d’installer sur le réseau, une voie de programmation, d’une longueur d’un convoi, et isolée du reste du réseau, par exemple derrière une gare de marchandise (voie de garage).

L’alimentation de cette voie se fait directement par le MICROBOUL, dans les conditions suivantes:

Il faut monter, sur la face de sortie du booster, deux bornes supplémentaires (douilles pour fiches bananes), câblées selon le schéma ci-dessous:

On reliera la borne R programmation au rail isolé de la voie de programmation, et la borne B au rail commun.

L’inverseur permettra de passer, soit en mode conduite (bus traction) soit en mode programmation (bus programmation).

Une loco placée sur la voie de programmation sera alors programmable. Les locos restées sur le réseau ne seront pas affectées.

Voici une photo de ce que ça donne sur un de mes boosters:

 

2- Deuxième solution:

Le montage précédent présente un petit inconvénient:
Lorsqu’on a programmé notre superbe loco, pour la remettre sur le réseau, on est obligé de la prendre dans le creux de la main, ce qui n’est pas très réaliste pour un « chef aiguilleur principal » (grade officiel de la SNCF).
C’est pourquoi je vous propose le montage présenté ci-joint, qui ne se substitue pas au précédent, mais qui le complète.
L’interrupteur « double » est placé en un endroit discret du réseau. Lorsqu’on est sur « Bus traction », la voie de programmation est alimentée par le bus traction et l’on peut « conduire », par le Tcoul, la loco sur cette voie. Pour la programmer, on bascule l’interrupteur sur programmation: le réseau n’est alors plus alimenté. Lorsque c’est fini, on passe sur « Bus traction » et on reconduit la loco dans le traffic, comme un véritable « chef aiguilleur principal »…

3- Troisième solution:

La solution précedente oblige le « chef aiguilleur principal » à quitter son poste d’aiguillage pour aller sur le réseau, basculer l’interrupteur de programmation.Mais on peut affecter une manette du TCO à cette fonction:

Il suffit de remplacer l’interrupteur bipolaire par un REBISTUL et relier le REBISTUL à une sortie d’un décodeur d’aiguille, conformément au schéma de montage ci-dessous:

On affecte alors à la manette choisie, l’adresse de la sortie choisie du décodeur