- Les accessoires DCC se commandent généralement par une commande binaire 0 ou 1. Sauf les signaux lumineux qui préfèrent une donnée sur 8 bits
pour indiquer quelles lampes doivent s'allumer pour former un signal au lieu de consommer 16 adresses DCC.
- Les aiguillages se commandent avec des moteurs munis de fin-de-course, des servomoteurs ou des solénoïdes nécessitant une adresses DCC avec un bit de commande 0 ou 1, et par défaut avec un bouton poussoir.
Le décodeur DCC accessoires DEC-SOL-SIG-SERVO
Voici un petit module de la taille d'une carte de visite pour commander 16 solénoïdes ou 8 servomoteurs pour orienter 8 aiguillages.
Il peut aussi commander 4 cibles à 9 feux de signalisation lumineuse utilisant la méthode Charlieplexing
ou des signaux classiques du commerce avec retour au commun pour illuminer 4 cibles de 4 LEDs ou 2 cibles de 8 LEDs.
Il est possible de partager les sorties en deux blocs pour commander 4 aiguillages et 2 cibles lumineuses avec le même module, ceci étant programmable par CV.
DEC-SOL-SIG-SERVO est construit autour d'un microcontroleur Arduino Nano qui décode les commandes DCC accessoire qui circulent dans les rails.
L'entrée DCC est opto-isolée du reste du module et la LED jaune indique sa présence.
Il décode 2048 adresses en utilisant une entrée (DCC) et il commande 16 sorties (0-5V) qui peuvent fournir 10mA chacune.
L'adresse du décodeur est contenu dans les CV1 et CV9 selon la norme NMRA. Ce décodeur DCC respecte en plus la norme NMRA "Accessory Signaling with Extended Format" : NMRA S-9.2.1_2012.
D'autre part, 12 CV servent à paramétrer les solénoïdes, 40 CV servent à paramétrer les servomoteurs et 170 CV permettent de personnaliser les signaux selon nos désirs.
Les valeurs par défaut contiennent les 19 signaux essentiels.
Voir la page des signaux pour visualiser les 19 signaux sur cibles.
Ce décodeur s'alimente par une tension continue comprise entre 7 et 20VDC qui n'a pas besoin d'être parfaitement régulée puisqu'un régulateur de tension 5V à découpage se trouve sur le module.
Ce montage consomme 100mA environ sous 5V.
L'alimentation du module est protégée contre les inversions de tension accidentelles et un fusible assure la sécurité électrique du module.
Toutefois il est possible de l'alimenter exclusivement avec la tension DCC. Une seule méthode devra être choisie pour alimenter le module !
La LED jaune s'allume pour indiquer que le DCC arrive jusqu'au décodeur.
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Le décodeur DCC, plus petit qu'une carte bancaire.
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Ce module fonctionne avec un logiciel destiné au Nano qui se télécharge en bas de cete page.
Il gère un décodeur DCC proposant plusieurs fonctions selon le contenu des CV 21 et CV 22 :
Mode SOL
- Il commande le temps d'activation de 16 solénoïdes pour qu'ils ne soient pas détruits, paramétrables par CV de 0.1s à 0.9s.
Cette fonction nécessite l'adjonction du module de puissance 4CH_MAG,
développé par mon ami SuperN, qui utilise une tension alternative de 16VAC pour alimenter les solénoïdes.
Le module de puissance s'insère entre le décodeur et les solénoïdes. Ce module est décrit dans la seconde partie de cette page.
Les commandes DCC sont du type accessoire au format 3 octets, comportant une adresse, une sous-adresse et une position 0 ou 1 (droit/dévié).
Le module DEC-SOL-SIG accepte 8 adresses consécutives correspondant à 8 aiguillages commandés par 2 solénoïdes chacun.
Ces adresses vont de l'adresse de base DCC + 0 à l'adresse de base DCC + 7.
Mode SIG
- Il commande jusqu'à 4 cibles de 19 signaux prédéfinis de type SNCF. Ceux-ci sont personnalisables en reprogrammant leurs CV.
Selon le contenu des CV 21 et CV 22, il commande des signaux en Charlieplexing et gère le multiplexage nécessaire à ce mode ou il commande des signaux classiques du commerce avec retour au commun, GND ou +5V.
Les commandes DCC sont du type accessoire étendu au format 2 octets, comportant une seule adresse par cible et une valeur de 0 à 31 correspondant au signal à afficher.
Le module DEC-SOL-SIG-SERVO accepte 4 adresses paires consécutives correspondant à 4 cibles. Ces adresses vont de l'adresse base DCC + 0 à l'adresse de base DCC + 6, par pas de 2 (0, 2, 4, 6).
Mode SERVO
- Il commande 8 servomoteurs paramétrables par CV.
Les commandes DCC sont du type accessoire au format 3 octets, comportant une adresse, une sous-adresse et une position 0 ou 1 (droit/dévié).
Le module DEC-SOL-SIG-SERVO accepte 8 adresses consécutives correspondant à 8 aiguillages commandés par 1 servomoteur chacun.
Ces adresses vont de l'adresse de base DCC + 0 à l'adresse de base DCC + 7.
Mode mixte
- Cette configuration partage le décodeur en 2 blocs, moitié servo ou moitié solénoïdes, moitié signaux au choix. Leur fonctionnement est décrit ci-dessus.
Voici le module vu en 3D :
Circuit imprimé du décodeur DCC
Schéma du décodeur :
Voici le plan dessiné avec le logiciel gratuit KiCad, avec lequel j'ai routé en 2 couches le circuit imprimé ci-dessous.
Le circuit imprimé mesure 80 x 45 mm.
Les 16 sorties sont partagées en 2 blocs de 2x4 broches horizontales : A3 et B2, C3 et D2.
L'attribution des 2 blocs se gère avec les CV21 et CV22 qui indiquent si le bloc est attribué aux solénoïdes (5), aux signaux en Charlieplexing (6),
aux signaux avec retour commun au GND (7) ou aux signaux avec retour commun au +5V (8).
Ainsi il est possible de commander des solénoïdes d'un coté et de commander des signaux de l'autre coté si on le souhaite. (voir la notice)
Mode SOL
Chaque aiguillage utilise 3 broches en colonne d'un connecteur 3 points, disposé de J1 à J8.
Par exemple les 2 commandes de solénoïde direct en J1-3 et dévié et en J1-2 avec retour au GND en J1-1.
Mode SIG
- Signaux en Charlieplexing : chaque cible lumineuse utilise un groupe d'une demie rangée de 4 broches A3, B2, C3 ou D2.
- Signaux avec anode ou cathode commune : chaque cible lumineuse utilise 1 ou 2 demie rangées de 4 broches A3, B2, C3 ou D2 + un fil de retour commun.
Les signaux contenant plus de 4 LEDs utilisent systématiquement 2 rangées et une seule adresse DCC.
Mode SERVO
Chaque aiguillage utilise 3 broches en colonne d'un connecteur 3 points, disposé de J1 à J8.
Une modification du câblage est nécessaire : selon la configuration choisie, ne pas installer les résistances R21 à R24 et/ou R25 à R28.
Remplacer par un fil soudé sur les pads des résistances situées du coté des connecteurs et relier celui-ci au +5V sur J0 ou J11.
Signal PWM en J1-3, +5V en J1-2 avec retour au GND en J1-1.
La notice de l'utilisateur se trouve ici : Notice du décodeur Accessoire DCC DEC-Sol-Sig-Servo.pdf (1.1 Mo).
Firmware du décodeur :
Rapport de compilation du Nano :
COMM USB:
- Le croquis utilise 25334 octets (82%) de l'espace de stockage de programmes. Le maximum est de 30720 octets.
- Les variables globales utilisent 1296 octets (63%) de mémoire dynamique, ce qui laisse 752 octets pour les variables locales.
Le maximum est de 2048 octets. (Les chiffres sont approximatifs)
Les fichiers pour programmer le Nano en
Décodeur Accessoire DCC se téléchargent ici :
DEC-SOL-SIG-SERVO.zip.
Le module de puissance 4CH_MAG pour alimenter les solénoïdes
Les solénoïdes se commandent traditionnellement avec une tension alternative de 16VAC en appuyant brièvement sur un bouton poussoir car une alimentation permanente les détruirait.
Le modéliste ferroviaire SuperN du club "Les modélistes charentais" a créé 4CH_MAG,
un module de puissance alimenté en 16VAC.
Les solénoïdes sont alimentés au travers des triacs qui s'activent et se désactivent au passage par zéro du 16VAC pour limiter les parasites.
L'entrée des commandes est opto-couplée pour s'interfacer directement avec le décodeur DCC pour accessoire décrit ci-dessus en utilisant des câbles Dupont à 3 fils.
Leur commande d'activation émise par le décodeur DCC accessoire est calibrée précisément dans le temps entre 0.1s et 0.9s par des CV donc paramétrable.
Un module commande 8 solénoïdes contenus dans 4 aiguillages. Il faut utiliser 2 modules 4CH_MAG pour commander 8 aiguillages qui est la capacité maximale du décodeur.
Néanmoins, le circuit imprimé est sécable en 2 parties si on souhaite commander des blocs de 4 solénoïdes pour piloter 2 aiguillages.
Le module de puissance
4CH_MAG
Voici le schéma du module de puissance :
1/2 schéma de
4CH_MAG V2
Les valeurs des résistances peuvent être personnalisées car elles ne sont pas critiques. R1-R4 peuvent monter jusqu'à 330 Ohms sous 5 V.
Ce module ne consomme de l'énergie que pendant l'activation des solénoïdes, jusqu'à 1A environ sous 16VAC pendant moins d'une seconde.
Les solénoïdes seront activés séquentiellement pour éviter un pic de consommation en courant. Un fusible assure la sécurité électrique du module.
Vue en 3D du module
4CH_MAG
Le circuit imprimé mesure 81 x 49 mm.
PC 25/09/2021. Mise à jour du 14/01/2022
