La gare de Lormedy

Principe de base :

Les feux de signalisation sont associés aux détecteurs de consommation de courant dans chaque canton. Ils sont sous le contrôle d'un PC et sont commandés avec un décodeur d'accessoires du même type que ceux décrits pour commander les aiguillages.

De la gauche vers la droite, nous voyons un signal voie libre vert, un avertissement jaune et un carré rouge Nf non franchissable car il protège un aiguillage. En pleine ligne sans aiguillage, on aurait alors trouvé un simple sémaphore avec un seul feu rouge.

Des explications :

Comprendre la signalisation ferroviaire française
La signalisation ferroviaire

Modelisme, la commande des feux de signalisation ferroviaire :

Les feux de signalisation ont besoin d'une commande d'accessoire avec un format étendu et une donnée qui ne peut se contenter de 0/1. Pour réaliser ce besoin la NMRA a édité une norme "Accessory Signaling with Extended Format" à ce sujet : NMRA S-9.2.1_2012. Elle propose 2047 adresses et une donnée qui va de 0 à 31 qu'on peut facilement l'étendre jusqu'à 256. Une seule adresse DCC est utilisée pour commander tous les signaux affichés sur un panneau de signalisation lumineuse, soit 19 signaux dans notre cas. J'ai écrit le code nécessaire pour coder les accessoires avec format étendu dans la bibliothèque DCCppS88. Maintenant nous pouvons commander des signaux avec la commande DCC suivante : <X 1234 25> et le MEGA répond <x 1234 : 25>. Cette fonction est incluse dans les projets DCCppS88 et DCC32S88.

Du coté des feux, pour minimiser le câblage, un concept nommé Charlieplexing permet de réduire le nombre de fils nécessaires pour commander nos feux de signalisation ferroviaire mais exclusivement avec des LEDs. Ce système utilise une alimentation des LEDs à 3 états combinée avec un multiplexage temporel. Pour commander une cible avec 12 LEDs allumées ou éteintes et totalement indépendantes, 4 fils avec 4 résistances en série suffisent en ne monopolisant que 4 sorties seulement ! Avec en contrepartie un décodeur qui doit gérer la complexité engendrée par le multiplexage. Par exemple, un Arduino Nano peut contrôler 4 panneaux de signalisation lumineuse comportant 12 LEDs chacun.

Les feux de signalisation à LEDs du commerce avec une anode ou une cathode commune ne peuvent pas utiliser le Charlieplexing sans une modification de leur cablage.

Voici d'autres pages Internet sur le sujet :

• Charlieplexing par ModelleisenbahN en français
• Charlieplexing en anglais

Description des feux de signalisation ferroviaire

La réalisation mécanique de la potence est une création de mon ami Gilles. Les circuits imprimés avec les LEDs, le cablage et le décodeur DCC associé sont de ma création. Bientôt une signalétique décorera la potence.

J'ai choisi un câblage des signaux complexes à 8 LEDs de type G permettant de les commander avec 4 fils seulement, oeilleton inclus. L'agencement du câblage des LEDs sur le circuit imprimé qui se trouve derrière les cibles nécessite l'utilisation du Charlieplexing .
Le décodeur DCC "SOL-SIG-SERVO" utilise un Arduino Nano pour décoder toute la signalisation lumineuse nécessaire avec une réserve pour les LEDS non présentées ci-dessus (Ral et Cv). Un décodeur SOL-SIG-SERVO gère 4 cibles de 10 LEDs en Charlieplexing.

La liste des signaux utilisés sont les suivants :

• 0   Carré
• 1   Sémaphore + Œilleton
• 2   Feu rouge clignotant + Œilleton
• 3   Avertissement + Œilleton
• 4   Feu jaune clignotant + Œilleton
• 5   Voie libre + Œilleton
• 6   Feu vert clignotant + Œilleton


• 7   Ralentissement 30 + Œilleton
• 8   Ralentissement 60 + Œilleton
• 9   Ralentissement 60 + Feu jaune clignotant + Œilleton


• 10 Rappel 30 + Œilleton
• 11 Rappel 30 + Avertissement + Œilleton
• 12 Rappel 30 + Feu jaune clignotant + Œilleton
• 13 Rappel 60 + Œilleton
• 14 Rappel 60 + Avertissement + Œilleton
• 15 Rappel 60 + Feu jaune clignotant + Œilleton


• 16 Carré Violet (Manoeuvre)
• 17 Feu blanc (Manoeuvre)
• 18 Feu blanc clignotant (Manoeuvre)
• 19 Œilleton seul

Suivent des commandes de test :

• 29 Allumage séquentiels de tous les signaux
• 30 Extinction de toutes les LEDs
• 31 Allumage de toutes les LEDs

Tous ces feux sont parametrés dans des CV. Il est possible de changer leur ordre dans la liste.
Certaines combinaisons de signaux ne seront pas utilisées car elles ne présentent pas un grand intérêt.
L'oeilleton est allumé en même temps que les signaux sauf : carré, carré violet, blanc et blanc clignotant.





Le feu jaune clignotant remplace le pré-avertissement des années 1936-1975.

Réalisation Pratique en H0

La potence en forme de T porte 4 nacelles. Les nacelles accueillent chacune une cible de type G dans laquelle sont installées les feux de signalisation ferroviaire. La potence, les nacelles et les cibles sont réalisés par photo-découpage chimique sur des plaques en laiton photosensibles. Après le perçage des trous reservés à chaque feux qui sont des LED, l'assemblage se fait avec de la soudure à l'étain. Après l'assemblage par soudure à l'étain, l'ensemble est peint avant de placer les feux dans les cibles. Le liseré blanc qui ceinture chaque cible est collé en dernier.

Un petit circuit imprimé, comportant 10 LEDs CMS 805 ainsi que 4 résistances CMS 805, est réalisé pour faciliter le cablage électrique. Ce circuit imprimé prévu pour le Charlieplexing est collé derrière chaque cible. Les 4 fils qui partent du circuit imprimé et utilisés pour commander chaque cible doivent être le plus fins possible afin de s'intégrer discrètement dans la potence en H0. Les fils d'une couleur sombre permettent une bonne discrétion mais ne facilitent pas leur repérage pour la connexion avec le décodeur DCC placé sous le réseau. J'utilise des fils fins émaillés qui sont peints sur les parties visibles. Je recommande d'ajouter des manchons thermo-rétractables de couleurs différentes à l'extrémité des fils pour faciliter leur repérage.

Enfin il faut peindre en noir l'arriére de la cible pour supprimer toutes les fuites lumineuses.

                                 

Pour commander l'allumage des LEDs, j'ai créé le module décodeur DCC "SOL-SIG-SERVO" avec un Arduino Nano. Il décode 4 adresses DCC correspondant à 4 cibles qui peuvent afficher les 19 combinaisons de signaux différentes décrits ci-dessus. L'Arduino Nano décode le signal DCC et génère le multiplexage des 16 sorties vers les 4 cibles pour afficher les signaux de son choix sur chacune d'elles. Les CVs permettent de configurer individuellement chaque cible en fonction des feux qu'on souhaite utiliser. Le schéma de SOL-SIG-SERVO propose 16 sorties sur ses connecteurs périphériques. Le code du Nano est disponible à la page 9.4 du menu latéral "Décodeurs servos, solénoïdes, signaux".

Le montage des cibles et des circuits imprimés demande un travail très minutieux en H0. Leur réalisation à l'échelle N vous obligera à faire l'impasse sur certains points car les éléments deviennent très gros devant une surface 4 fois moins grande. L'usage de composants au format CMS 402 devient nécessaire.

 PC 20/04/2021. Mise à jour du 03/10/2022