Nouveau tableau de commande et de contrôle du réseau ho



Épisode 233 – A cette étape, je vais reconstruire un tableau de commande plus fonctionnel et plus sécure pour le réseau. Je vais d’abord établir mon cahier des charges.


Lors des travaux de rénovation de la pièce du train, j’ai démonté le tableau de commande provisoire, beaucoup trop volumineux et pas très beau. Je décide d’en construire un nouveau, plus ergonomique et esthétique. J’en profite pour refaire l’alimentation 230 v de mon installation.

Photo 1732 : L’ancien tableau de commande du réseau. Source : letraindemanu.fr

Partie 1 : Construction du pupitre

Ce tableau électrique et le tableau de commande seront fixés sur l’armoire à roulettes qui se trouve sous le module ZI Nord.

Alimentation 230 V

Mon réseau commence à prendre de la place, s’agrandit et devient gourmand en électricité. En plus, tout cela est actuellement branché  » à la sauvage  » sur un prise multiple sur enrouleur avec des câbles qui traînent un peu partout. Je vais donc refaire toute cette installation électrique et la rendre plus sécure.

Je commence par poser au dos de mon armoire technique un boîtier pouvant accueillir deux disjoncteurs de 10 Ampères :

● un disjoncteur 10 A pour le réseau : alimenté par du câble de 2,5 mm², il distribue une prise alimentée en permanence pour l’éclairage des modules, une prise alimentée par interrupteur encastré dans le pupitre pour la centrale digitale et un troisième également avec interrupteur pour le transfo accessoires. Tous ces branchements sont en câbles de 2,5 mm². (Bleu =  neutre et Rouge = phase, pas de câble de terre puisque les prises des transformateurs n’en sont pas dotés).

Photo 1733 : Câblage de l’alimentation en 230V avec un disjoncteur alimentant trois prise. Source : letraindemanu.fr

● un futur disjoncteur 10 A qui alimentera trois prises de courant avec prises de terres pour la zone atelier.

Ces deux disjoncteurs ne sont pas prévus pour fonctionner simultanément puisque l’arrivée de courant dans la pièce est en câbles de 1,5 mm² (10 A).

Le cahier des charges du tableau de commande

Chaque réseau a ses spécificités : sa taille, son trafic, son automatisation partielle ou intégrale, son éventuelle numérisation et surtout son budget, sont autant de paramètres à prendre en compte par le modéliste désirant concevoir son tableau de commande et de contrôle (TCC) parfois aussi appelé tableau de contrôle optique (TCO). Plus le TCC est complexe, plus il coûte cher. Il faut donc se demander ce que l’on attend de son tableau. Les besoins d’un grand réseau de club ne sont évidemment pas les mêmes qu’un petit réseau personnel, car sur des installations collectives les tâches peuvent être réparties entre opérateurs et géographiquement. Les pupitres peuvent alors être segmentés par tâche et délocalisés.

Pour mémoire, si mon modeste réseau est digitalisé, le numérique n’est utilisé que pour la traction, c’est à dire la commande individuelle des engins moteurs avec une « Mobile Station 2® » (MS2) Märklin. Dénué de tout automatisme, je pilote donc mes locomotives exclusivement en marche à vue. Tout le reste est en analogique pour d’évidentes raisons économiques.

Sur mon réseau, je suis à la fois régulateur (composition des rames, respect des horaires), aiguilleur (traçage des itinéraires), chef de gare, chef de dépôt  (mouvements) et conducteur (pilotage des locomotives sans automatisme). Je dois donc pouvoir tout assumer sur un seul pupitre même si j’envisage des séances de jeux à plusieurs opérateurs avec d’autres modélistes. Cette option nécessite d’avoir une (voire deux) Mobile Station 2 mobile(s) et non plus encastrée comme sur le pupitre initial.

Mon pupitre doit donc me permettre de :  

● commander et visualiser les signaux de la ligne : les nouveaux signaux à leds type CMS ne sont pas toujours très visibles lorsqu’on n’est pas dans l’axe de la voie. De plus, certains signaux ne sont représentés qu’au TCC (pas de signaux physique sur le réseau). La répétition de ces signaux sur le TCC doit donc me permettre de connaître leur état pour le pilotage de mes engins moteurs ;

● commander et visualiser la direction des aiguilles motorisées. Cela ne concerne que les aiguilles principales, les autres restant manuelles ;

● gérer l’état de certains signaux en fonction de l’état de certaines aiguilles :  C’est le cas des cibles ouest de ZI Nord qui afficheront « voie libre » lorsque l’aiguille du dépôt dirige vers la pleine ligne et afficheront le « blanc » (marche en manœuvre) en direction du dépôt ;

● d’actionner les accessoires du réseau : passage à niveau et éclairages notamment.

● de commander les circuits en 230V : transfos, centrale numérique, éclairages des modules,…

■ il n’y a pas de commandes d’itinéraires (un seul bouton pour actionner plusieurs accessoires). Chaque appareil est commandé individuellement par des inverseurs. Pour réaliser des itinéraires en analogique, il me faudrait brancher mes signaux sur des relais bistables.

Que prévoir ?

Sur mon tableau de commande il me faut donc :

■ tension domestique 

● un interrupteur 230v pour la seule centrale : cet interrupteur doit aussi servir d’arrêt d’urgence traction, facilement accessible. Étant droitier, il sera donc à droite du tableau ;

● un interrupteur 230v pour le(s) transformateur(s) accessoires ;

● une prise de courant pour l’éclairage des modules.

■ tension réseau :

● alimenter et commander les éclairages et accessoires du réseau : 12v courant continu (CC ou DC en anglais). Il s’agit essentiellement de leds fixes ou clignotantes dans le décor (signaux lumineux, éclairages bâtiments, réverbères et passage à niveau). Ces câblages seront connectés à la sortie « traction » d’un transformateur Fleischmann. Ces différents éléments de décor seront commandés par des interrupteurs ( On/Off ) unipolaires (un seul circuit électrique) ;

● alimenter et commander les aiguillages à solénoïde : 14v courant alternatif (AC). Ces câblages seront connectés à la sortie « accessoires » d’un transformateur Fleischmann. Chaque aiguillage doit être commandé par un bouton poussoir associé à un inverseur ( On / On ) multipolaire (plusieurs circuits électriques) pour agir aussi sur la signalisation.

● alimenter et commander les signaux : c’est la partie la plus complexe. Pour obtenir différentes combinaisons sans aucun relais, je dois utiliser des inverseurs multipolaires pour actionner plusieurs circuits en même temps.

Le synoptique

Le synoptique est une représentation schématique de la ligne où sont reportés les voyants de contrôle : signaux et aiguilles notamment.

Espace et volume

Mon tableau précédent était beaucoup trop grand (158 x 35 cm) par rapport à la taille du réseau. Totalement disproportionné !

Photo 1734 : Volumes du nouveau tableau de commande du réseau. Source : letraindemanu.fr

Cette fois, je vais concentrer les commandes et les rationaliser : En haut le synoptique et les voyants de contrôle, en bas les interrupteurs et inverseurs de commande.

Menuiserie

Toute la menuiserie est en bois de récupération (encombrants).

Les parois latérales sont en médium 15 mm reliées par quatre tasseaux de 35 x 15 mm. Fixation par colle blanche et vis.

Les dimensions hors-tout sont : 72 cm de largeur ; 35 cm de profondeur et une hauteur 32 / 65 / 170 mm

La surface du pupitre en en MDF de 3mm (fond d’armoire).

L’ensemble du pupitre est peint dans la même couleur que l’armoire qui le supporte.

Agencement

Le pupitre principal est divisé en trois zones :

– la partie gauche : rassemble tous les interrupteurs d’accessoires (éclairages bâtiments, lampadaires, …)
– la partie droite : rassemble les interrupteurs 230 V
– la partie centrale : rassemble toutes les commandes des signaux et aiguillages.

Le pupitre supérieur est destiné au synoptique.

Photos 1735 à 1738 : construction du nouveau tableau de commande du réseau. Source : letraindemanu.fr

Les trous sont percés : 13 mm pour les interrupteurs d’accessoires, 7 mm pour les boutons poussoirs, 6mm pour les inverseurs miniatures, 5 mm pour les leds principales, 3 mm pour les leds auxiliaires.

Peinture de base

Les pupitres sont peints à la peinture acrylique diluée à 40% : alternance de peinture puis de ponçage à plusieurs reprises pour avoir une surface la plus lisse possible.

Vernis

Avant la pose des marquages et étiquettes, je passe une couche de vernis incolore appliquée au rouleau.

Traçage synoptique

Le synoptique est tracé avec du filet décoratif pour automobile de marque Cadox (largeur 6 mm) dont l’adhésif est plus performant.

Je profite de ce filet pour séparer les différents groupes de commandes.

La partie la plus délicate est la peinture des cibles sur les pupitres. Pas évident.

J’avais pensé les découper dans du carton de 1 mm, mais le problème est ensuite de percer les orifices des feux.  Une idée de réflexion pour nos artisans en laser-cut qui pourraient peut-être réfléchir à une planche toute prête découpée au laser ?

Lorsque tout est sec, j’applique à nouveau plusieurs couches de vernis.

Parte 2 : le câblage

Me voici arrivé à l’étape du câblage du nouveau pupitre de commande. C’est un travail qui ne pose pas de difficulté particulière mais qui devient vite un foutoir sans nom en raison du nombre de composants utilisés. Il faut donc s’organiser.


Photo 1739 : Électricité du réseau. Câblage du nouveau tableau de commande. Source : letraindemanu.fr

● les outils à prévoir

– une pointe de 3 mm : pour finir le perçage des orifices des leds 3mm ;
– une pointe de 5 mm : pour finir le perçage des orifices des leds 5mm :
– une lime ronde de 6 mm : pour finir le perçage des orifices des micro-inverseurs ;
– un fer a souder 40/80 watt avec une éponge humide (pour nettoyer la pane du fer entre chaque soudure) + soudure 60% en / 40% pb
– une pince coupante,
– un chargeur 3 V (trois volts) courant continu pour tester les leds sans résistance ;
– un chargeur 12 V courant continu pour les essais des branchements ;
– un tournevis d’électricité ;
– une pince à dénuder ;
– une pince à écrou (pour les écrous des inverseurs) ;
– des petites pinces (pour tenir les câbles lors des soudures) ;
– des ciseaux.

Photo 1740 : Électricité du réseau. Câblage du nouveau tableau de commande. Source : letraindemanu.fr

● Les composants

– leds 5 mm : Rouges, vertes, jaunes, violettes, blanches ;
– leds 3mm : mêmes couleurs ;
– Résistances : il faut prévoir une résistance pour chaque led. J’utilise du 18 KOhms (leds blanches), 10 KOhms (leds vertes), 5 KOhms (leds jaunes), 3,3 KOhms (leds rouges et violettes) ;
– inverseurs monopolaires (on/on) ;
– inverseurs bipolaires (on/on) ;
– interrupteurs monopolaires (on/off) ;
– Boutons poussoirs momentanés monopolaires (mom) ;
– des barrettes de dominos (petits modèles) ;
– des câbles électriques de différentes couleurs (prévoyez suffisamment pour respecter vos codes couleurs jusqu’à la fin des travaux).
– de la gaine themorétractable (prévoir large, car on en consomme beaucoup pour protéger les soudures des résistances sur les leds. Personnellement, j’en ai utilisé près de quatre mètres).

La façade supérieure du tableau est en MDF 3mm (fond d’armoire), peint et verni a raison de plusieurs couches alternées. La plupart des commutateurs sont repérés en façade avec une étiqueteuse type Dymo™. Les trous ont déjà été percés, mais la peinture les a en partie rebouchés. Il faut donc les refaire à l’aide des pointes de 3 et 5mm. Tous les orifices sont repérés au verso puisque on travaille en « négatif ».

● Les différents circuits électriques

Le transformateur Fleischmann distribue :

– du 12 v courant continu sur variateur (0/12v) via la sortie traction. Le variateur est positionné au 2/3 de sa course. Il est ici exclusivement destiné à l’alimentation des accessoires d’éclairages : leds des signaux, lampadaires, éclairages des bâtiments,… Tous ces accessoires électriques sont au commun négatif. Ce sont donc les câbles positifs qui transitent par les interrupteurs.

– du 14 v courant alternatif permanent via la sortie accessoires. Il est destiné à l’alimentation des moteurs d’aiguilles à solénoïdes. Tous ces accessoires sont à la phase commune (câbles jaunes dans la nomenclature Märklin). Ce sont donc les câbles du neutre (câbles bleus dans la nomenclature Märklin) qui transitent par le tableau de commande.

Le courant digital traction n’est pas concerné par le tableau de commande.

● Les éclairages de ZI Nord

ZI Nord comporte 10 secteurs d’éclairages classés par géographie : STPMhôtel et café, studio de cinéma (Usine Walter), menuiserie, gareLaure Noirtréverbères de voie publique, immeubles résidentiels et signaux lumineux fixes (heurtoirs). Un feeder 12v + alimente les 10 interrupteurs monopolaires. Chaque interrupteur renvoie alors sur chaque ligne électrique. Un voyant témoin n’est ici pas nécessaire.

Le feeder accessoires 12v est prolongé aux autres modules. Ainsi, je pourrais confectionner des pupitres délocalisés pour les éclairages des prochains modules avec seulement deux câbles.

Photo 1741 : Électricité du réseau. Câblage du nouveau tableau de commande. A gauche les interrupteurs monopolaires des éclairages en 12v cc. Au centre le feeder du neutre 14 v ca qui alimente les boutons poussoirs des aiguillages.  Source : letraindemanu.fr

● Les signaux

Tous les signaux physiques ne sont pas encore achetés, mais tous leurs câblages sont déjà prévus. La ligne est exploitée sous le régime du Bloc manuel de voie unique (BMVU). Les signaux n’ont pas d’influence sur la marche des trains, le conducteur de locomotive doit donc les respecter en marche à vue, d’où la nécessité d’une bonne lisibilité sur le synoptique. D’Est en Ouest, nous trouvons :

– Un disque protégeant l’entrée Ouest et pouvant présenter 2 positions : le disque (un feu jaune et un feu rouge) ou l’avertissement (un feu jaune) puisque ZI Nord est une gare d’arrêt général ; Par défaut, le disque est fermé.

– Le sémaphore de sortie Ouest pouvant présenter le sémaphore ou la voie libre ; Par défaut, le sémaphore est fermé (Ce sémaphore pourrait être remplacé par un carré comme cela existe dans la gare de Le Verdon sur la ligne du Médoc). Dans tous les cas, deux flèches blanches indiquent que le signal s’adresse aux deux voies.

– Les carrés de sortie Est peuvent présenter le carré (2 feux rouges), la voie libre (1 feu vert) ou le feu blanc de manœuvre. L’avertissement n’est pas utilisé.

– Le carré Est qui protège le dépôt et la gare ne peut présenter que le carré ou l’avertissement.

– Le carré violet qui régule la sortie du dépôt ne peut présenter que le carré violet ou le blanc de manœuvre.

– Les feux rouges routiers du passage à niveau.

Photo 1742 : Électricité du réseau. Câblage du nouveau tableau de commande. Les différents inverseurs et voyants de contrôle des signaux.  Source : letraindemanu.fr

Le câblage ne pose pas de soucis particulier puisque la plupart des signaux n’ont que deux positions.

Seuls les carrés de sortie Ouest nécessitent deux inverseurs monopolaires : le premier permet le choix entre le carré ou le départ, le second permet d’opter soit pour la voie libre soit pour le blanc de manœuvre.

Au total, j’ai donc un inverseur par signal sauf pour les carrés de sortie Ouest qui nécessitent deux inverseurs par signal.

● Le PN

Les signaux routiers du PN ne sont que des leds. Un interrupteur bipolaire relié à une led rouge clignotante 3mm suffit à le commander. (Le second pôle sera utilisé ultérieurement pour un module sonore).

Sur les leds clignotantes, plus la résistance est élevée, plus l’intensité baisse et plus le clignotement est lent.

● Les leds du synoptique

Tous les signaux (sauf le PN) sont répétés sur le synoptique pour une bonne visualisation lors des séances de jeu, ce qui sera utile lors de séances à plusieurs joueurs. Chaque led est équipée de sa résistance (pour les valeurs voir la section composants ci-dessus). c’est le travail le plus fastidieux.

● Cas particulier des aiguilles

Les aiguilles du réseau sont des moteurs à solénoïdes type Märklin. Elles fonctionnent donc par des impulsions brèves. Afin d’avoir une répétition de leur position au synoptique, j’utilise pour chaque aiguillage un bouton poussoir associé à un inverseur à deux pôles. J’avais décrit le montage dans l’épisode 151 que je vous invite à lire.

Photo 1743 : Électricité du réseau. Câblage d’un aiguillage à solénoïdes avec répétition au tableau de commande. Source : letraindemanu.fr

Ce montage permet de visualiser la dernière position de l’aiguille même s’il ne permet pas de s’assurer de la course complète. Chaque aiguillage est répété par quatre leds :

– au tableau de commande, près des commandes, par une led rouge (ou jaune) pour la voie déviée et une led verte pour la direction pleine ligne ;

– au synoptique par des leds blanches indiquant la direction. Sur ces leds, deux résistances en série de 18 kOhms permettent d’atténuer les leds.

● Le 230 v

La partie droite du pupitre est destinée aux interrupteurs en 230 v : le premier pour la centrale digitale dédiée à la traction (arrêt d’urgence), le second pour le transformateur accessoires.

Après plusieurs jours de travaux, me voici en présence d’un beau pupitre de commande, bien plus compact, ergonomique et esthétique que le précédent.

Photo 1744 & 1745 : Electricité du réseau. Le nouveau tableau de commande installé sur son armoire mobile sous le réseau. Source : letraindemanu.fr

● Un mot sur mon fournisseur Lapierre Modélisme

Pour des raisons budgétaires, j’ai récupéré un maximum de composants de mon ancien tableau de commande. Il m’a fallu néanmoins compléter ces fournitures. J’ai donc fait appel à mon fournisseur habituel pour ce type de produits : Lapierre Modélisme. Son site est bien architecturé et il est assez bien achalandé.

Une mention particulière pour sa réactivité et son efficacité. Il est proche et à l’écoute de sa clientèle. Si une référence est manquante, n’hésitez pas à le contacter par mail, il saura trouver une solution.

C’est donc un fournisseur que je recommande bien volontiers pour son sérieux.

Emmanuel

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