Electricité du réseau : câblage des modules 06 et 07

Episode 419 • Les modules sont construits, il est temps de les câbler. Profitons-en pour revenir sur quelques bases en électricité pour nos amis débutants.

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Quelques définitions

Quelques rappels de base pour nos amis débutants.

• Alimentation analogique du réseau : Alimentation électrique, en courant continu (2 rails) ou alternatif (3 rails), variable par l’intermédiaire d’un transformateur à variateur. La tension délivrée (en volts) est donc tributaire de la position du variateur (de 0 à 12 v en 2 rails et de 0 à 16 v en 3 rails). L’alimentation ne portant pas d’information, tous les engins moteurs sur le tronçon de voie alimentée réagiront simultanément et à la même vitesse (selon motorisation).
  
  
• Un transformateur analogique comporte généralement deux sorties : une sortie traction à tension variable (pour la voie) et une sortie à tension fixe (14 ou 16 V en courant alternatif) pour les accessoires à solénoïdes (bobines).
  
  
• AC : Courant alternatif. Courant périodique qui change de sens. La fréquence des oscillations est de 50 fois / seconde (50hz, en France)
  
  
• DC ou CC : courant continu. L’intensité est indépendante du temps.
  
  
• Alimentation numérique du réseau : Egalement appelée commande digitale. Alimentation électrique constante en courant continu transmettant des informations codées (par la centrale numérique) et lues par un décodeur récepteur défini. Pour un réseau de modélisme ferroviaire, cela signifie que la tension maximum est permanente dans les rails. En conséquence, une locomotive analogique sur un réseau numérique roulera à sa vitesse maximum sans aucune capacité de contrôler celle-ci.
  
  
• Une centrale numérique nécessite une alimentation électrique spécifique (transformateur) pour son fonctionnement et qui alimente aussi la voie. La puissance disponible (en Ampères) délivrée dans la voie dépend donc de la puissance de ce transformateur. Le nombre d’engins moteur pouvant circuler simultanément est fonction de la puissance consommée par chaque engin. Plus la locomotive est ancienne, plus elle est gourmande. De même, les éclairages à ampoules sont plus énergivores que les éclairages à leds.
  
  
• Alimentation mixte : il est tout à fait possible d’utiliser plusieurs types d’alimentations sur un réseau de modélisme ferroviaire. Ainsi, il peut être avantageux d’utiliser une centrale numérique pour la traction uniquement et profiter ainsi des fonctions des engins moteurs et d’alimenter en analogique tous les accessoires (signaux, aiguilles, …) pour économiser en décodeurs.
  
  C’est le choix que j’ai fait sur mon réseau.
  
  ‼️➡️ Le courant électrique d’une centrale numérique ne doit jamais être en contact avec le courant analogique d’un transformateur : vous risquez tout simplement de détruire votre centrale numérique. En particulier, il faut faire attention aux accessoires qui peuvent avoir une masse commune à la voie (certains signaux par exemple).
  
  
• VA (Voltampère) : Puissance d’un transformateur. Le VA égal approximativement le Watt.
  
  Volt-Ampérage / Voltage = ampérage disponible.
  
  Exemple : un transfo de 36 VA qui délivre une tension de 18V = 2 ampères disponibles. Une locomotive numérique avec moteur récent, éclairage à led et fumigène éteint consomme entre 300 et 500 mA. Vous pourrez donc piloter 4 à 5 machines simultanément.
  
  Autre exemple, le transformateur Fleischmann 6735 qui délivre une sortie 12v à 7,5 VA et une sortie 14v à 7VA dispose de 0,625 A en traction et 0,5 A en accessoires.
  
  Vous trouverez ici une calculatrice
  
  
• Feeder : C’est une ligne de distribution électrique à partir d’une source d’alimentation (Transformateur, centrale digitale,…). Sur un réseau de modélisme ferroviaire, on peut donc avoir plusieurs feeders : Un feeder par source de courant.
  
  
• Résistance : composant électronique s’opposant au passage du courant. En modélisme ferroviaire, la résistance permet d’abaisser la tension. Une résistance est exprimée en Ohms.
  
  La loi d’Ohm est le lien entre la valeur R d’une résistance, la tension U à ses bornes et l’intensité I qui la traverse.
  
  Pour connaître la valeur d’une résistance on applique la Loi d’Ohm U (en volts) = R (en Ohms) x I (en Ampères).
  
  Donc R = U / I
  
  Pour connaître la valeur d’une résistance pour protéger une led de 20 mA à partir d’un transfo 12v : R = 12 / 0,02 = 600 Ohms. On prend toujours une valeur supérieure par sécurité, pour cet exemple, 1KOhm.
  – Une résistance n’a pas de sens pour son branchement
  – En série, les valeurs des résistances s’additionnent.
  – Lorsqu’une résistance est parcourue par un courant électrique, elle subit un échauffement  : c’est ce qu’on appelle l’effet Joule.
  
  
• Diode : composant électronique permettant le passage du courant dans un sens, mais réduit fortement son passage dans le sens inverse. Par analogie, en hydraulique, c’est un clapet anti-retour. Une diode a donc un sens de branchement.
  
  Le pont de diodes permet de transformer un courant alternatif en courant continu.

Alimentations sur mon réseau

Pour mémoire mon réseau dispose de plusieurs sources d’alimentation :

• Une alimentation numérique : La centrale Mobile Station 2 Märklin (pour le 3 rails) / Trix (pour le 2 rails) est une centrale digitale d’entrée de gamme capable de commander 40 (enregistrées dans la centrale) +1 (sur carte à puce) locomotives avec 32 fonctions chacune (Avec la mise à jour la plus récente). Elle est capable de commander des accessoires jusqu’à 320 adresses mais son keyboard n’est pas très intuitif. Ma MS2 ne commande donc que la traction. Elle est alimentée par un transfo 18v courant continu pour une puissance de 36 VA. De fait, elle délivre 2 ampères, ce qui me permet de commander simultanément 4 à 5 locomotives, ce qui est largement suffisant pour mon petit réseau tour de pièce.
  
  Le feeder traction est composé d’un câble rouge (+) et d’un câble noir (-) qui courent sous les modules. Ces câbles sont en section de 1,5mm². Les voies sont alimentées à partir de ce feeder, aux extrémités de chaque module.

• Une alimentation analogique DC 12v variable : A partir de la sortie traction d’un transformateur Fleischmann 6735. Le rotacteur, au 2/3 de sa course, délivre environ 9v courant continu. Cette alimentation ne me sert que pour alimenter les éclairages intérieurs des bâtiments et les lampadaires de rues. Tous ces éclairages sont à leds.
  
  Le feeder DC 12v est composé d’un câble orange (+) et d’un câble bleu (-) qui courent sous les modules. Ces câbles sont en section de 1,5mm². Le négatif des éclairages est relié par plaques de dérivation sous chaque module. Le positif est relié aux interrupteurs de commandes par groupes d’éclairage.
  
  
• Une alimentation analogique en AC 14V constante : A partir de la sortie accessoires d’un transformateur Fleischmann 6735. Cette alimentation ne me sert que pour alimenter les bobines des aiguillages par des contacts à impulsion (voir ici Astuce : Contrôle optique au TCC d’un aiguillage analogique)
  
  Le feeder AC14v est composé d’un câble vert/jaune (phase) et d’un câble violet (neutre) qui courent sous les modules. Ces câbles sont en section de 1,5mm². La phase des moteurs est reliée par plaques de dérivation sous chaque module. Le neutre est relié aux interrupteurs de commandes..

Câblage des modules

Sous chaque module, les trois feeders sont reliés par des dominos. C’est le système le moins onéreux pour un réseau qui n’est pas mobile (pour des expositions par exemple) tout en restant facilement déménageable. Ceux qui disposent d’un budget plus souple pourront opter pour des connecteurs RCA. Mes câbles sont toujours disposés de la même façon, de la façade avant vers la façade arrière : rouge, noir, orange, bleu, jaune/vert, violet. L’essentiel est ici de choir un code dans des couleurs que l’on trouve facilement dans toute grande surface de bricolage pour conserver ce code tout au long des travaux qui peuvent s’étaler sur plusieurs années.

Sur chaque feeder sont soudés des fils plus fins au même code couleur : Rouge et noir seront soudés aux rails C, Les autres alimenteront leurs plaques de dérivation respectives.

Les câbles sont rangés proprement dans des peignes à reliure et des morceaux de tuyaux.

Les rails sont reliés par soudures au feeder traction à chaque extrémité de chaque module pour la voie principale et à chaque extrémité de voie, aiguillage et heurtoir, pour les voies en impasse.

les futurs éclairages comprendront :

• Un groupe éclairage extérieurs : lampadaires et/ou pylônes d’éclairages
• Un groupe éclairages intérieurs des bâtiments.

Ces groupes seront reliés par des plaques de dérivation.

Prochaine étape : la pose de la voie.

Emmanuel

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