Câblage du réseau: quelques recommandations générales

Câblage du réseau: quelques recommandations générales

Messagepar jpp38 » 21 Septembre 2019, 18:38

INTRODUCTION

Le câblage électrique du réseau est une étape clef de la réalisation du réseau.
Il est important de ne pas chercher à aller trop vite, dans cette phase, et de prendre le temps de respecter un certain nombre de recommandations de façon à éviter les nombreux pièges qui jalonnent la mise au point du réseau.

Les deux pièges les plus importants sont probablement:
  • les interférences et parasitages électromagnétiques (dus au fait que le DCC n'est un signal alternatif).
    Ce parasitage peut engendrer les effets suivants:
    • détections parasites ou pertes de détection
    • pertes de commandes de vitesse sur les locos.
  • un phénomène encore plus insidieux apparenté au problème connu sous le nom de "boucle de masse".
    Ce phénomène se produit lorsqu'il existe plus d'un seul chemin conducteur (rail ou fil) pour que le courant parvienne d'un point à un autre (dans notre cas, de la centrale à la loco). Les chutes de tensions dues aux résistances des conducteurs peuvent suffire à créer des courants parasites qui viennent se superposer au signal "voie" (signal DCC), et donc perturber les commandes. Or on rencontre très facilement cette situation, puisque la plupart de nos réseaux utilisent des ovales fermés, et que si on ne fait pas d'interruptions sur les rails, des perturbations importantes peuvent se créer entre les deux "moitiés" de l'ovale qui vont de l'arrivée de l'alimentation à la loco

Le but de ce "fil" est d'expliquer la façon d'éviter ces deux problèmes.

La parade aux interférences magnétique est de systématiquement utiliser un câblage par paire torsadées qui, par construction minimisent les champs émis, et la sensibilité aux parasites.

La parade à l'effet de "boucle de masse" est encore plus simple: il faut s'assurer qu'aucune section du réseau ne constitue un ovale fermé sans interruption (éclisse, coupure isolante).

Ces deux techniques sont maintenant décrites dans ce qui suit, en commençant par l'effet boucle de masse où la parade est la plus simple.

ISOLATION DES CANTONS: PARADE A L'EFFET BOUCLE DE MASSE"

Sans entrer dans les explications théoriques (pas du tout simples d'ailleurs), la meilleure parade à l'effet "boucle de masse" est d'isoler complètement chaque canton de son voisin en faisant non pas une seule coupure sur une des deux files de rails (comme ça suffit pour les zones de détection), mais deux coupures (une sur chacune des deux file de rails). De cette façon, l'alimentation de chaque canton passe par les lisaisons (en paire torsadées) à lacentrale, ou aux modules de détection.

La figure suivante (qui sera reprise dans la rochaine section) illustre ce principe:

Aux frontières de cantons, le rond orange indique qu'il faut une coupure sur chaque file de rail.

Par contre, aux extrémités de zones de détection qui ne coïncident pas avec ces limites de canton on fait une seule coupure, sur la file de rail dédiée aux coupures (file de rail extérieure de l'ovale, ci-dessous).
Sur la figure suivante, ces coupures simples sont représentées par un petit rond jaune sur la file de rail concernée.
En vert: zones neutres
En magenta: zones de détection.

coupures.jpg



CABLAGE EN PAIRES TORSADEES

La recommandation, pour les liaisons "voies", est d'utiliser 3 niveaux de câblage.
  • Au niveau le plus haut, on trouve le "feeder", constitué de deux fils torsadés de 1,5mm2, qui est la colonne vertébrale du réseau. Cette section est nécessaire, sur les réseaux de taille importante, pour limiter les chutes de tension créées par les courants des locomotive, qui peuvent se cumuler jusqu'à plusieurs ampères ( plus de 5A pour les gros réseaux). Idéalement, il serait même préférable de prendre du fil de 2,5mm2, mais ça commence à poser des problèmes de connectique.
    Ce feeder ne doit pas être rebouclé.
    Il est pourvu de dominos, qui permettent de tirer en dérivation les câbles ci-dessous
  • Des câbles de deux fils de section moindre ( entre 0,6mm et 1mm diamètre), dérivés du feeder, qui vont alimenter les modules de détection, qui servent aussi de "hub" électrique vers les voies.
  • Enfin, les paires torsadées, en fil de 0,6mm de diamètre, qui vont des bornes des circuits de détection, jusqu'aux files de rails des zones de détection.
    Dans la mesure du possible, le module de détection doit être placé au centre des zones qu'il alimente, de façon à limiter les connexions aux voies à des longueurs inférieures à 1m

Ce principe de câblage est illustré, en condensé, sur la photo suivante
Cablage_3_niveaux.jpg


  • On y voit le feeder en fil rouge et bleu, qui va au connecteur du module (il s'agit d'un réseau modulaire, avec plusieurs modules assemblés).
    Il y a aussi un feeder pour le 16Vac(2 fils noirs), pour le 16V alternatif.
  • On voit le câblage intermédiaire qui alimente le module de détection (ici un LDT RS8), depuis le domino sur le feeder, en fil bleu et rouge de 0,75mm2.
  • Et enfin, les paires torsadées, en fil de 0,6mm de diamètre cuivre, qui vont jusqu'aux zones de détection.

On a utilisé ici de la gaine électrique comme "guides" pour les fils, ce qui donne une apparence plus nette au câblage.


La figure suivante représente un schéma de câblage basé sur ce principe.
Les modules de détection sont des LDT RS8 (rétrosignalisation RS de Lenz).
Toutes les paires de fils (voie, alim 16Vac, et bus RS) sont torsadées.
La seule chose qui manque est le câblage intermédiaire de 0,75mm2 entre dominos sur le feeder 1,5mm2, et les bornes voies des modules de détection: sur cette figure, on a connecté ces bornes au feeder lui-même.

Cablage_top.jpg


On remarquera que les zones neutres (aiguilles, ...) ne sont pas reliées directement aux deux pôles "voie" du feeder. La file de voie qui porte les coupures (pour les zones détectées), est reliée à ce pôle par l'intermédiaire d'un petit circuit constitué de 4 diodes tête-bêche (voir les deux figures suivantes).

Compensation.jpg


Compensation2.jpg


Le but de ce circuit est de compenser la chute de tension aux bornes des circuits de détection utilisés dans les modules de détection (ils reposent quasiment tous sur le même principe).

En l'absence de ce circuit:

  • La tension voie sur les zones neutre est supérieur de 1,5v à 2v à la tension sur les zones détectées, ce qui peut engendrer une légère variation de vitesse de la loco (assez faible, car elle est régulée par la compensation de charge des décodeurs).
  • Mais surtout, lorsque ce circuit est présent, lorsqu'une loco passe d'une zone neutre à une zone détectée, la détection se fait dès que le premier essieu détecteur atteint la coupure de la zone détectée, alors que si ce circuit est absent, la détection ne se fait que lorsque TOUS les essieux conducteurs sont sur la zone détectée, ce qui crée un décalage de presque la longueur de la loco.

Ce circuit peut être commun à environ 4 zones neutres.
jpp38
 
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