Aiguillages motorisés - Relais, servos, décodeurs, ... ?

[loulout]

Bonjour,

N'étant pas expert en électricité ni en électronique, j'ai un peu de mal à comprendre le fonctionnement des moteurs d'aiguillages actuels. Je connaissais les aiguillages Jouef et les boutons de commande, très simple. Aujourd'hui, j'ai des moteurs d'aiguillage Peco et je voudrais les faire fonctionner soit à partir d'un vieux transfo Jouef 14V, soit avec une carte Arduino et un motor shield pouvant délivrer 14V. Avant de faire des fausses manips, je voudrais avoir quelques infos car c'est difficile de trouver les étapes de base sur Internet où on parle de relais (bistables ou non), de servos, de décodeurs, ..., mais pas vraiment de l'essentiel.

Je voudrais me passer de décodeurs et de tout autre objet, à l'instar des aiguillages Jouef. Mais c'est peut-être du passé... Quelle est la fonction d'un servo si on a déjà un moteur d'aiguillage ? Pourquoi utiliser un relais ? ...

Avec un sketch Arduino, est-ce que la commande digitalWrite(...) suffit ?

[jc59]

Bonjour,

En simplifiant un peu, on peut globalement classer les "moteurs d'aiguillage" (terme générique utilisé pour désigner ce qui permet de déplacer les aiguilles mobiles d'un aiguillage) en trois familles :

1 - ceux qui utilisent des solénoïdes (bobines) tels que les anciens Jouef sur table, Peco PL11 ou les nouveaux Twistlock. Ils sont simples à commander. Leur défaut est un déplacement brusque peu réaliste mais surtout de consommer une pointe de courant élevée (plusieurs ampères)
Si tu as de tels moteurs, tu peux les commander classiquement avec de simples boutons poussoirs. Puisque tu envisages l'Arduino, voici le lien vers un article très complet du site Locoduino :
https://www.locoduino.org/spip.php?article142
Le courant élevé demandé par ces moteurs ne peut être fourni par l'Aduino et celui-ci commandera des relais (ou des transistors) conduisant le courant fourni par une alimentation extérieure.

2 - les moteurs lents tels que les MTB, les excellents Tortoise, ... . Leurs mouvement lent est réaliste et leur consommation est faible.

3 - les servomoteurs appelés communément servos. C'est une solution que je conseille. Ils sont peu chers ; la course et la vitesse sont réglables. Si tu as besoin d'un inverseur pour polariser le coeur d'aiguillage, un support "maison" est possible ou Decapod propose un kit à cet effet. Tu peux les commander avec un décodeur spécifique ou un Arduino. Tu trouveras sur l'excellent site Locoduino des infos et exemples sur leur utilisation avec un Arduino.

Jean-Claude

[loulout]

Merci jc pour les infos.

J'ai 3 moteurs Twistlock que je souhaite utiliser. Donc à priori, je dois suivre la solution 1. Avec un transfo, est-ce qu'on peut les utiliser tels quels ?

Du côté de Arduino, j'ai le motor shield V3 sur base de L298N. Locoduino ne précise pas combien d'aiguillages on peut gérer avec ce motor shield (2 avec le L298N dans le paragraphe dédié au L298N). Cette solution remplace apparemment la carte relais mais semble limitée en nombre d'aiguillages. Et j'imagine que cette carte motor shield ou L298N intègre des relais et des transistors (que tu mentionnes) ou permet de s'en passer.

La question est donc : comment gérer plus de 2 aiguillages ? Est-ce qu'on peut utiliser plusieurs L298N ? Locoduino ne montre pas de code dans cette configuration simple, uniquement un code (plutôt lourd pour réaliser un décodeur en mode TCO). Est-ce que la commande simple digitalWrite est suffisante ?

Sinon, est-ce qu'on peut ajouter une carte relais à la carte Uno en complément du motor shield que j'utilise déjà pour l'alimentation des voies ?

[jc59]

Bonsoir,

Peco préconise une alimentation de 16 V AC (alternative) pour les Twistlock. Ton transfo de 14 V sera peut-être un peu faible mais tu peux essayer, avec le schéma classique à deux boutons poussoirs ou un inverseur MON-OFF-MON (contact momentané d'une sortie ou l'autre avec un retour automatique au milieu)

Ces moteurs à solénoïdes peuvent aussi être alimentés à partir d'une alimentation continue, mais par une impulsion de durée limitée. Dans ce cas, l'idéal est d'utiliser une décharge capacitive : un condensateur est chargé, et c'est lui qui fournit cette impulsion de courant élevé, mais brève, lors de sa décharge dans la bobine.

Concernant l'Arduino, je ne connais pas le shield V3, mais il est a priori conçu pour piloter des moteurs pas à pas.

De manière simple, il faut deux sorties de l'Arduino pour commander un moteur d'aiguillage à solénoïdes. Un Arduino UNO peut donc en piloter 7.
Chacune de ces sorties peut commander un relais ou un (des) transistor(s) pendant le temps souhaité de l'impulsion.
Dans le cas de relais, le contact fermé peut alimenter une bobine à partir d'un transformateur dont il est question plus haut.
Dans le cas d'un transistor, celui-ci va alimenter une bobine à partir d'une alimentation continue (sans oublier la diode de roue libre car la bobine induit une surtension à l'ouverture du circuit)
Le L298n peut être utilisé mais c'est presque du luxe inutile. En fait, il comporte deux ponts en H (quatre transistors chacun, pour permettre l'inversion de tension et donc l'inversion du sens de rotation d'un moteur à courant continu)

Si ton réseau est en analogique et sans automatisme particulier, l'Arduino n'apportera rien. Tu appuieras sur un bouton poussoir de toute façon. Ceci ne t'empêche pas de fréquenter le site Locoduino (excellent, mais je me répète ) où tu trouveras les bases de l'Arduino et ses applications spécifiques à nos réseaux.

Jean-Claude

[loulout]

Mon réseau est analogique mais il sera piloté par une carte Arduino elle-même pilotée via Bluetooth BLE par une appli Android maison. Le but est de créer un va-et-vient à voie unique, avec 3 rames pouvant se croiser dans une gare intermédiaire. J'ai donc besoin que le sketch Arduino commande chacun des 3 aiguillages lorsque l'ordre lui est donné par l'appli Android. L'appli reçoit les infos des capteurs de présence (à effet Hall) via le sketch Arduino.

L'appli gère déjà un petit réseau digital de cette manière mais sans aiguillage. Etant informaticien et plus particulièrement développeur d'applis dans des systèmes variés, je me suis orienté vers cette solution qui permet une grande souplesse côté interface utilisateur et surtout de plus larges possibilités fonctionnelles, et sans limitation de mémoire. Et ça n'empêche pas d'avoir des vrais boutons ou des molettes car il existe des petits claviers Bluetooth et c'est plus agréable et plus précis que de toucher un écran.

J'ai donc besoin d'un automatisme mais je préfère les solutions les plus simples possibles pour un besoin exprimé. J'ai de grosses lacunes en électricité (et encore plus en électronique) donc je ne suis pas trop regardant sur les solutions "luxueuses" si elles ne sont pas trop onéreuses et si cela m'affranchit de souder, acheter des composants... Si le motor shield permet de me passer de relais, de transistors ou des diodes, je préfère de très loin.

Pour l'alimentation AC, ça me semble difficile avec Arduino. Donc je me dirige vers le courant continu. Si j'envoie une instruction digitalWrite, est-ce qu'elle "dure" longtemps, est-ce que le Twistlock n'est pas capable de gérer la commande ? S'il faut ajouter des condensateurs, est-ce qu'il en faut un par aiguillage ?

[jc59]

Bonjour (je ne connais ton prénom, ce serait plus convivial ,

Je n'avais pas fait le lien avec ton autre fil dans le sous-forum Électricité.
Tu préfères effectivement écrire quelques lignes de code plutôt que de manier le fer à souder

Voici une possibilité que tu peux tester (je n'ai pas de Twistlock sous la main pour le faire). Cette solution évite au maximum relais, composants à assembler, soudures, ... (comme tu le souhaites ) en utilisant un shield à transistors.

J'ai repris la possibilité d'alimenter ces solénoïdes par une impulsion continue. Le principe serait le suivant :

Pour l'Arduino, la commande sera simple, du type :

digitalWrite(pinA, HIGH);
delay (500); //temps de l'impulsion à définir
digitalWrite(pinA, LOW);

Le L298n ne supporte que de 2 A et est donc insuffisant ici. Gotronic (je n'ai pas d'actions ) diffuse une platine à trois transistors MOS supportant 40V et 5 A :

https://www.gotronic.fr/art-module-a-3-mosfet-gt0449-36066.htm

Le seul composant que tu dois impérativement ajouter est la diode D.

Il te faut six transistors (un par bobine), donc deux platines peuvent gérer tes trois Twistlock.

Le point C correspond au point commun des deux bobines sur le Twistlock.

L'alimentation peut être du genre 20 V DC 3 A. Tu en trouves sur le Net pour moins de 20€. Tu pourras éventuellement ajouter le condensateur C du genre 2200 μF (ou plus) 50V (ou 63)

Jean-Claude

[jc59]

Bonsoir,

Autre solution, encore plus simple, utiliser ce genre de module de relais :

Les relais sont commandés directement par l'Arduino avec la commande digitalWrite, comme pour les transistors.

Le contact fermé alimente directement le solénoïde à partir d'un transfo 16 V AC 48 VA

Jean-Claude

[loulout]

C'est ce que je suis aussi en train de voir. Il existe même un modèle à 6 relais pour 3 aiguillages, sur Aliexpress.

Pour maximiser les infos, j'ai aussi ouvert un topic sur le forum locoduino et un des piliers du site m'a donné la même info cet après-midi, utiliser des relais. C'est la meilleure solution si on est en analogique, si on a déjà des moteurs d'aiguillage, et si on a peu d'aiguillages, la carte Uno étant limitée en nombre de broches pour cet usage (12). On doit donc pouvoir gérer 6 aiguillages dans cette configuration avec par exemple 2 cartes 6 relais.

Merci encore pour ton aide !