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Boucle de Retournement en DCC

jeudi 26 janvier 2023, par Jean-Philippe Combier

Prince de fonctionnement

Schéma 1

Le schéma de principe ci-dessus montre qu’au niveau de l’aiguillage qui referme la boucle il y a un court-circuit. Pour éviter ce court-circuit il faut isoler la boucle du reste du circuit et changer la polarité de l’alimentation pendant la progression du convoi dans la boucle. (voir Schéma 2)

Boucle de retournement sur voie unique

Schéma 2

La détection de présence est faite en détectant la consommation de courant dans la boucle. Cette détection de consommation est faite avant la fin de la boucle.
Dans le circuit il y a 3 zones : La zone 1 d’entré et de sortie de la boucle, La zone 2 correspondant à l’entré dans la boucle et la zone 3 qui correspond à la zone de détection de présence d’un convoi dans la boucle.

Le fonctionnement est simple :
Le convoi est sur la zone 1 et entre sans court-circuit dans la zone 2.
A l’entrée du convoi dans la zone 3 la détection de courant commande un relais qui inverse la polarité dans la boucle et la sortie de la boucle par la zone 1 se passe sans problème (voir le schéma 3). Dans la zone 1 il y a également une détection de consommation de courant placée après l’aiguillage qui permet de remettre le relais dans sa position de départ quand le convoi a quitté la boucle.

Schéma 3

Boucle de retournement sur double voie
Dans le schéma 4 ci-dessous, dans la partie en double voies à gauche du schéma, tout aiguillage entre les deux voies provoquera un court-circuit sur l’alimentation lors du passage d’un convoi d’une voie à l’autre.

Schéma 4

Pour résoudre ce problème, il faut que les voies parallèles soient alimentées avec les mêmes polarités. Pour obtenir que les deux voies soient alimentées avec les mêmes polarités, il faut une boucle de retournement pour inverser l’alimentation d’une des deux voies. Pour passer sans court-circuit de la boucle à la partie droite de la voie 2 il faudra changer la polarité de l’alimentation pendant que le convoi se trouve dans la boucle comme pour une ligne à voie unique.

Schéma 5

Un convoi entre dans la zone 2 de la boucle en venant de la zone 1. La polarité sur les rails étant la même que dans la voie d’origine (Zone 1) pas de risque de court-circuit. Il progresse dans la zone 2. A l’entré dans la zone 3 la consommation de courant provoque la commutation de la polarité sur la voie et l’ensemble des zone 2 et zone 3 se retrouve alimenté comme la voie 4. Quand le convoi entre dans la détection de consommation de la zone 4, les zones 2 et 3 sont de nouveau alimentées avec la même polarité que la voie 1 (zone 1) et permettra au convoi suivant de rentrer dans la zone 2 sans provoquer de court-circuit.

Description du système

Le dispositif de commande de détection de consommation et de commutation de la polarité d’alimentation de la boucle est réalisé avec des composants électroniques simples et peu coûteux. Le montage peut être fait sur une plaque de circuit imprimé perforée (Voir Photo 1).

Photo 1

Matériel nécessaire
Une plaque de circuit imprimé perforée.
2 borniers avec 2 contactes
1 bornier avec 3 contactes
1 Relais 2RT 12V 6A
1 redresseur 1A
8 diodes 3 A 1N5404
3 diodes 1A 1N4004
1 diode LED 3 mm
1 résistance 80Ω
2 résistances 470Ω
2 résistances 560Ω
2 résistances 1 000Ω
2 résistances 4 700Ω
2 résistances 10 000Ω
1 condensateur 4,7 µF 25v
1 condensateur 470 µF 25v
2 transistors PNP BC327
2 transistors NPN 2N2222

Montant total environ 12€ TTC

Schéma de principe
Le schéma de câblage est donné ci après (Photo 2)

Photo 2

Description du fonctionnement
Le système est alimenté par le courant DCC de la zone 1. Le courant continu utilisé est obtenu par un redresseur et condensateur de 470µF.
A la mise sous tension le condensateur de 4,7µF permet au transistor T4 de devenir passant en premier ce qui bloque par la résistance R11 le transistor T3 et laisse le Relais RL au repos. Les zones 2 et 3 sont alimentées avec la même polarité que la zone 1. Un convoi peut entrer dans la zone 2 sans risque de court-circuit.
Quand le convoi entre dans la zone 3, les diodes D1, D2, D3 et D4 créent une différence de tension qui, avec les résistances R1 et R2, le transistor T1, R5 et D9, envoi une tension positive sur la base de T3 ce qui le rend passant. T3 étant passant commande le relais RL dont les contacts passent au travail. L’alimentation des zones 2 et 3 sont alimentées comme la zone de sortie de la boucle en fonction du type de réseau à voie unique (Zone 1) ou à double voie (Zone 4). Le transistor T3 étant passant bloque le transistor T4. Le convoi peut entrer dans la zone de sortie sans risque de court circuit.
Le convoi continuant sa progression entre dans la zone 1 ou 4 (suivant le type de circuit) et la consommation de courant est détectée par l’ensemble D5, D6, D7, D8 et R3, R4, T2 qui, par R6 et D10, envoie une tension positive sur la base du transistor T4 qui devient passant et bloque ainsi T3. Le relais RL est remis à l’état repos et les zones 2 et 3 sont alimentées comme la zone 1 et peuvent accueillir le convoi suivant sans risque de court-circuit.

La diode D11 sert à bloquer le courant de rupture issu du bobinage du relais lors de la coupure d’alimentation du relais et ainsi protéger des surtensions le transistor T3.

R8 et la diode LED ne sont pas indispensable mais sont bien utiles pour savoir que le relais est bien commandé.

Et maintenant à vos fers à souder