Un booster pour un SPROG

But de l’article

Un SPROG est une mini centrale DCC qui, raccordée à un ordinateur type PC, permet, avec un logiciel disponible gratuitement sur Internet, de programmer des décodeurs DCC ou de faire circuler sur un petit réseau des machines équipées d’un décodeur DCC.
Les logiciels sont, par exemple, JMRI qui est un logiciel sous licence GPL disponible en téléchargement gratuit ou Centre de Programmation DCC de Claude Ferrari également disponible en téléchargement gratuit.

Le principal inconvénient du SPROG est sa puissance et donc le courant disponible pour l’alimentation du circuit qui est limité à 1A pour le SPROG II.

Le but de cet article est de décrire comment faire un booster (un amplificateur) peu coûteux qui permettra d’avoir pour le réseau 2 fois 2A en plus du courant de 1A fourni par le SPROG II.

Le courant est volontairement limité à 2A par sortie pour éviter de détériorer les rails ou les roues en cas de déraillement provocant un court circuit.
L’alimentation de l’ensemble peut être assurée par l’alimentation fournie lors de l’achat du SPROG.
Si nécessaire des alimentations de type « chargeur pour PC » avec une tension de sortie réglable de 15 à 24V et délivrant une puissance de 90W sont disponibles sur Internet pour environ 25€.

Principe de fonctionnement du booster

Le booster est réalisé à partir d’un module tout fait, nommé Carte L298 ou Motodriver2 suivant le fournisseur, qui comprend 2 amplificateurs permettant de délivrer 2A chacun.

Le module comprend une entrée pour l’alimentation comprise entre 12V et 35V continue et les entrées de commande logique dont la tension doit être comprise entre 0 et + 5V. Pour notre application la tension d’alimentation sera réglée à 16V continue.
Les modules amplificateurs sont constitués chacun d’un pont en H commandé par le signal de commande logique venant de la sortie du SPROG après une limitation de la tension de commande à + 5V.





Le signal utilisé pour commander le booster est celui qui est émis par le SPROG pour l’alimentation des rails.

Le tracé du signal A correspond à la tension entre la sortie TrA du SPROG et le 0V.
Le tracé du signal B correspond à la tension entre la sortie TrB du SPROG et le 0V.
Les deux signaux sont déphasés de 180° et sont tous les deux compris entre 0V et la tension d’alimentation du SPROG soit 16V.

Après mise au niveau 0V +5V et amplification, les signaux en sortie des amplificateurs sont protégés contre les sur intensités. Leurs tensions sont égales à la tension d’alimentation du Motodriver2 transformée en courant alternatif de 16V .

Le montage est assemblé sur une plaque de circuit imprimé avec des bandes perforées. Le raccordement à l’alimentation et au SPROG est assuré par des fils branchés sur un bornier mâle/femelle 4 conducteurs du même modèle que celui du SPROG.

Liste du matériel nécessaire

1 mini centrale SPROG avec son alimentation secteur venant de Boutique Train.

Le matériel ci dessous disponible, par exemple, chez Gotronic

• 1 Motodriver2, (Prix 6,5€ TTC)
• 2 résistances 470 Ω ¼ W (Prix pour 10 : 0,20 € TTC)
• 2 résistances 1K Ω ¼ W (Prix pour 10 : 0,20 € TTC)
• 2 résistances 1,5 KΩ ¼ W (Prix pour 10 : 0,20 € TTC)
• 2 diodes Zéner 4,7 V - 1,3 W BZX 85C 4,7V (Prix 0,15€ TTC par pièce soit 0.30€ TTC)
• 2 diodes 1N4148 (Prix 0,06€ TTC par pièce soit 0.12€ TTC)
• 2 Leds 3mm vertes (Prix 0,15€ par pièce soit 0.30€ TTC )
• 1 bornier 4 conducteurs mâles (voir photo Prix 1,60€ TTC)

  

• 1 bornier 4 conducteurs femelles (voir photo Prix 0,60€ TTC)
• 1 plaque de circuit imprimé perforé. Plaques d’essais non étamées percées au pas de 2,54mm. Bandes de 2,2 mm de large ou pastilles de Ø2.2 mm. 10cm X 10cm (Prix 2,40€ TTC)

Soit un total de 12,42 € TTC + les frais d’expédition.

Schéma de raccordement

• L’alimentation courant continu +16V et 0V est raccordé aux bornes + VCC et 0V du Motodriver2.
• Les sorties du SPROG TrA et TrB sont raccordées chacune à un pont diviseur permettant de réduire le signal de commande à 0 et + 5V. Les ponts sont constitués d’une résistance de 1000Ω , d’une résistance de 470 Ω et d’une diode Zener de 4.7V. La diode Zener est raccordée en parallèle sur la résistance de 470 Ω . Le but de cette diode Zener est de protéger les entrées du Motodriver2 des surtensions si l’alimentation était supérieure à 16V. (Voir le schéma de raccordement)
• Les entrées 1 et 3 du Motodriver2 sont raccordées au diviseur de tension du signal TrA et les entrées 2 et 4 du Motodriver2 sont raccordées au diviseur de tension du signale TrB.
• La sortie « Out1 » du Motodriver2 est raccordée au rail droit du réseau et la sortie « Out2 » du Motodriver2 est raccordée au rail gauche dans le sens marche avant du circuit. La section de rail doit être isolée des autres sections du circuit par des éclisses isolantes.
  Le voyant de présence tension est constitué d’une diode 1N4148 pour protéger la LED des tensions inverses, d’une résistance de 1500 Ω pour limiter le courant dan la LED et d’une LED verte de 3mm.
• Pour l’alimentation d’un autre secteur du circuit la sortie « Out3 » du Motodriver2 est raccordée au rail droit de l’autre partie du réseau et la sortie « Out4 » du Motodriver2 est raccordée au rail gauche toujours dans le sens marche avant des trains. La section de rail doit être isolée des autres sections du circuit par des éclisses isolantes.
  Le voyant de présence tension est du même type que celui de la sortie 1.

Précisions importantes

• Les sorties du SPROG TrA et TrB peuvent également alimenter une portion de voie en respectant les branchements suivants : TrA sur le rail de droite et TrB sur le rail de gauche dans le sens de marche avant des trains.
• La section de voie raccordée directement au SPROG doit être isolée des autres sections par des éclisses isolantes.
• Cette section de voie peut être utilisée pour la programmation des décodeurs DCC et dans ce cas il faut déconnecter le booster pour ne pas programmer tous les décodeurs se trouvant sur le circuit.

A vos fer à souder.

Utilisation d’un circuit imprimé

Pour faciliter les connexions entre le Motodriver2 et les diviseurs de tension de commande venant de SPROG il est possible de faire réaliser le circuit imprimé par une société spécialisée pour ce type de prestation comme, par exemple la société UTIL’POCKET

Je vous propose ci après le circuit imprimé dessiné avec le logiciel libre TCI..

Le fichier CI_Booster_SPROG.TCI est téléchargeable

L’article suivant vous montrera comment raccorder plusieurs boosters sur un même SPROG.