Free Dcc 2010 Doc

FREE-DCC-2010

Table des matires : 1. Introduction 2. Le DCC 3. Prsentation de Free-dcc-2010 4. Electronique et ralisation 5. Connexions 6. Utilisation 7. Logiciels 8. Conclusion Rvisions20 lars 2010 Ulysse Delmas-Begue

Annexes : A. Norme DCC B. Annexe lectronique C. Exemple avec mon rseau

Cration de la prsente documentation. A partir des doc fdcc2007 et fdcc2008

PS : Les superbes dessins du matriel roulant de ce document, proviennent du site de Marc Le Gad http://www.mlgtraffic.fr (Vous laurez devin, le thme choisit est celui des autorails)

EAD modernis : x4500 120km/h 425ch 330kw / x4750 140km/h 600ch 440kw

1. Introduction

x2100/x2200 440kw 600ch 140km/h / remorque XR9600 Ce document dcrit la centrale free-dcc-2010. Free-dcc-2010 est une centrale numrique a raliser sois mme pour contrler un rseau de train miniature digitalis bas sur la norme DCC tant en manuel quen automatique. Le fait de raliser sa propre centrale permet de comprendre son fonctionnement et rduire drastiquement le prix de revient. Bien que ce systme soit une ralisation personnelle, il est performant, complet et extrmement modulable ce qui permettra sans aucun doute de ladapter vos besoins. Le choix du numrique, la place du traditionnel analogique offre une plus grande souplesse dutilisation ainsi que de nouvelles fonctionnalits. En effet, au prix de linstallation dun dcodeur dans les locomotives il est maintenant possible de conduire indpendamment ces machines sur la mme voie, commander les feux et mme rcemment lattelage ! Le numrique rvolutionne le train miniature et il ntait pas question de sen passer pour une nouvelle ralisation. Plusieurs systmes numriques existent ce jour, certains anciens, dautres propritaires, mais le plus intressant est le standard DCC imagin par les modlistes amricains. Jai ralis ce projet pour plusieurs raisons. La premire tant davoir la connaissance profonde du systme afin de ladapter a mes besoins, le dpanner en cas de besoin, le faire voluer Cela ma galement permit de rduire les cots, de faire tenir toutes llectronique du rseau sur une seule carte. Mais le principal avantage est dintgrer toutes sortes de fonctionnalits. Souhaitant partager cette ralisation avec le plus grand nombre de passionnes, le systme est entirement gratuit est document. Dailleurs, son nom FreeDCC signifie gratuit ou plutt libre la mode des logiciels libres GNU. Lintrt pour moi de fournir ce projet la communaut des modlistes ferroviaires et de documenter mon systme (ce qui ma t trs pratique dans le pass) et partager une ralisation avec dautres passionns. Nhsitez pas pour toute questions, amliorations, remarques Juridiquement ce systme est gratuit pour les particuliers ou clubs et ne peut pas tre utilis pour des produits commerciaux sans mon consentement. Il a t ralis avec des logiciels libres de droits comme les compilateurs, diteurs Etant gratuit, je ne peux tre tenu pour responsable en cas de problmes. Je ne suis pas tenu non plus dassurer du support. Ceci dit, jai mis le plus grand soin dans cette ralisation et je me ferai bien entendu un plaisir de vous aider en cas de besoin.. Nhsiter pas commenter, menvoyer des photos, des remarques, des suggestions, des critiques constructives Sur cela, bonne lecture.

Free-dcc-2010 est une mise jour logicielle de mon premier systme Free-dcc que certains connaissent encore sous le nom de Free-dcc-2007. Attention ce systme est diffrent du nouveau systme Free-dcc-2008. - Free-dcc(2007) Free-dcc-2010 - Free-dcc-2008 La mise jour logicielle simposait afin de corriger les problmes, simplifier lutilisation, se servir de lexprience acquise avec la version 2008. Comparaison entre Free-dcc-2010 et Free-dcc(2007) - La programmation des dcodeurs a t modifie. Il est maintenant possible de programmer tous les dcodeurs (du moins ce que jai test). - La communication a t modifie afin de fonctionner correctement avec un cble USB-srieRS232 car la plupart des ordinateurs actuels nont plus de port RS232. - La centrale a t simplifie. Toutes les fonctions inutiles ou difficiles utiliser ont t enleves ou remplaces. Ainsi lhorloge, les dplacements et le squenceur ont t retirs. Ces fonctions sont bien entendu disponibles maintenant dans les logiciels PC. Les menus ont aussi t changs - Les entres par bus S88 passent de 64 128 (bien que les quations de la centrale nutilisent pas les nouvelles sorties). Les logiciels PC pourront en tirer parti. Comparaison entre Free-dcc-2010 et Free-dcc-2008 - Free-dcc-2010 est un systme modulaire configurable a souhait. Il est possible dy raccorder des modules et dutiliser un grand type de souris. A loppos, free-dcc-2008 est un systme rationalis mono carte utilisant un seul type de souris afin de simplifier et dabaisser les cots. Ce sont donc 2 approches diffrentes. Ralisez celui qui vous convient le mieux. Chacun a ses spcificits. - Free-dcc-2010 possde plus dentres (128 contre 64) et plus de sorites (16 contre 4) - Les souris ne sont pas les mmes. De plusieurs types pour free-dcc-2010 (potentiomtriques, analogiques, numriques, infrarouges, console) et monotype (numrique) pour free-dcc-2008. Mais celles de la version 2008 sont bien plus puissantes. Ceci dit, les 2 versions ont quand mme beaucoup de points communs. Il est bien entendu possible de regrouper tous les modules de la version 2010 sur une seule carte pour avoir un systme mono carte.

2. Le DCC

x2700 : RGP 600kw 825ch 140km/h 2.A. Commande directe et digital

La commande analogique ou directe des trains lectrique est trs simple. Un transformateur alimente directement le moteur dune locomotive par la voie. Donc si plusieurs locomotives sont sur la mme voie, alors elles feront les mmes mouvements. Pour rsoudre ce problme, les rseaux peuvent tre diviss en cantons. Chaque canton est aliment par un transformateur ou des interrupteurs qui permettent de slectionner un transformateur pour chaque canton. Il est possible avec des systmes lectroniques plus ou moins complexe de connecter automatiquement les transformateurs aux cantons de sorte que les transformateurs changent de canton avec les locomotives. Ces systmes sont connus sous le nom de conduite slective. On en dduit donc que 2 locomotives ne peuvent pas voluer de faon indpendante sur le mme canton. Une autre contrainte concerne lclairage embarqu qui dpend de la tension du canton impose par la commande du moteur. Pour rsoudre ce problme les rames peuvent tre claires par un systme haute frquence mais cest un peu compliqu. Les phares ont aussi ce problme dintensit et ils sont teints larrt. Bref la commande directe est simple, il est possible de lamliorer mais elle pose de nombreuses limitations. Mais sont principal avantage est quelle ne ncessite pas la modification du matriel roulant.

Pour rsoudre ces limitations, lide est de mettre des dcodeurs dans les locomotives. Il est donc ncessaire de transmettre aux dcodeurs de la puissance et des commandes. La puissance doit ncessairement passer par la voie. Gnralement une tension de valeur efficace constante est utilise. Les commandes peuvent passer par la voie (par superposition HF ou inversion de polarit) ou non. (Ondes radio, infra rouge, cble rayonnant ). Hormis la transmission radio pour les grosses chelles, la transmission des commandes par la voie par inversion de polarit sest impose pour sa simplicit de mise en oeuvre. De plus elle ne ncessite pas danalogique ce qui permet un gain de place sur les dcodeurs et labsence de rglages. La commande par inversion consiste appliquer la voie soit +15V, soit -15V (environ). La dures pendant laquelle le +15V (ou le -15V) est prsent permet de transmettre une information lmentaires connus sous le nom de bit (Les fameux 0 et 1 de linformatiques). Plusieurs bits forment une trame qui est en fait une commande. Au dbut du numrique chacun avait son protocole (bits et trames) ce qui interdisait toute compatibilit. Ensuite le protocole Motorola a perc un moment. Puis la NMRA, lassociation des modlistes ferroviaire amricain, dcida de spcifier un standard quils nommrent DCC. Depuis presque tout le monde utilise ce standard ce qui est trs bien pour la compatibilit. Je vous encourage tlcharger ce standard sur le site de la NMRA http://www.nmra.org . Un systme DCC se compose de dcodeurs (un dans chaque locomotive) et dune centrale. Une alimentation (transformateur), fournit du courant la centrale et au booster. Le booster est un lment lectronique qui inverse la tension envoyer la voie. Bien entendu, il est pilot par la centrale qui lui fournit les trames. Les trames sont formes en fonction des consignes des souris ou de celles dun systme informatique. Pour diffrencier les locomotives, chaque dcodeur est programm avec un numro unique que lon appelle adresse. Par exemple la premire souris pourra contrler la locomotive dadresse 25 Les dcodeurs redressent la tension +15/-15, ce qui leur permet de disposer dune tension constante pour llectronique et pour le moteur. Ils permettent bien entendu de contrler le moteur en sens et vitesse mais aussi les feux et des sorties appeles fonctions spciales dont lutilisateur pourra se servir a sa convenance (pour contrler par exemple, lclairage cabine, les dteleur, pantographes, fanions, chaque phare indpendamment ) Le digital procure donc des avantages certains par rapport a la commande analogique. Mais son plus gros problme est de ncessiter linstallation dun dcodeur dans chaque locomotive. De plus lapparente simplicit de connexion que vantent les publicits (juste 2 fils entre la centrale et les voies) svapore vite lorsque lon ralise un rseau un peu srieux. En effet, tout bon modliste besoin de dcouper son rseau en cantons comme en ralit et poser des dtecteurs doccupation pour grer la signalisation, visualiser les occupations sur un TCO

2.B Architecture dun systme DCC La base La base dun systme DCC a t prsente lors de la comparaison avec le systme analogique. Pour mmoire, elle se compose : - dune centrale charge de produire le signal DCC de commande en fonction de la consigne des souris - de souris pour que lutilisateur conduise ses trains - dun booster pour fournir le signal DCC de puissance (ex : +/-15V 3A) en fonction du signal de commande (ex : 0/5V 10mA) - dune alimentation pour alimenter le tout en, courant lectrique - dun dcodeur dans chacune des locomotives

Les extensions Lutilisateur peut rajouter cette vision de base : - La commande des aiguillages. - La commande de la signalisation - La dtection des trains - La gestion des boucles de retournement - La connexion a un ordinateur.

Il est tout a fait possible de se passer du DCC pour ces extension. Par exemple une paire de bouton poussoir permet de commander un aiguillage a distance Mais ce serait se passer dintressantes possibilits facilement grables par un systme DCC comme les itinraires, la conduite automatique, le TCO dport sur un PC La commande des aiguillages et de la signalisation se fait par lintermdiaire de dcodeurs daccessoires. Pour la dtection des trains, cest un peu plus complexe, car la norme ne prvoit pas de remonter des informations en provenance du rseau. Pour combler ce manque les fabricants de centrales DCC utilisent des bus de retro-signalisation qui permettent de connecter des modules dentres auxquels ont peut connecter des dtecteur de courant, des pdales de voies ou autre ILS. Connatre la position des trains permet de grer la signalisation et de conduire automatiquement les trains. En 2 rails, il est ncessaire dinverser la polarit des boucles de retournement entre lentre et la sortie des trains pour viter les courts-circuits. A noter que ce PB ne se pose pas en 3 rails. Enfin comble du raffinement, il est possible de contrler la centrale et donc le rseau par un PC. Ceci ouvre de nouvelles perspectives comme un TCO, une gestion plus pousse car un ordinateur est beaucoup plus puissant que llectronique de la centrale

2.C Cot dun systme DCC Voici quelques prix du commerce : Elment centrale DCC (avec alim / booster /2 commandes fixes) Souris dcodeur 8 sorties (4 aiguillages /ou 4 feux 2 leds /ou 2 feux 4leds) dtecteur 8 cantons module de rtro-signalisation a 16 entres sur bus S88 dcodeur de locomotive boucle de retournement Prix du commerce 500 50 50 50 50 30 50

Ce qui donne par exemple pour un rseau compos de - 1 centrale = 500 - 16 cantons (2x dtecteur 8 cantons + 1x rtro-signalisation de 16 entrees) = 2x50+50=150 - 16 aiguillages (4x dcodeurs 8 sorties (4 aiguillages) ) = 4x50=200 - 4 feux (4x4 leds) (2x dcodeurs 8 sorties (2x4leds)) = 2x50=100 - 1 boucle = 1x50=50 - 4 souris = 4x50=200 - 4 sorties (1x dcodeur 8 sorties) = 50 Total = 1250 pour la partie fixe - 8 locomotives (8x dcodeurs) = 8x30=240 Total = 1490 Au vu de ce prix (qui comprend uniquement llectronique), on peut se demander si le DCC vaut toujours la peine ! Cette prise de conscience dmontre quil est prfrable de raliser soi mme le systme. Ainsi, FreeDCC diminue drastiquement cette somme sans rduire les fonctionnalits. Dans le cas prsent environ 180 au lieu de 1250 soit un facteur 6. Avec les dcodeurs ceci donne 180 + 240 = 420. La division est encore plus spectaculaire pour les grands rseaux. La norme DCC trs bien adapte aux locomotives, mais lest beaucoup moins pour les accessoires. Car avec 50 pour 8 sorties (permettant de piloter 4 aiguillages ou 8 leds de feux), la facture monte vite

3. Presentation de Free-DCC

A-TER x73500 supositoire . 500kw 700ch 140km/h Le coeur de Free-DCC est sa centrale qui tire sa puissance et sa flexibilit dun microcontrleur. Cette centrale possde de nombreuses connections qui lui permet de contrler le rseau et dinteragir avec les utilisateurs. Cot utilisateur on trouve donc diverse souris (potentiomtres a relier directement la centrale, tlcommande de tlvision, souris I2C analogiques (avec un potentiomtre) ou numrique (avec des boutons poussoirs). Le bus I2C permet dans notre cas de brancher une souris I2C nimporte quel endroit du bus. Une console compose dun cran LCD ainsi que dun clavier permet de contrler la centrale. Un bouton darrt durgence permet de stopper les trains. Et enfin une liaison RS232 autorise un PC contrler la centrale. Cot rseau, la centrale gnre le signal DCC de commande destination du booster qui alimentera les voies avec le signal DCC de puissance. Pour les entres, un classique bus S88 permet dy connecter des modules dentres qui remontent ltat de capteurs (pdales de voies, ILS ) ou loccupation des cantons grce a des dtecteurs de courant. Au niveau des sorties, un second bus driv du S88 que nous appellerons Sout permet dy connecter un module pour piloter les aiguillages, un module pour les leds ainsi que quelques modules de sortie afin dy connecter divers actionneurs (lampes, moteurs ) La figure suivante prsente le systme de faon simplifie.

La figure suivante dtaille un peu plus lapproche modulaire.

Bien entendu, il nest pas ncessaire dutiliser toutes les fonctionnalits de la centrale et vous trouverez sans doute une configuration qui correspond parfaitement vos besoins. Il est ainsi possible dutiliser la centrale dans des configurations trs simples comme avec quelques souris pour piloter uniquement les locomotives et contrler les aiguillages la main ou directement avec des boutons poussoirs. De mme la centrale saccommodera de configurations complexes aussi bien en autonome quavec laide dun PC

Voici les caractristiques techniques principales de la centrale free-dcc 2010: 16 canaux DCC pour commander simultanment 16 locomotives en sens, vitesses (31 crans), fonctions (F0/FL, F1 F4). La totalit des 16 canaux peuvent tre pilots par des souris ou par un PC. Bien entendu plus de 16 locomotives peuvent tre prsentent sur le rseau, mais seulement 16 peuvent tre conduite simultanment. Le systme ne supporte plus les locomotives sans dcodeur. 16 souris peuvent tre utilises au maximum pour conduire les trains en manuel. Clubs cest pour vous ;-) Les locomotives se contrlent avec la console de la centrale ou bien avec lune des nombreuse souris (potentiomtre, numrique/analogique sur bus I2C, tlcommande infrarouge ) 32 aiguillages bobines. Il est galement possible de commander des aiguillages moteur en intercalant un relais bistable entre le systme et chaque aiguillage commander. Avec les entes, le nombre daiguillage limite lusage de free-dcc des rseaux de taille modeste moyenne. 32 itinraires de 32 aiguillages max. 128 entres par le bus S88 (64 utilisables par les quations de la centrale). 64 leds pour la signalisation et le TCO 16 sorties pour commander des actionneurs comme des moteurs ou lclairage une connexion RS232 permettant de contrler la centrale par un PC afin doffrir un TCO, automatiser les dplacements. A ce sujet, la centrale ne gre plus les dplacements sans PC car le PC est beaucoup plus convivial et permet dautomatiser plus finement les dplacements du rseau. Si le PC ne dispose plus de prise RS232, il est possible dutiliser un cble USB-RS232. La centrale dispose dun protocole propritaire permettant de configurer et contrler la centrale avec des logiciels crits spcifiquement pour la centrale. Un second protocole au standard Marklin 6050 autorise la centrale tre pilot par de nombreux logiciels du commerce ou disponibles gratuitement sur internet. Un systme dquations logiques facile utiliser afin de contrler les leds / sorties / aiguillages en fonctions dentres. Ceci savre particulirement utile pour grer la signalisation. La documentation dcrit galement la ralisation des boucles de retournements, la dtection de courant et la partie puissance comprenant alimentation, rgulateurs et booster 3A

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4. Electronique et ralisation

x2800 bleu dAuvergne 825ch 140km/h

Ce chapitre dcrit llectronique de la centrale. Il prsente et commente le schma lectrique et explique comment raliser la carte. Si vous ntes pas trop familier avec llectronique, lannexe lectronique B rappelle les principales notions dlectronique et dcrit les composants utiliss dans cette ralisation. Llectronique du systme se compose de diffrents modules. Nous traiterons dans lordre les modules suivants : - La partie puissance : Les alimentations et le booster - La centrale, son microcontrleur et la liaison rs232 - La console - Les souris - Les entres S88 / les dtecteurs de courant / La gestion des boucles de retournement - Les sorties / aiguillages / leds du bus Sout La ralisation est galement facilite grce la simplicit de llectronique et aux typons qui accompagnent systmatiquement les diffrents modules. Ces modules peuvent tre regroups sur une carte lectronique afin de rduire les connections. Si la ralisation de circuits imprims vous intimide vous pouvez toujours utiliser du veroboard (plaque trous).

4.3. La ralisation Pour raliser les modules vous pouvez utiliser Soit utiliser des plaques veroboard qui sont des plaques trous avec des pastilles (ne pas prendre les modles bandes). Cette solution est facile et ne demande pas de matriel trop spcifique. Pour un rsultat correcte, il est conseill de commencer par souder les supports, puis crer les pistes dalimentations avec du fil nu ou des queues de rsistances, puis souder les composants et essayer de les relier avec leurs queues ou avec des queues de rsistances et enfin relier ce qui ne peut pas ltre directement avec du fil de faible diamtre comme du fila wrapper. Soit raliser des circuits imprims en vous inspirant des typons fournis. Vous pouvez utilisez la mthode des transfert ou encore avoir recourt une machine a insoler. A noter quil existe aussi la possibilit de faire raliser son circuit imprim sur Internet. Cette mthode offre un rsultat professionnel et un temps de montage rapide.

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Les typons fournit ont t raliss la main avec lexcellent freeware TCI gratuit de Bruno Urbani tlchargeable gratuitement partir de http://b.urbani.free.fr . Pour raliser un typon, lancer le logiciel, charger le fichier qui contient tous les typons centrale_free_dcc.tci , slectionner uniquement les couches des pistes puis imprimer le typon du module que vous souhaitez raliser. Aprs impression,il est vivement conseiller de vrifier avec de vrai composants si les empreintes sont correctes car certaine imprimantes nimpriment pas exactement comme il faut et il serait dommage de recommencer un circuit imprim pour cela. Si la taille nest pas bonne, vous pouvez rectifier le tir avec le zoom dune photocopieuse. Nutilisez pas les typons illustrant ce document car ils ne sont pas lchelle et contiennent la couche de srigraphie. Au lieu de raliser une carte par module, vous pouvez galement regrouper sur une carte plusieurs modules et pourquoi pas comme moi tous les modules dont vous avez besoin ! Pour ce faire avec laide de TCI, collez les modules les uns aux autres puis faites vos circuits imprims. Il suffira ensuite de ne pas monter les connecteurs inter modules et de les remplacer par des fils. Si vous avez un peu de patience vous pouvez galement relier les modules entre eux avec TCI. Vous pouvez galement utiliser TCI pour modifier les circuits imprims par exemple si lempreinte dun composant ne correspond pas (comme cela peut tre le cas pour les relais), pu encore si vous voulez changez les connecteurs. La photo suivante montre ma carte qui contient la centrale, la gestion de 16 aiguillages, la gestion des leds, 2 modules S88 ainsi que 16 dtecteurs et 2 gestions de boucles. Comme ctait un prototype, je lai ralise avec une plaque trou. Jai ensuite cr les typons pour vous rendre la ralisation plus facile et me permettre un jour davoir un rsultat plus propre. De ce fait, les typons ne sont pas tests et je compte sur vous pour me dire sils fonctionnent ! Comme vous le voyez, jutilise des connecteurs DB9 pour la liaison srie et le bus I2C contrairement aux barrettes autoscables proposes sur les typons.

Le typon suivant est celui de la centrale. (pas a lchelle, taille relle 8.5x3.5cm)

Alors que celui-ci regroupe les modules suivants. (pas lchelle, taille relle 20x14cm) - La centrale - Le module 64 LEDs - Le module 32 aiguillages - Le module 8 sorties - 2 modules S88 soit 32 entres - 16 dtecteurs de courant - 2 boucles de retournement

Bonne ralisation ! Et envoyez-moi vos photos !!

Lapprovisionnement des composants Vous pouvez : - Aller dans le magasin de votre ville (sil y en a un) - Commander par Internet - Faire de la rcupration - Voir si certains sites proposent des composant chantillons (comme MAXIM, ou avant, Microchip) Bien entendu pour que le montage fonctionne, le PIC 16F876 ou 16F876A doit tre programm. Le fichier programmer (enc_it7.hex) se trouve dans larchive. Pour flasher le PIC, vous pouvez par exemple : - Raliser le programmateur JDM dcrit en annexe et utiliser le soft de programmation ICPROG. - Acheter un programmateur - Menvoyer un PIC sur un bout de mousse antistatique avec une enveloppe retour timbr Si les rglages par dfaut ne conviennent pas, il est possible de les mettre jour par RS232 Les soudures Avant tout, vous pouvez souder uniquement les composant dont vous avez besoin. Il est conseill de procder par tapes et vrifier le fonctionnement aprs chaque tape. Par exemple : - souder les straps (cest plus facile lorsque la carte est encore plate)

- commencer par lalim 5V, et vrifier la prsence de cette tension - ajouter le PIC avec son horloge et reset. Vrifier que la led clignote - si vous lutilisez, ajouter la liaison RS232, cela vous permettra de tester plus profondment la carte - ajouter les souris et tester - ajouter le booster et tester - ajouter les drivers des aiguillages et tester - ajouter les sorties et tester - ajouter les entres et tester - ajouter les dtections et tester Il est conseill de monter les circuits sur des supports afin de les changer en cas de problmes, de permettre de reprogrammer le PIC, de dbuguer Il est prfrable dutiliser des supports tulipes car les supports lyres sont de mauvaise qualit. Eteignez toujours la carte avant de mettre ou denlever un circuit intgr. Les tests A faire chaque tape afin disoler rapidement les problmes. Configuration et Utilisation Configurer la carte avec lutilitaire rs232-conf-2010. Connectez au rseau. Utiliser sans modration !

4.4. La partie puissance Les alimentations et le booster Cette partie traite des alimentations et du booster. Les alimentations ont pour but de fournir du courant lectrique continu sous tension constante aux diffrents quipements. Quand au booster sont rle est dappliquer le signal DCC de commande aux voies. 4.4.A Les alimentations Tout montage lectronique besoin dune alimentation pour fonctionner, nous allons voire dans cette partie comment alimenter llectronique et le rseau. Avant ceci regardons ce quil y a dans une alimentation linaire. (Il existe un autre type dalimentation : celles dcoupage mais elles sortent du cadre de cette documentation).Elments dune alimentation linaire

Une alimentation ou alim comprend les lments suivants : -

Fusible : Pour viter lalimentation de prendre feux en cas de problme Transformateur : Pour abaisser la tension par exemple de 220V 15V. Il est possible de sarrter ici pour une tension alternative. Lors de lachat dun transformateur, il faut spcifier, le type, le nombre denroulement du secondaire, la tension primaire, la tension secondaire et la puissance. Le type est la technologie par exemple normal, torique Un enroulement secondaire est suffisant dans notre cas, mais il peut tre intressant den avoir plusieurs pour diffrentes tensions ou pour utiliser des montages point milieu. On choisira 220V pour le primaire et une tension secondaire plus grande que la tension de sortie en tenant compte des pertes dans les diodes et le rgulateur. Par exemple 15V est un minimum pour une tension de sortie de 12V. Attention, cette tension efficace nest pas la tension instantane maximale qui vaut Vmax=1.4Veff soit 21V pour 15Veff. Il faudra en tenir compte pour le choix des composants. Enfin la puissance efficace du transformateur est donne en VA. Pour faire simple disons que cela correspond la puissance disponible au secondaire. Si nous voulons 2A, il faudra donc prendre dans notre exemple un transfo de P=UI=2*15=30W soit environ 30VA Pont de diode : Pour redresser le courant. Pensez a spcifier la tension inverse et le courant max. Condensateur de filtrage : Pour sapprocher du continu. Le condensateur se charge pendant les impulsions et restitue une partie de son nergie lors des trous. Il est possible de sarrter ici pour une tension continue non rgul. On prend gnralement un condensateur chimique capable de supporter la tension maximale du transformateur et de capacit de 1000uF par ampre. Rgulateur : Permet de rguler la tension une valeur fixe. Le rgulateur peut tre fixe ou ajustable. Sur la plupart des rgulateurs, la tension dentre devra tre plus grande dau moins 2V que la tension de sortie afin que le rgulateur rgule convenablement. Le rgulateur est souvent protg contre les courts circuits. (Ce nest pas le fusible qui grille mais le rgulateur qui coupe la sortie). Cest un composant qui chauffe beaucoup car il doit convertir en chaleur la diffrence de tension entre lentre et la sortie multiplie par le courant. Cest pourquoi, on les monte souvent sur des radiateurs.

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Condensateur de dcouplage pour liminer les composantes haute frquence. Un petit condensateur plastique de 100nF suffit.

Les aiguillages et les lampes solnode fonctionnent en alternatif ou continue non rgul ou rgul. Les moteurs sont souvent des moteurs courant continue et fonctionnent alors en continue non rgul et rgul. Llectronique plus sensible naccepte quant elle que le continue rgul. Nos alimentations Pour faire fonctionner Free-DCC, nous aurons besoin des tensions suivantes : - 5V (500mA) pour alimenter llectronique - 15V (1A) pour alimenter les aiguillages - 18V (3A) pour alimenter le booster Pour raliser ces alimentations vous pouvez les faire vous-mme en utilisant les explications prcdentes ou utiliser en totalit ou en partie des alimentations du commerce. Par exemple pour lalimentation 5V, il est possible de prendre un bloc secteur 9V 500mA et de lui rajouter un rgulateur 7805 Il est galement possible dutiliser un seul transformateur et 3 rgulateurs. Mais dans ce cas, il faut mettre le rgulateur 5V aprs celui de 15V car il risque de ne pas supporter la tension dentre trop grande. Cest plus simple mais pas ncessairement une bonne ide au niveau rendement car si le transfo dlivre 20V pour le DCC, le rgulateur 5V doit manger 15V pour en laisser 5 en sortie. Autrement dit pour chaque watt consomm, 3 partes sous forme de chaleur. Pour ma part, jai modifi une alimentation de CB 13.8V pour me fournir mes 3 tensions. Jy ai mme intgr le booster. 4.4.B Le booster Le booster est un lment capable dinverser la tension sur les voies en fonction du signal DCC de commande. En clair : - Lorsque le signal de commande est 0 (0V), il fournit -15V - Lorsque le signal de commande est 1 (5V), il fournit +15V Il ny a aucun problme si le fonctionnement est invers. Un booster se caractrise par son intensit maximale. On trouve couramment des modles 3A, 5A ou 10A. Je ne conseille pas dutiliser des boosters de plus de 3A car en cas de surcharge ils pourraient dtruire les diodes 3A des dtecteurs souvent utiliss pour dtecter les trains. Ou plus embtant faire fondre les fils de captage des locomotives en cas de problme. Si vous avez besoin de plus de 3A, il est prfrable dutiliser plusieurs booster 3A ou alors un gros booster alimentant plusieurs sorties protgs chacune par un disjoncteur 3A. Pour raliser cet inverseur, il est possible dutiliser un montage en pont en H qui grce 4 transistors de puissance permet dinverser cette tension. La figure suivante pressente ce principe : Il est bien plus commode dutiliser des circuits de pont en H tout fait. En effet, la place occupe est moindre et ils possdent de nombreuses protections. Les circuits courants pouvant tre utiliss sont les suivants: - LMD 18200 T (3A) particulirement bien adapt mais horriblement cher (30) - L298N (2*2A) mais ne dispose daucune protection - L293N/D (2*0.7A) pas assez puissant - L6203 (3A) convient parfaitement Jai donc retenu le L6203 qui permet de dlivrer 3A et possde une protection thermique. Il est not que grce la protection thermique ce composant ne peut pas partir en fume, par contre il ne comporte pas de protection contre les courts circuits. Il est donc conseill de le prcder dun rgulateur afin de limiter lintensit.

4.4.C Ralisation Le schma suivant prsente une petite carte permettant de mettre en uvre les rgulateurs et le L6203. Il suffit dy connecter un ou plusieurs transformateurs (avec un redresseur). Bien entendu compte tenu des explications prcdentes, vous pouvez utiliser des solutions diffrentes.

On trouve dabord une alimentation rglable 3A destin alimenter le booster. Afin dtre conomique, cette alimentation utilise des LM317T. Comme lintensit maximale dun LM317T est de 1.5A, il faut en mettre 2 en parallle pour atteindre 3A. Les sorties sont quilibres entre elles grce des rsistances de 0.2ohms. Afin dobtenir facilement une rsistance de 0.2ohm de puissance suffisante, 5 rsistance de 1 ohm en parallle sont ncessaires. Lajustable permet de rgler la tension de sortie pour par exemple baisser cette tension en N. A ce niveau, 15-18V constitue une bonne tension en HO tandis que 12V convient bien en N. Lalimentation est complte dun rgulateur 5V et dun autre 15V. Le 6203 est utilis pour la partie booster. Le signal de commande DCC pilote directement le premier demi pont. Tandis que le second est pilot en inversant ce signal laide du montage transistor. Il est galement possible de piloter ce second demi pont directement par le signal cmdDCC2, dans ce cas, ne pas monter le transistor et ses rsistances et mettre le strap. Le fait de commander indpendamment les 2 demi ponts ne sert rien en DCC mais cela permet de gnrer un signal PWM pour utiliser temporairement une locomotive analogique. Le 6203 est galement entour de 3 condensateurs ncessaires son fonctionnement optimal. Pour la ralisation, vous pouvez utilisez : - le typon suivant (Utilisez celui de larchive) - une plaque pastille perce - des dominos Pensez monter les rgulateurs et le pont en H sur des radiateurs. Mais attentions les languettes des LM317T sont relis la tension dentre tandis que celles des 3 autres circuits sont relies la masse.

Les figures suivantes prsentent quelques configurations possibles.

Dans cette premire utilisation : - Une alimentation continue 18V 3A alimente la partie booster - Un simple transfo 18V 1A suivit dun pont redresseur alimente la partie accessoires - Un bloc secteur 9V 500mA alimente la partie lectronique - La centrale reoit le 5V et la masse et fournit le signal DCC au 1ere demi pont du booster. (Le transistor complmente ce signal pour commander le second demi pont)

Dans cette seconde utilisation : - Une alimentation continue 18V 3A alimente la partie booster, la partie accessoire et la partie lectronique. Le 5V pour llectronique est fabriqu partir du 15V car le 18V est la limite des caractristiques du 7805. Cette implmentation est simple mais le 7805 chauffe normment. Une solution intermdiaire avec un bloc secteur pour le 5V serait plus judicieuse du point de vue de la dissipation.

-

Cette fois la centrale pilote directement les 2 demis ponts en H. Il est donc ncessaire de ne pas souder le transistor et ses 2 rsistances. Par contre il faut souder le strap S1. Cette solution conomise le transistor mais permet surtout dutiliser le mode PWM de la centrale pour utiliser une locomotive analogique sur le rseau sans rien modifier.

Conseils : Pour ma part, jai utilis une alimentation trs bon marche 13.8V 3A de chez Selectronic (SL1760). Cette alimentation est destine alimenter des accessoires pour lautomobile (CB ) la maison. Elle dlivre 13.8V mais la rgulation est effectus avec des composants anciens moins performants que les rgulateurs (mais moins chers) qui demande une perte de tension importante. Ne nous en plaignons pas car cela rduit le pris de lalimentation qui est vendu 20 euros ! De plus en retirant toute llectronique de la carte de lalimentation mais en gardant le condensateur de filtrage de 3300uF et les diodes du pont redresseurs (il ny en a que 2 car le transformateur est point milieu), on obtient une tension continue de 18V au moins. Il ne reste donc plus qu raccorder cette tension notre carte. Les plus astucieux pourront mme remplacer le transistor ballast par un LM317K ou encore comme mois monter les 317T et le L6203 sur ce radiateur, et les 2 autres rgulateurs sur les flancs mais attention a bien isoler ! Pour le 5V si le 7805 chauffe trop, il est toujours possible dutiliser un bloc secteur 9V 500mA ddi. Au niveau du prix 40euros devraient suffire pour cette alimentation + booster (20euros pour lalimentation 3A, 10euros pour le L6203, 1 euro pour chaque rgulateur ).

4.5. La centrale 4.5.A Le schma

Llectronique de la centrale est compose uniquement de 2 circuits intgrs, Le microcontrleur PIC16F876 vritable cur du systme et le MAX232 facultatif qui permet dadapter les signaux srie RS232 pour communiquer avec un ordinateur. Le montage est aliment en 5V par lintermdiaire du connecteur CN1. Le condensateur C2 filtre la tension et permet dabsorber les pics de courants tandis que C1 limine les composantes hautes frquences. La LED 1 protge par la rsistance R32 indique la prsence de cette tension. Le chapitre suivant dcrira en dtail ce quest un microcontrleur. Mais sachez a prsent que cest un petit ordinateur sur une puce qui excute un programme. On retrouve autour du microcontrleur les composants ncessaire a son fonctionnement comme la rsistance de reset ainsi que son horloge constitue au choix par un rsonateur cramique 8MHz ou un quartz de mme valeur accompagne de ces 2 condensateurs. Le choix seffectuera en fonction des disponibilits. Le rsonateur cramique est moins prcis que le quartz (0.05% contre 0.002%) mais bien suffisant pour notre application. Il faudra imprativement utilis la valeur prescrite car dans le cas contraire tous les timings seront fausss. Le clignotement de la LED 2 protge par la rsistance R4 indique un fonctionnement correct du microcontrleur. Afin de communiquer avec un ordinateur par lintermdiaire dune liaison srie RS232 (ou dun cble USBRS232), il est ncessaire dutiliser un MAX 232 afin dadapter le niveau des signaux. En effet le 0 vaut 0V pour le UC et +12V en RS232 alors que le 1 vaut -12V en RS232. Afin de navoir quune seule alimentation le MAX232 fabrique le +12 et -12 (en fait +9v/-9v) partir du 5V grce a sa pompe de charge intgre. Le 4 condensateurs entourant le circuit sont ncessaires au fonctionnement de cette pompe. Bien entendu le MAX 232 est facultatif si vous ne comptez pas raccorder votre montage un ordinateur. Le reste du montage se compose de nombreux connecteurs ncessaires au raccordement des diffrents modules et souris. La carte est conue pour utiliser des connecteurs conomiques raliss avec de la barrette autoscable male. La croix symbolise un lment manquant qui joue le rle de dtrompeur. Vous ne pourrez donc pas vous tromper lors des branchements. Bien entendu libre vous dutiliser dautres connecteurs suivants vos exigences.

Le connecteur CN1 reoit lalimentation et fournit le signal DCC de commande pour le booster. Il fournit galement un signal complmentaire afin de se passer du transistor dinversion pour la commande des boosters maison. Mais cela permet galement de commander en PWM les 2 demis ponts du booster afin de tester une locomotive analogique (aprs avoir enlev les locomotives analogiques du rseau) Le connecteur CN7 est destin recevoir un rseau de rsistance SIL de 100k (ou tout simplement 5 rsistances connecter entre les 5 entres analogiques et le +5V. Le but est de mettre +5V les entres analogiques du UC en labsence de souris potentiomtriques. Les connecteurs CN2 CN6 autorise de raccorder jusqu 5 souris potentiomtriques la centrale. Les connecteurs I2C CN10 CN13 servent quand eux connecter des souris analogique ou numriques ainsi que la console. Le bus I2C invent par Philips permet au UC de piloter tout un tas de circuit I2C avec seulement 2 fils (en plus de lalimentation). La rsistance R3 maintient au repos un niveau haut sur la ligne des donnes du bus I2C. Le connecteur AU CN9 et destin recevoir un bouton poussoir darrt durgence afin dviter des tragdies en cas de besoin. Une pression du bouton met la masse lentre correspondante du UC qui est normalement ltat haut via la rsistance R5. A chaque mise ltat bas de cette entre, la centrale passe du mode normale au mode arrt durgence et inversement. Larrt durgence st galement indiqu par le clignotement rapide de la LED 2. Il est galement possible de dclencher/arrter larrt durgence avec la centrale, la tlcommande ou le PC. Le connecteur IR CN8 est destin recevoir un capteur infrarouge qui permet dutiliser une tlcommande de tlvision Philips format RC5 pour piloter jusqu 3 locomotives. Le connecteur CN14 est destin recevoir le bus S88 qui remonte vers la centrale ltat des entrs des modules de rtro signalisations S88. Ces modules sont par exemple connects des dtecteurs doccupation, des pdales de voies, des ILS ou encore des boutons poussoirs Le connecteur CN15 permet la centrale de piloter les aiguillages, les LEDs et des sorties. Enfin le connecteur CN16 permet de communiquer avec un ordinateur par linterface RS232. Vous devrez raliser un cble avec un connecteur DB9 dun cot et un connecteur CN17 barrette auto scable femelle de lautre. Voila vous savez tout de llectronique de la centrale ! Qui ose dore que llectronique est complique ? 4.5.B La ralisation Pour la ralisation, vous pouvez utiliser le typon fournit (un fichier est disponible dans larchive) ou alors simplement utiliser de la plaque perce et pastille.

Vous pouvez galement regrouper plusieurs modules sur la carte afin de rduire le nombre de module au total. Si les connecteurs ne vous conviennent pas, vous pouvez en changer. Dans mon cas sagissant dun prototype, jai utilis de la plaque trou et jai concentr toute llectronique ncessaire au rseau sur cette carte. Au niveau des connecteurs jai opt pour des connecteurs DB9.

4.6. La console La console avec son clavier et son cran permet de configurer et utiliser la centrale manuellement. Elle sert galement de souris pour conduire 3 locomotives simultanment. Elle est relie la centrale par le bus I2C. 4.6.B. Le schma

Llectronique de la console se compose uniquement dun cran LCD, un clavier et un circuit I2C dinterfaage. Le circuit I2C est un PCF 8574 qui permet la centrale de commander ou lire ses 8 entres/sorties. Les ports P0, P1, P2, P3, P6 et P7 sont utiliss en sorties pour piloter lafficheur et slectionner les lignes du clavier. Les ports P4 et P5 sont quand a eux utiliss en entres pour lire ltat des colonnes. Ladresse du circuit est fixe 0, vous pourrez donc utiliser ce mme type de circuit avec les adresses 1 7 pour des souris numriques. Une des caractristiques intressantes de lI2C est quil est possible de connecter et dconnecter les circuits du bus sans couper lalimentation. Vous pourrez donc dbrancher la console pour la brancher un autre endroit du bus I2C sans couper lalimentation. La centrale dtectera automatiquement la connexion et rinitialisera le LCD. Lcran LCD est un modle standard commande parallle de 2 lignes de 16 caractres utilis en mode 4 bits pour rduire le nombre de signaux ncessaires. En mode 4 bits la communication se fait par les broches D4-D7 tandis que les broches D0-D3 ne sont pas utilises. Cot control, La broches RS indique sil sagit dune commande ou dun caractre afficher tandis quune impulsion sur la broche E valide lchange. Les commandes et caractres tant cods sur 8 bits, 2 changes sont ncessaires. Lajustable permet de rgler le contraste de lcran. Afin de pou voir lire lcran dans le noir ou sous faible clairage, il est conseill dutiliser un modle avec rtro-clairage (backlight). Dans ce cas les LEDs de rtro clairage sont alimentes en passant par la rsistance R1. Vous pouvez donc jouer sur cette rsistance pour modifier la puissance du rtro clairage.

Le clavier est un modle 12 touches que lon trouve partout pour quelques euros. Un clavier 16 touches aurait t plus judicieux, mais la difficult dapprovisionnement et les prix en on eu raison. Aprs lutilisation de lcran, il ne restait plus que 2 lignes sur le PCF8574. Il a donc t dcid dutiliser aussi les 4 lignes de donne du LCD pour slectionner les lignes du clavier. Ceci ne gne nullement le LCD. Pour identifier la touche presse, la centrale met tour tour la masse chaque ligne du clavier. Ainsi lorsquune touche est presse, la masse apparat sur la colonne correspondante. Les porte P4 et P5 tant configurs en entres et maintenus +5V par des rsistances internes passent alors la masse. P4 passe la masse si une touche de la colonne 1 est presse, P5 fait de mme pour la colonne 3. Mais il ne restait alors plus dentre pour la colonne 2. Une petite astuce utilisant les 2 diodes alors tait imagine, elle consiste faire passer la masse P4 et P5 simultanment lorsquune touche de la colonne 2 est presse. Et comme une touche est presse la fois, cela ne pose pas le moindre problme. 4.6.B. Ralisation Comme dhabitude, vous pouvez utiliser la plaque trou ou le typon suivant (utilisez celui de larchive). Il est conseill de mettre le montage dans un botier isol, cela vous vitera de tout cramer si vous poser la console sur la voie.

4.7. Les souris Free-DCC propose de nombreuses souris qui vont du simple potentiomtre la tlcommande infrarouge en passant par les souris I2C analogiques et numriques. En plus de cela la console peut aussi jouer le rle de souris. 4.7.A. Souris potentiomtriques

Cette souris trs simple permet de faire varier la tension sur la premire patte du connecteur CN1grce au potentiomtre P1. Le potentiomtre nest pas directement cbl entre le +5 et la masse afin de pouvoir dtecter labsence de souris et lappuie sur le bouton poussoir. En effet les entres des convertisseurs analogiques/numrique de la centrale ou de la souris analogique sont tires +5V en labsence de souris grce aux rsistances de pull-up. Inversement lors de lappuie sur le bouton poussoir, la souris fournit 0V. Ce bouton est utilis pour piloter la fonction 0. Le condensateur sert absorber les sauts du curseur du potentiomtre, mais il ne peut rien contre les potentiomtres de trop mauvaise qualit. Il primordiale de choisir un potentiomtre linaire et non un logarithmique afin davoir une vitesse proportionnelle sa rotation. Pour information ces potentiomtres portent la lettre A cot de la valeur, soit 4 .7k A dans notre cas. Linversion du sens de marche est automatique lorsque le potentiomtre passe son point milieu : Dans un sens la locomotive avance, tandis que dans lautre elle recule. Vu lextrme simplicit du montage, il ny pas besoin de circuit imprim.

4.7.B Souris I2C analogique

Cette souris ou plutt cet adaptateur permet de brancher jusqu 4 souris potentiomtriques. Ladaptateur se connecte ensuite sur le bus I2C. Il peut y avoir 8 sur le bus I2C. Pour cela il suffit de slectionner une adresse 0-7 avec les minis interrupteurs SW2. Pour raliser une souris indpendante, il suffit de rajouter cet adaptateur dans le botier dune souris potentiomtriques. Pour la ralisation, vous pouvez utilisez de la plaque trous ou le typon. Attention, les rsistances de pull-up manquent sur le typons, vous pouvez les rajouter en les soudans cot soudure si vous voulez utiliser le montage comme adaptateur. Dans le cas ou une souris est connecte en permanence, il ny a aucun avantage souder ces rsistances.

4.7.C Souris I2C numrique

Cette souris est faite pour ceux qui prfrent conduire leurs locomotives avec des boutons plutt quavec un potentiomtre. On retrouve un circuit I2C dentres/sortie PCF8574 ou PCF8574A auquel on connecte 4 boutons poussoirs et un interrupteur. Cet interrupteur permet de choisir le mode des 4 autres boutons. Lorsquil est ouvert les boutons poussoirs commandent lacclration, le freinage, linversion du sens et la fonction 0. Dans le cas contraire, ils commandent les fonctions 1 4. Au repos, les entres sont tires au niveau hait par des rsistances de pull-up internes, les boutons quand eux mettent les entes la masse. SW2 et R1-3 permettent de choisir une des 8 adresses possibles. Il est donc possible dutiliser un maximum de 15 souris numriques. 7 avec le PCF8574 car ladresse 0 est rserve la console et 8 pour le PCF8574A. Cot ralisation, vous pouvez utilisez de la plaque trous ou le typon.

4.7.D. Souris tlcommande IR

Cette souris ou plutt ce rcepteur infra rouge permet dutiliser une tlcommande infra-rouge de tlvision comme souris. Cette tlcommande peut tre utilise pour conduire jusqu 3 locomotives. Pour chacune des 3 locomotives, il est possible de choisir : - 2 touches pour acclrer - 2 touches pour freiner - 1 touche pour inverser le sens - 1 touche pour la fonction 0 Une touche supplmentaire est utilisable pour larrt durgence. Seules les tlcommandes au format RC5 (Philips) sont supportes. Si vous nen avez pas, on en trouve un euro dans les bazars.

4.8. Les modules dentre S88 et les dtecteurs de courants Cette partie dcrit les modules S88 raccorder sur le bus S88. Chaque module accepte 16 entres qui peuvent tre des pdales de voies / ILS / bouton poussoirs / interrupteurs / dtecteur de courant. Des dtecteur de courant simple raliser sont galement dcrits. 4.8.A. Les modules dentres S88

Ce module permet de remonter ltat de 16 entres vers la centrale. Free-DCC supporte jusqu 4 modules ce qui faut 64 entres au maximum. Le bus S88 tant standard, vous pourrez galement utiliser des modules du commerce. Normalement ces modules sont composs de registres dcalage 4014 et mmoire 4044, mais le Montage est plus complexe car il faut 6 circuits pour 16 entres. Le montage UC est lgrement plus cher mais vraiment plus facile raliser. Il faudra nanmoins programmer le UC avec le programme S88_16.HEX Les entres sont maintenues au niveau haut par les rsistances de rappel. Elles sont internes pour le PORTB et connecter sur les connecteurs CN8 et 9 pour le PORTC. Une entre est considre comme active lorsqu elle est relie la masse. Le microcontrleur mmorise les impulsions donc la centrale ne peut pas rater une entre. Cela est indispensable pour les ILS car la centrale interroge seulement une dizaine de fois par seconde les entres. La mmorisation elle scrute les entres 20000 fois par seconde. Lorsque la centrale charge ltat des entres dans le registre dcalage virtuel avec LDIN, elle demande deffacer la mmorisation avec RST. Ensuite elle rcupre les donnes par DIN chaque front de lhorloge CLK.

Le diagramme suivant montre les signaux du protocole S88 RST ______#_________ LDIN ___#____________ CLK __###___#___#___ Data 0 1 2 ________ ________ _#___#__ 15 16 ____ ____ _#__ 31

Les connecteurs CN4 CN7 permettent de connecter les entres une une ou 4 4 ou 8 par 8 comme lexplique la figure suivante avec une pdale de voie, un ILS, un dtecteur de prsence 4 voies et un autre 8:

Le montage se rsume donc un UC entoure de quelques connecteurs, du circuit de reset et dhorloge. Pour lhorloge vous pouvez utilisez un rsonateur cramique, un quartz avec ses 2 condensateurs. Qi la centrale est sur la mme carte, vous pouvez connecter la sortie de loscillateur de la centrale X2 sur lentre Xi du UC S88. Sil y a dautres modules, chanez les Xi et Xo. La sortie A2 passe 1 lorsque C0 est active et revient 0 lorsque C1 est active. Cette mmoire peut servir piloter un relais standard pour grer une boucle de retournement. La ralisation est extrmement aise avec une plaque trou ou le typon fournit. Si vous utilisez ces entres avec des capteurs de courant, vous pouvez monter ces capteurs sur la mme carte.

4.8.B. Les dtecteurs de courant Les dtecteur de courant permettent de dtecter loccupation des voies par les trains en toute discrtion contrairement aux pdales de voies ou ILS. En fait ils dtectent les dcodeurs des locomotives, les moteurs ou les clairages des voitures. Si vous souhaitez galement dtecter les wagons, il suffit de rajouter une rsistance de 4.7 K sur les essieux ou graphiter ces derniers. Les dtecteurs sont particulirement bien adapts pour la dtection sur des sections de voies ou cantons contrairement aux pdales de voies ou ILS qui ont un rle de dtection plus ponctuelle. Il est galement possible dutiliser de courtes sections pour des dtections ponctuelles. La dtection de courant est quasiment indispensable pour grer la signalisation. Avec un prix de revient de 2 euros par section de dtection il ne faut pas vous en priver.

Le schma prcdent prsente un dtecteur pour une voie. Le booster dlivre alternativement +15V et -15V. Ceci se traduit lorsquune locomotive est prsente par un courant passant par D1 et D2 dans un sens puis D3 et D4 dans lautre. Dans le cas contraire aucun courant ne passe. Lorsque du courant passe dans D1et D2, ceci provoque une chute de tension de 1.2V au minimum aux bornes des diodes ce qui alimente la LED de loptocoupleur par lintermdiaire de la rsistance R1 de faible valeur. La diode claire le phototransistor de loptocoupleur ce qui provoque la mise la masse de lentre de dtection. Cette mise la masse sera ensuite mmorise et remonte la centrale par un module S88. Bien entendu les diodes doivent supporter le courant maximal du booster soit 3A dans notre cas comme les BY255. D2 peut bien entendu tre supprime, mais cela dsquilibre un peu le signal. Dans ce cas en tenir compte avec les dcodeurs Gold de Lenz qui peuvent faire des actions particulires en cas de dsquilibre du signal. En cas de regroupement de plusieurs dtecteurs, il pourrait tre tentant de mettre une D4 commune, mais ce serait une grave erreur source de dtections parasites. La valeur de la rsistance est indicative. Il sera souvent ncessaire de ladapter suivant le cblage, la longueur des voies, les couplages Srement quun condensateur bien plac rsoudrait ce problme, mais je nai pas encore eu le temps dtudier cela. Vous pouvez extrapoler le schma pour un dtecteur 4, 8 voies ou un nombre quelconque de voie. Au biveau de la ralisation, vous pouvez utiliser de la plaque trou ou les typons suivants. Avec les typons, les rsistances sont souder cot cuivre.

4.8.C. Les boucles de retournement Les boucles de retournement prsent sur de nombreux rseaux souvent en coulisse contribuent au ralisme des circulations en retournant les rames. En 3 rails de un tel dispositif ne pose aucun problme car les plots centraux sont relier une sortie du booster et les rails lautre. Par contre, il nen va pas de mme en 2 rails. En effet laide de la figure suivante en fonction de la polarit de la boucle, on provoque un court circuit soit au point A, soit au point B. La solution est dappliquer une polarit la boucle compatible avec le passage dune locomotive au point A lorsquelle actionne la pdale A (premire figure) et de linverser lorsque elle actionne la pdale B afin dautoriser son passage en B.

Bien entendu avec cette solution la boucle ne peut tre parcourut que dans un sens. Pour un parcourt dans les 2 sens, il suffit dutiliser 2 pdales positionnes de chaque cot des points de basculement. Si vous jugez les pdales pas assez fiables, vous pouvez toujours les remplacer par des capteurs de courant. Le contrleur de boucle se compose dun simple relais 2RT qui permet dinverser la polarit de la boucle. Ce relais est soit un modle bistable qui change de position et la maintient suivant les impulsions venant des pdales ou un modle standard quil faut associer une mmoire. La mmorisation des modules S88 prcdent peut tre utilise cette fin. Le schma suivant prsente ces 2 cas. Le premier utilise un relais bistable qui bascule les contactes : - C et T lorsque la bobine 1 est active par la ou les pdales B - C et R lorsque la bobine 2 est active par la ou les pdales A Les diodes liminent la surtension qui apparat lorsque lon coupe lalimentation dune bobine. Le second schma met en uvre un relais standard command par la broche cmd du connecteur CN2. Le transistor amplifie le signale de commande afin de piloter le relais

Dans les 2 cas la tension +R alimente les bobines des relais. Elle est raccorder au +5V ou +15V en fonction du relais utilis. Les contacts des relais devront supporter 3A,mais si vous nen trouvez pas des modle 1A peuvent faire laffaire.

La ralisation peut se faire sans plaque, sur une plaque trou ou alors en utilisant un circuit imprim en sinspirant du typon suivant. Vu la diffrence de brochage entre les diffrents relais, il faudra peut tre modifier les typons.

Notez quil existe dautres mthodes pour grer les boucles de retournement. Pour ma part jutilise maintenant la solution dcrite dans la doc de Free-dcc-2008 afin de remplacer les pdales de voie ou ILS par des courtes sections de voies de dtection.

4.9. Les modules de sorties / LEDs / aiguillages Ces modules permettent de contrler des leds pour la signalisation, les aiguillages ou encore diverses sorties. Il est possible de raccorder sur le bus SOUT : - 1 module de 64 LEDs - 1 module de 32 aiguillages - 2 modules de 8 sorties Lordre de connexion une grande importance, ainsi si vous utilisez le module LED, il est impratif de le raccorder en premier la centrale, ensuite vient le module daiguillage puis les ventuels modules de sortie. Les modules de sorties ne peuvent pas sutiliser sans les deux 4094 du module daiguillage. 4.9.A. Le module 64 LEDs

Ce module permet de contrler matriciellement 64 LEDs. Il suffit de les brancher sans aucune rsistance partir du connecteur 3 en mettant - les anodes (+) des LEDs sur les pattes L0 L7 - les cathode (-) sur les pattes A-H Le numro de la led pour Free-DCC se calcule en additionnant le numro de son anode et de sa cathode avec les poids suivants : L0 = 0 A= 0 L1 = 1 B=8 L2 = 2 C = 16 L3 = 3 D = 24 L4 = 4 E = 32 L5 = 5 F = 40 L6 = 6 G = 48 L7 = 7 H = 56

Par exemple une LED connecte entre E et L3 comme numro 32+3=35

Le schma lectrique se compose principalement du driver de LED IC1 qui peut tre un MAX7219 ou 7221. Le circuit est aliment en 5V par le bus SOUT et cette tension est filtre par le condensateur C1 beaucoup plus gros que dhabitude car le driver perturbe beaucoup lalimentation lorsquil passe dun groupe de 8 LEDs un autre. Le module sinterface la centrale par le bus SOUT via le connecteurs CN1. Le module suivant qui doit tre le module aiguillage sil est utilis ou alors un module de sortie sinterface sur le connecteur CN2. Le connecteur CN3 permet quand lui dy connecter les LEDs. Il reoit les commandes et donnes sur son entre DI au rythme de lhorloge CLK, puis le transfert est valid avec la broche LD. La rsistance R1 permet de fixer le courant maximal dans les diodes. Par la suite la centrale la possibilit de diminuer ce courant. Ceci peut tre utile pour voir la signalisation en plein jour et viter quelle ne se transforme en lampadaire dans lobscurit. Le courant traversant toutes les LED sera identique, si vous souhaiter le diminuer pour une LED particulire, il faudra lui ajouter une rsistance. Bien entendu, vous ne pouvez pas relier les 64 LEDs une une sur le pauvre connecteur CN3 16 contacts. Pour ce faire vous pouvez raliser une carte de rpartition et brancher les leds une une ou alors les souder directement sur des fils. Une solution simple est de sertir par le milieu un cble nappe 16 conducteur dans un connecteur HE10 2*8 femelle, puis de dsolidariser les fils et enfin crer 2 bus de 4 leds ou vous brancherez les anodes (+) des LEDs avec pour les anodes 8 slections possible par bus. Ce qui permet par exemple de connecter 16 signaux 4 leds. La figure suivante explicite cette solution avec uniquement 3 signaux pour la lisibilit

Cot ralisation vous pouvez utilisez de la plaque pastille perce ou le typon suivant :

4.9.B. Le module 8 sorties

Ce module de sortie permet de contrler 8 sorties de 500mA chacune. Il est compos du registre dcalage IC1 qui reoit les donnes en provenance de la centrale par lintermdiaire de sa broche DI au rythme de lhorloge CLK. Les donnes destination des autres modules ressortent par la broche S2. Lorsque toutes les donnes sont correctement dcales alors la centrale les charge dans les registres de sorties grce la patte LD. A ce moment la les nouvelle donnes de sortie sont disponibles en sortie dIC1 et contrlent le rseau de transistor Darlington qui active ou pas les sorties. Quelques connecteurs ainsi que le condensateur de dcouplage compltent le montage. Pour la centrale, le numro de la sortie est gale celui indiqu proximit du connecteur plus 8 fois le nombre de 4094 qui prcdent le module. Par exemple sil y a sur le bus un module daiguillage (qui possde 2 4094) puis un module de sortie (avec un 4094), et enfin notre module de sortie, alors le numro de la sortie OUT 5 sera 3*8+5=29 Lorsquune sortie est active, lULN283 la connecte la masse alors que dans le cas contraire elle est en lair. Il faut donc brancher la charge entre le + dune alimentation et cette sortie (Le de lalimentation tant reli la masse du montage). Dans la plupart des cas, les charges seront alimentes par lalimentation accessoire de 15V galement utilise par les aiguillages. Dans ce cas, il suffit de relier cette alimentation sur CN4 et brancher les charges sur CN4. Si vous utilisez des charges inductives, penser a rajouter une diode de roue libre en parallle afin dviter les pic de tensions qui ne manquent pas de se produire lorsque lon coupe la tension une bobine. Si toutes les charges sont alimentes par la mme alimentation alors il est possible dutiliser les DRL du circuit en connectant la patte 10 lalimentation. La figure suivante montre comment relier un ensemble de 2 lampadaires (qui sallumeront en mme temps) sur la sortie OUT0


4.9.C. Le module 32 aiguillages Ce module permet de commander jusqu 32 aiguillages. Il t conu pour des aiguillages solnodes, mais en rajoutant quelques relais, il est galement capable de commander des aiguillages mouvement lents. Avant de dcrire le schma revenons sur la commande des aiguillages. Un aiguillage solnode peut se commander simplement avec 2 interrupteurs ou plutt boutons poussoirs si on tient la vie des bobine. Dans ce mode chaque bouton contrle une bobine ce qui positionne laiguillage en direct ou en dvi.

Le problme est quil nous faudrait 64 interrupteurs lectroniques pour commander nos 32 aiguillages. Une solution intermdiaire serait dutiliser 2 interrupteurs selon la position et un autre pour slectionner chaque aiguillage. Ceci nous amnerait donc 34 interrupteurs (2 avec le + et 32 avec la masse).

Il est noter que ce systme ne fonctionne pas correctement car le courant passe galement par des interrupteurs qui ne sont pas slectionns. Pour y remdier, il suffit dajouter une diode sur chaque bobine.

Maintenant que nous avons une structure de commande matricielle, nous allons rduire le nombre dinterrupteur en rpartissant nos aiguillages en 4 groupes de 8. Avec cette astuce nous navons besoin plus que de 16 interrupteurs (8 avec le + et 8 avec la masse). Pour les interrupteurs la masse, nous utiliserons un ULN2803 qui en possde 8. Il autorisera la commande daiguillages de 500mA. Pour de plus grosse intensit, il suffit de superposer un 2eme ULN au premier. Il ny a pas de risque de surchauffe vu le faible temps de commande. Pour les interrupteurs au plus, nous utiliserons des L293D. Chaque circuit dispose de 4 demi pont, qui peuvent chacun tre utilis pour commuter la sortie au + ou la masse. Avec les diodes prcdentes, nous utiliseront uniquement le +. Pour nos 4 groupes de 8 aiguillages, il nous faudra 8 interrupteurs et donc 2 L293D. Ce circuit est capable de commander des charges de 700 mA ce qui est suffisant pour la plupart des aiguillages. Avec ces informations, ltude du schma est maintenant aise. On retrouve 2 4094 pour extraire les donnes srie du bus SOUT. IC1 commande les 8 interrupteurs la masse dIC2, tandis qu IC3 commande les 8 interrupteurs au + dIC4 et IC5. Au lieu de commander directement les interrupteurs au + avec 8 sortie, jai prfr contrler la position des aiguillages avec les 2 premire sortie puis ensuite activer le bon groupe daiguillage avec les entres enable des L293D. Ceci permet de sauver 2 sorties qui peuvent tre utilises pour commander ce que vous voulez. Mais elles offrent surtout la possibilit dune future extension 48 aiguillages en ajoutant un L293D supplmentaire.

Le connecteur CN5 est destin recevoir lalimentation 15V des aiguillages

Les connecteurs CN3 et CN4 permettent chacun de commander 16 aiguillages. Pour la connexion aux aiguillages, je conseille de fabriquer ladaptateur suivant. Sertir un cble nappe sur un connecteur HE10 2*10 femelle, dtacher les fils de la nappe et y connecter 2 connecteurs DB25 sur lesquels on soude les 32 diodes ncessaires aux 16 aiguillages. La figure suivante explicite le concept.

.


Pour les aiguillages mouvement lents qui utilisent des moteurs la place des solnodes, il est possible de les commander en interposant un relais bistable cbl en inverseur entre la carte et chaque aiguillage. En effet un relais bistable se comporte comme un aiguillage classique solnode. Le cblage des contacts en inversion, inverse le courant ce qui fait tourner le moteur dans un sens ou dans lautre. Pas besoin de grer la dure car ces aiguillages ont des contacts pour couper lalimentation du moteur en fin de course. Le schma suivant montre la ralisation dune carte pour 2 aiguillages moteur. Pour un plus grand nombre, il suffit de multiplier lexemple. Noubliez pas les diodes entre la carte free-dcc et les relais. Les rsistances (dont les valeurs sont calculer) sont ncessaires si la tension des bobines est diffrente de celle les commandant.

5. Connexions

x4300/x4500 EAD Caravelle 120km/h 330kw 425ch / x4750 140km/h 440kw 600ch Pour les branchements, utilisez : - Le chapitre sur la prsentation de Free-DCC prsente les connexions haut niveau. - La partie lectronique Vous pouvez par exemple suivre le cheminement suivant : - Programmer le UC et le mettre sur la centrale - Alimenter la centrale avec du 5V rgul et vrifier que la led dtat clignote - Eteindre lalimentation 5V - Connecter les modules dentres en chane sur le bus S88 - Connecter les modules aiguillages et leds en parallle sur le bus Sout de la centrale puis les modules de sortie en chane sur le bus Sout - Connecter le booster - Connecter le bouton darrt durgence - Connecter le capteur infra-rouge - Connecter la console - Connecter les souris - Alimenter la centrale et vrifier le fonctionnement de lensemble. - Alimenter le booster - Alimenter les aiguillages et sorties - connecter les voies aux dtecteurs ou booster - connecter les dtecteurs aux modules dentres - connecter les aiguillages au module daiguillage - connecter les feux et autres leds au module des leds - connecter les sorties aux accessoires - vrifier le fonctionnement de lensemble La console, les souris et le bouton darrt durgence peuvent tre connects et dconnects avec la centrale sous tension. Tandis que la connexion des modules dentres, de sorties, des leds, des aiguillages, du capteur IR doit imprativement se faire hors tension.

6. Utilisation

x300 Picasso 120km/h 300ch / remorque unifie Ce chapitre dcrit lutilisation du systme freedcc2010. Suite au chapitre sur les connections, nous considrons que la centrale est maintenant correctement relie au rseau. Dans un premier temps nous considrons galement que la centrale et les dcodeurs sont correctement configurs. Les crans La console permet de configurer et piloter la centrale et le rseau. Elle se connecte sur le bus I2C et peut tre dconnecte et reconnecter tout moment sans mme couper lalimentation. Elle se compose dun cran cristaux liquides LCD de 2 lignes de 16 caractres ainsi que dun clavier 12 touches comportant les chiffres 0 9 plus ltoile et le dise. En termes informatiques, la console constitue linterface utilisateur de la centrale. Cette interface se compose de plusieurs menus que lon appellera pour plus de commodit des crans. On passe gnralement dun cran un autre avec des appuis courts (* ou #) ou longs (*L ou #L) sur les touches * ou #. La figure suivante prsente ces diffrents crans : Ecran de bienvenue10 FreeDCC 2010 v01 Ulysse 06mar2010 * descend

Ecrans de slection1 Menu Locomotives 2 Menu Aiguillages/Iti 3 Menu Sorties/Led/Entr 4 Menu Prog-Decodeur-CV 5 Menu Conf-Centrale-CC 6 Menu Debug * *L # #L

Ecrans dutilisation11 09+02 FDCC 10-31 *---- 0001 *1234 12 Aig-->00 -//.-----------13 Sor-->16 16-31 ---------------14 cv=001 dat=022 p001/r0 ---1-1115 Conf=113 dat=010 ----1-116 adr=000 dat=015 IC ----1111 *L gauche #L droite *L gauche #L droite 21 C CH AD CMD . 00 09 x00 >10 232

22 Iti-->00 OK -//.-----------23 Led-->01 1 xx-yy -1----**1---*-124 Ent-->63 1 xx-yy ------111111-11

descend *L gauche monte #L droite droite init LCD et retour en bienvenue

Le menu debug napparat que sil est slectionn dans les CC. Lcran de dmarrage est configurable par les CC. Par dfaut il sagit de lcran bienvenu. Pour le modifier il suffit de changer la CC par le numro su menu souhait. La mise en place dappuie courts et long est ncessaire vu le faible nombre de touche du clavier. Un appuie court est un appuie normale, comme par exemple lorsque vous utiliser un digicode, un appuie long quand a lui est plus long. Pour tester ces diffrents appuies, entranez vous avec les crans de slection ( gauche), un appuie court, fait descendre, tandis quun appuie long fait monter. Lappuie long sur 0 provoque un arrt durgence. Si le LCD plante, il est possible de le rinitialiser en retournant dans le menu de bienvenu. Si vous ne savez plus ou vous tes, faites des *L pour revenir dans un menu de slection puis un #L. Afin de faciliter lutilisation, Il existe les raccourcis suivants entre les menus: - 8L 12 11 AigReg - 8L 21 11 ItiReg - 2 11 12 RegAig - 5 11 13 RegIti Ecran de bienvenu Cet cran indique la version et la date du logiciel de la centrale. Il est donc trs utile de le consulter avant de me remonter un problme. Cest galement lcran par dfaut ( moins que vous ne le changiez).FreeDCC 2010 v01 Ulysse 06mar2010

Ecrans de slections Ces crans servent slectionner un cran dutilisation. Ils comportent tous lindication Menu principal sur la premire ligne. La seconde ligne indique lcran slectionn. Il est donc possible de le changer avec la touche * ou *L et de le slectionner avec la touche #. #L retourne lcran de bienvenu et rinitialise le LCDMenu Locomotives Menu Aiguillages/Iti Menu Sorties/Led/Entr Menu Prog-Decodeur-CV Menu Conf-Centrale-CC Menu Debug

Ecrans des locomotives Les crans des locomotives sont au nombre de 2 - Le premier de conduite, permet de conduire les locomotives et manipuler les fonctions. - Le second de slection, permet de choisir les adresses et slectionner les souris. Free-DCC dispose de 16 canaux numrots de 0 15 pour piloter les locomotives. Seulement 2 apparaissent en simultane lcran. Le canal gauche et le canal droit Ecran de conduite09+02 FDCC 10-31 *---- 0001 *1234

Cet cran permet de conduire 2 locomotives. Il peut donc tre utilis comme une double souris. Le bloc centrale (sous FDCC) indique le numro du canal gauche (ici 00) et celui du droit (ici 01). Le bloc de gauche indique - Ladresse de la locomotive - Son sens + (avant) et (arrire) - Sa vitesse (de 0 31) - Les fonctions actives (*=F0=FL, F1, F2, F3, F4) Idem pour le bloc de droite Avec cet exemple : - canal de gauche : loco dadresse 9, vitesse +2, fonctions F0 - canal de droite : loco dadresse 10, vitesse -31, fonctions F0, F1, F2, F3, F4 Les touches 1,4,7,* sont utiliss pour le canal de gauche Les touches 3,6,9,# pour celui de droite. Les touches 1 et 3 servent acclrer (Tant que vous restez appuie, la vitesse augmente). Inversement 4 et 6 servent ralentir. Chaque appuie sur les touches 7 et 9 inverse les sens. Tandis que * et # inversent la fonction 0.+ sens F0 1 4 7 * 2 5 8 0 3 6 9 # + sens F0

La touche 0 permet dalterner entre (+,-,sens,F0) et (F1,F2,F3,F4). Quand ce dernier mode est activ, les symboles < et > apparaissent sur lcran09+02 FDCC 10-31 *----*1234

Cet cran permet de piloter les fonctions F1, F2, F3 et F4 (si le dcodeur en dispose). La seconde ligne indique ltat des fonctions 1 4. Un indique que la fonction est dsactive, un chiffre correspondant au numro de la fonction indique quelle est active. Si une souris ne permet pas de piloter les fonctions, alors la console peut palier ce manque. Les touches sont redfinies comme suit. Chaque appuie change ltat de la fonction associe.F1 F2 F3 1 4 7 2 5 8 3 6 9 F1 F2 F3

F4

*

0

#

F4

Dans les 2 modes, les touches 2, 5 et 8 sont des raccourcis - 2 saute lcran des aiguillages - 5 saute lcran des itinraires - 8 saute lcran de slection des locomotives (comme #L)

Ecran de slection des locomotivesC CH AD CMD . 00 09 x00 >10 232

Free-DCC dispose de 16 canaux numrots de 0 15 pour piloter les locomotives. Cet cran permet de slectionner les locomotives et souris associes pour chacun de ces canaux. Les touches 0 9 permettent de modifier le champ de saisie matrialis par > La touche * change le curseur de colonne La touche # change le canal de la console (sous C : . ou < ou > ), le type de la souris (x,c,u,v,p,i,n,a) La touche # copie galement le champ de slection pour les colonne CH, AD, CMD. Un appuie long #L sauve les changements sur ce canal. Le nombre 232 indique le dernier code infrarouge reu. Il permet de tester les tlcommandes et indiquer le code des touches. Ces codes peuvent tre rentrs dans les CC pour configurer les canaux infrarouges. La colonne C indique le canal de la console - < se rfre au canal gauche de la console - > se rfre au canal droit de la console - . se rfre aucun canal de la console Lors du changement de ce symbole, les paramtres du canal sont chargs et mettent jour CH, AD et CMD Lors dune sauvegarde avec #L le canal CH slectionn est mis sur le canal de la console slectionn. La colonne CH indique le numro du canal free-dcc 0-15 La colonne AD pour adresse indique ladresse de la locomotive 0 99. 0 signifie quaucune locomotive nest associe au canal. La colonne CMD indique la souris qui contrle ce canal. Le premier caractre indique le type de souris, tandis que le nombre indique son numro. Par exemple p2, signifie potentiomtre 2 Les types de souris et numros sont les suivants :X : Aucune souris associe (mais la console peut trs bien servir de souris) C : canal contrl par lordinateur U : UM (Pour les units multiples). Le canal suit les consignes de vitesse du canal qui contrle la locomotive menante dadresse indique. Attention, les adresses de la locomotive menante sont limites 1-31 V : UM inverse (comme U mais le sens est invers) P : souris potentiomtriques I : souris infrarouge N : souris I2C numriques (1-7 pour PCF8574 (0 pour console), 8-15 pour PCF8574A) A : souris I2C analogiques (PCF8591 (0-7) + 8*numro du canal du PCF8591 (0-3))

Les modifications faites par ce menu ne sont pas conserves la mise hors tension, pour les rglages permanents, utilisez les CC.

Ecrans daiguillages et ditinraires Ces crans au nombre de 2 permettent de manoeuvrer les aiguillages et activer des itinraires prdfinis Ecran des aiguillagesAig-->01 / -/---.//------..

Cet cran permet de changer les aiguillages de position. Pour ce faire, il suffit dentre le numro de laiguillage puis de le mettre : - en position directe avec le bouton * - ou en position dvie avec le bouton #. La position de laiguillage est indique juste cot du numro par - un (direct) - ou / (dvi) - ou . (en manuvre, lorsque la consigne est diffrente de la position) - EE si la saisie dpasse 31 car Free-DCC gre 32 aiguillages (0-31) La seconde ligne affiche la position du groupe de 16 aiguillages ou se trouve la slection. 0-15 ou 16-3. Le plus gauche est soit laiguillage 0 soit le 16. La position des aiguillages la mise sous tension est paramtrable dans les CC Ecran des itinrairesIti-->22 OK ----///----/--/-

Cet cran permet dtablir les itinraires. Pour ce faire, il suffit dentre le numro de litinraire puis de lactiver avec * ou #. A ce moment la, les commandes des aiguillages dfinis dans litinraire son mises jour. Lorsque litinraire est tablit un OK saffiche cote numro. Ces itinraires se comportent donc simplement comme les itinraires diode que lon cble gnralement. Il ne sont donc pas verrouillables, nattendent pas les trains Ceci pour faire simple et comprhensible. Les itinraires (aiguillages utiliser et positions) sont stocks en mmoire flash du UC et peuvent tre facilement mis jour avec le logiciel de configuration par la rs232 La seconde ligne affiche la position des 16 premires aiguilles. Le plus gauche est laiguillage 0.

Un appui long 8L saute directement dans lcran de conduite.

Ecrans des sorties / leds et entres Ces crans au nombre de 3 permettent de voire ltat des sorties, leds et entres. Ils permettent galement de modifier les sorties et leds. Ils sont gnralement utiliss pour les vrifications. Car gnralement les leds par exemple gagnent tre gre automatiquement par les quations. Ecran des sortiesSor-->16 16-31 ----------------

Les touches numriques 0 9 permettent de slectionner la sortie dsire. Seule les sorties 16 31 sont disponibles. Les 16 premires ne le sont pas car elles correspondent aux 4094 des aiguillages. Si le nombre est infrieure 16 ou suprieur 31 alors le message EE pour erreur est affich. La seconde ligne indique les tats des 16 sorties. De 16 31 avec 16 gauche. 1 indique que lentre est active, - indique que lentre est inactive Ltat de la sortie slectionne est aussi indiqu juste cot de la slection La touche * dsactive la sortie slectionne La touche # active la sortie slectionne

Ecran des ledsLed-->01 1 xx-yy -1----**1---*-1-

Les touches numriques 0 9 permettent de slectionner la sortie dsire. Le systme supporte 64 leds. Si le nombre est suprieur 63 alors le message EE pour erreur est affich. La seconde ligne indique les tats des 16 leds dans le modulo 16 ou se trouve la variable. - De 0 et 15 avec 0 gauche. - De 16 31 - De 32 47 - De 48 63 Les symboles sont - indique que la led est teinte 1 indique que la led est allume en continue * indique que la led clignote La touche * allume ou teint la led La touche # active ou dsactive le mode clignotant La frquence de clignotement est identique celle de la LED du microcontrleur. Les CC permettent de choisir le mode clignotant des LEDs la mise sous tension. Elles permettent galement de choisir la phase.

Ecran des entresEnt-->63 1 xx-yy ------111111-11

Cet cran permet de lire les 64 premires entres (bien que le systme en supporte 128). Les 64 entres supplmentaires sont exclusivement destines lordinateur et ne sont pas utilisables par les quations de la centrale. Les touches numriques 0 9 permettent de slectionner lentre dsire. La seconde ligne indique les tats des entres en module 16. De 0 et 15 avec 0 gauche. De 16 31 De 32 47 De 48 63 1 indique que lentre est active, - indique que lentre est inactive Ecran de programmation des CV Cet cran permet de programmer les variables de configuration des dcodeurs des locomotives. En fait il programme tous les dcodeurs des loco prsentes sur les voies. Il faut donc imprativement quil ny en ai qune seule au moment de la programmation car sinon elles seront toutes programmes avec les mmes valeurs ! Pour viter ce genre de msaventure, il est possible de dfinir dans les CC les entres qui doivent tre 0 avant daccder au menu de programmation. 3 solutions soffrent alors vous : - Ne rien faire et courir le risque - Ne pas utiliser Free-DCC pour la programmation - Installer des dtecteurs de courant sur toutes les voies et interdire laccs au menu de programmation si une des voies ( lexception de la voie de programmation) est occupe. - Utiliser la premire partie dun interrupteur double pour couper lalimentation des voies (sauf celle de programmation). Lautre partie de linterrupteur tant connect une entre de Free-DCC qui interdit laccs au menu de programmation lorsque linterrupteur alimente toutes les voies.cv=001 dat=022 p001/r0 ---1-11-

A droite, lcran affiche le numro de la variable (1-255) de configuration CV . En fait la norme dfinit jusqu 1024 variables mais elles ne servent pas toutes et les 256 premires suffisent largement. Pour info la page et le registre de programmation sont galement affichs mais ne servent pas grand-chose car la plupart des gens et fiches techniques des dcodeurs parlent directement de cv. La partie gauche affiche la valeur en dcimal en haut ainsi quen binaire en bas pour vrifier que vous ne vous trompez dans la valeur des bits. Les touches numriques 0 9 sont utilises pour saisir la valeur La touche * est utilise pour passer du cv la donne Un appui sur # programme le CV. Free-DCC n aucun moyen de lire les CV du dcodeur, mais la locomotive devrait confirmer la programmation en allumant brivement les feux ou le moteur pendant un court instant. Pour savoir quoi correspond un CV, lisez la partie DCC de ce document et surtout la notice de votre dcodeur. Lorsque la centrale programme un dcodeur, la LED clignote diffremment.

Ecran de configuration (des CC) Cet cran permet de lire et mettre jour les variables de configuration de la centrale, les fameuses CC. Ces variables nont rien voire avec la norme DCC et les CV, elles servent juste rendre la centrale trs flexible. Ces variables sont stockes en sret dans lEEPROM du microcontrleur. Les modifications seront dans la plupart du temps prise en compte lors du prochain re-dmarrageConf=002 dat=012 ----11--

Conf indique le numro de la variable (0-255) et dat sa valeur (0-255). Pour vrifier les bits, la valeur est galement affiche en binaire. La touche * permet de passer de conf dat tandis Un appui sur # avec le curseur sur le champ conf lit la variable Tandis quun appuie avec le curseur sur le champ dat crit la donne en EEPROM. Un chapitre a part dcrit toutes les variables de configuration CC.

Ecran de test et debug Cet cran de debug nest pas ncessaire pour une utilisation normale. Dailleurs il est dbrayable par les CC et dsactiv par dfaut. Il permet de lire et modifier la mmoire vive (RAM) et les registres du microcontrleur. Il pourra par exemple tre utilis pour lire des emplacements particuliers comme les can0 (adresse 47) ou lors de mise au point, ou en cas de problmes.adr=012 dat=080 --1-1----

adr indique ladresse mmoire et dat sa valeur en dcimal et en binaire. La touche * permet de passer de adr dat. Un appui sur # lit la valeur et un appui long sur # crit la valeur. Un appui long sur la touche 7 permet dutiliser les 256 adresses supplmentaires du UC. Le premier tiret du bas se change alors en I Un appui long sur la touche 8 active la lecture en continue. Le second tiret se transforme alors en C.

5.3. Configuration de la centrale avec les CC Les variables CC permettent de configurer la centrale. Elles sont stockes en EEPROM afin de garder leur contenu lorsque la centrale nest plus alimente et permettre une modification aise. Pour les modifier, il est possible de le faire lors de la programmation du UC avec ICPROG, lors de lutilisation avec la console ou encore via RS232 grce au logiciel fournit. Il est impratif de ne pas mettre nimporte quoi dans certaines variables, par exemple une impulsion de 10s sur un aiguillage solnode risque de le dtruire. Les tableaux suivants indiquent dcrivent chaque CC et donnent la valeur par dfaut prsente dans le fichier hex livr. Certaines variables sont codes en binaire. Cela dj t expliqu au chapitre DCC, mais voici un rappel. Pour un octet qui contient donc 8 bits (0/1). Celui le plus gauche un poids de 1, le suivant 2 et ainsi de suite. Pour connatre la valeur dun octet, il suffit de remplacer par 0 les bits 0 partir de lexpression suivante et de faire la somme : 128+64+32+16+8+4+2+1 ex : 0.0.1.0.1.1.0.0 = 0+0+32+0+8+4+0+0 = 44 CC 0-15 - Adresse des locomotives pour chaque canal la mise sous tension. Ladresse 0 signifie que le canal est non utilis. CC 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Dfaut 9 10 11 12 13 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Description Adresse de la locomotive du canal 0 Adresse de la locomotive du canal 1 Adresse de la locomotive du canal 2 Adresse de la locomotive du canal 3 Adresse de la locomotive du canal 4 Adresse de la locomotive du canal 5 Adresse de la locomotive du canal 6 Adresse de la locomotive du canal 7 Adresse de la locomotive du canal 8 Adresse de la locomotive du canal 9 Adresse de la locomotive du canal 10 Adresse de la locomotive du canal 11 Adresse de la locomotive du canal 12 Adresse de la locomotive du canal 13 Adresse de la locomotive du canal 14 Adresse de la locomotive du canal 15

CC 16-31 - Choix des souris pour chaque canal la mise sous tension. La valeur mettre est la suivante type.type.type.num.num.num.num.num

Le tableau suivant dfinit le type. Dans linterface, le type est dsign par une lettre. Valeur 0 1 2 3 4 5 6 7 Valeur 0.0.0.n.n.n.n.n 0.0.1.n.n.n.n.n 0.1.0.n.n.n.n.n 0.1.1.n.n.n.n.n 1.0.0.n.n.n.n.n 1.0.1.n.n.n.n.n 1.1.0.p.n.n.n.n 1.1.1.c.c.n.n.n Lettr e X C U V P I N A Description Pas de souris Canal rserv pour lordinateur UM, suit la consigne du canal dadresse de loco nnnnn 0 -31 UM inverse, idem U mais en inversant le sens Potentiomtre (nnnnn = 0 / 1 / 2 / 3 / 4) Infra-rouge (nnnnn = 0 / 1 / 2 ) I2C Numerique (nnnn = 0-7 , p=0=PCF8574 p=1=PCF8574A) I2C Analogique (adresse I2C nnn = 0-7, numero du canal 0-3)

Valeur = 32*type+numro CC 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Dfaut 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Description Souris du canal 0 Souris du canal 1 Souris du canal 2 Souris du canal 3 Souris du canal 4 Souris du canal 5 Souris du canal 6 Souris du canal 7 Souris du canal 8 Souris du canal 9 Souris du canal 10 Souris du canal 11 Souris du canal 12 Souris du canal 13 Souris du canal 14 Souris du canal 15

CC 32-39 Phase des leds Phase des leds en mode clignotant. 0 = mme phase que la led dtat du UC / 1 =phase inverse. CC 32 33 34 35 36 37 38 39 Dfaut 0 0 0 0 0 0 0 0 Description (phases pour les leds suivantes)07.06.05.04.03.02.01.00 15.14.13.12.11.10.09.08 23.22.21.20.19.18.17.16 31.30.29.28.27.26.25.24 39.38.37.36.35.34.33.32 47.46.45.44.43.42.41.40 55.54.53.52.51.50.49.48 63.62.61.60.59.58.57.59

CC 40-47 Initialisation du clignotement des leds Mode clignotant des leds la mise sous tension. Lorsquune led est active elle clignotera ou non suivant ce mode. Le mode clignotant est galement accessible par les quations contrairement la phase qui est fixe par les CC32-39. 0 = mode continu / 1 = mode clignotant. CC 40 41 42 43 44 45 46 47 Dfaut 0 0 0 0 0 0 0 0 Description (phases pour les leds suivantes)07.06.05.04.03.02.01.00 15.14.13.12.11.10.09.08 23.22.21.20.19.18.17.16 31.30.29.28.27.26.25.24 39.38.37.36.35.34.33.32 47.46.45.44.43.42.41.40 55.54.53.52.51.50.49.48 63.62.61.60.59.58.57.59

CC 48-66 Touches de la tlcommande IR Une tlcommande infrarouge (IR) peut tre utilis pour piloter jusqu' 3 canaux DCC. Les CC suivantes permettent de dfinir le numro des touches pour chaque action. Comme indiqu dans le chapitre des crans, lcran de test avec ladresse I+41 indique le numro de la dernire touche appuye. CC 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 Dfaut 32 1 205 2 222 3 33 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Description (fonction de la touche)Canal Canal Canal Canal Canal Canal Canal Canal Canal Canal Canal Canal Canal Canal Canal Canal Canal Canal Arrt IR 1 Incrmentation de IR 1 Incrmentation (2 IR 2 Incrmentation IR 2 Incrmentation IR 3 Incrmentation IR 3 Incrmentation IR 1 Dcrmentation de IR 1 Dcrmentation (2 IR 2 Dcrmentation IR 2 Dcrmentation IR 3 Dcrmentation IR 3 Dcrmentation IR 1 Inversion du sens IR 2 Inversion du sens IR 3 Inversion du sens IR 1 Fonction F0 IR 2 Fonction F0 IR 3 Fonction F0 durgence la vitesse touches sont possibles)

la vitesse touches sont possibles)

CC 67-98 - Dure des impulsions des aiguillages Dure des impulsions de commande des aiguillages par pas de 100ms. 1=100ms / 2=200ms / 10=1s / 255=25.5ms Pour les aiguillages solnodes, commencer par la valeur la plus faible (1) puis augmentez la si cela ne suffit pas. Les grandes valeurs sont plutt rserves aux aiguillages moteur ( mouvements lents). CC 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 Dfaut 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 DescriptionAiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage 0 Dure de limpulsion (par pas de 100ms) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage Aiguillage

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

CC 99-102 - Positionnement des aiguillages la mise sous tension. 0 = position direct / CC 99 100 101 102 Dfaut 0 0 0 0 1 = position dvi

Description (position des aiguillages suivants)07.06.05.04.03.02.01.00 15.14.13.12.11.10.09.08 23.22.21.20.19.18.17.16 31.30.29.28.27.26.25.24

CC 103-108 Non utiliss CC 109 Valeur de rebouclage du compteur des quations Des comparaisons avec ce compteur permettent par exemple de simuler des feux routiers. Voire le chapitre sur les quations pour plus de dtail CC 109 Dfaut 24 DescriptionValeur de rebouclage du compteur (en secondes)

CC 110 Numro du 1er canal de la console CC 110 Dfaut 1 Description G.G.G.G.D.D.D.Dd num du canal gauche et droit de la console

CC 111 Nombre daiguillages CC 111 Dfaut 32 Description Nombre daiguillages

CC 112 Dure des impulsions de tous les aiguillages

CC 112

Dfaut 0

Description Dure des impulsions de tous les aiguillages en pas de 100ms. Si 0, utilisation de CC77-98

CC 113 Dure de prparation avant de dplacer une aiguille Cette dure permet par exemple de charger le condensateur dans le cas dun pilotage capacitif des aiguillages. CC 113 Dfaut 10 Description Dure en pas de 100ms.

CC 114-115 - Activation des diffrents modules CC 114 115 Dfaut 00110000 = 48 00001111 = 15 Description 0.MENU_DBG.IR_IT.TDV.0.0.0.0 0.0.0.0.MOUSEIR.MOUSEPOT.MOUSEI2C.MOUSEALL

MENU_DBG : Activation du menu de debug IR_IT : Activation de la procdure qui reoit et dcode le signal IR pour extraire le numro de la touche TDV : Activation des quations MOUSEIR: Activation de la gestion de la tlcommande IR MOUSEPOT: Activation de la gestion des souris potentiomtriques MOUSEI2C : Activation de la gestion des souris I2C MOUSEALL : Activation des souris Si 0 alors toutes les souris sont dsactives CC 116 - Menu de dpart CC 116 Dfaut 10 Description Numro du menu actif au dmarrage

Les numros des diffrents menus

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