Commande d'aiguillage par décharge capacitive

Cette solution, fréquemment proposée sur le web par des électriciens confirmés, consiste à protéger les solénoïdes d’un aiguillage en insérant une résistance, suivie d’une diode, suivis d’un condensateur sur le pôle + d’un aiguillage. Le condensateur se charge tant que l’aiguillage est au repos, et se décharge vers celui-ci lorsque l’un des 2 boutons-poussoirs est actionné.
C’est la théorie que j’ai bien assimilée. La pratique est tout autre !
Après création d’un petit circuit sur plaque d’essai comportant les références préconisées en résistance, diode et condensateur et insertion sur le fils jaune (+) de l’aiguillage (Voie M), il ne se passe strictement rien au niveau de l’aiguillage lorsque j’actionne les Boutons Poussoirs ! Désespérant.
Et pourtant, je mesure au voltmètre des décharge de courant d’environ 50 Volts.
Est-ce que cela signifie que les bobines märklin ne fonctionnent qu’en courant alternatif de 16 volts et pas du tout en courant continu de 50 volts ?
Je suis perplexe mais très ignorant en électricité.
Quelqu’un a-t-il une idée :wink: pour me sortir de cette impasse ?

Merci d’avance…
JMarc

Bonsoir Jean-Marc
Votre poste m’interpelle et donc j’ai trouvé un article avec schémas :
ptitrain.com/electronique/te … charge.htm
Voudriez-vous mesurer la tension au bornes du condensateur lorsque le bouton poussoir est enfoncé (et reste enfoncé), on devrait trouver 0 V, à ce moment le condensateur s’est déchargé dans le solénoïde, mais le condensateur aurait une valeur trop faible.
Si la tension au condensateur est restée : le circuit fils / bouton / bobine serait interrompu.
Encore une chose, la polarité du condensateur doit être respectée en fonction de la diode.
Pour le moment je ne vois que cela, si quelqu’un a une idée ?
Amicalement. Patrice

Bonsoir Jean-Marc, bonsoir Patrice, bonsoir à tous,

Les moteurs d’aiguillages Marklin ne fonctionnent pas qu’en alternatif, car maintenant quand on fait du digital avec les décodeurs intégrés ou les K 83, ils sont alimentés en continu. D’ailleurs, c’est l’alimentation en continu (DC comme Direct Current) qui provoque les problèmes que nous rencontrons tous sur les fins de courses des moteurs de la voie C. :blush: :blush:
En voie M, il n’y a pas de fin de course, donc pas de problème :wink:
Les schémas proposés dans le document, dont Patrice a fourni le lien, sont explicites. En fait il s’agit d’un redressement simple alternance qui charge un gros réservoir à la valeur crête de la tension sinusoïdale 50 Hz, qui est peut être à vide de 19*1,414 = 27 volts, d’où la valeur min de 40 volts pour le condensateur, par sécurité. Ce condensateur a une valeur très élevée puisque c’est lui qui fourni l’énergie pour alimenter le bobinage de l’aiguillage. Le courant d’appel, absorbé lors de la commutation, voisine 1 A.
Il faut, comme le précise Patrice, que les diodes D1 et D2 soient dans le bon sens, sinon, ou le condensateur ou la diode D2 vont claquer. rapidement . :blush: :blush:

Montrez-nous le schéma que vous utilisez, nous pourrons mieux vous répondre.

NOTA : Comme je suis pragmatique, j’ai fait un test de décharge d’un condensateur de 2200 micro F, chargé par une résistance de 1500 ohms sous 20 V, dans un aiguillage M 3601 : cela fonctionne très bien. :smiley:

PS : Pourriez-vous compléter votre profil pour que l’on vous connaisse mieux et également passer par la case présentation pour que vous nous disiez quels sont vos projets.

Amitiés bretonnes

Bonjour Jean-Marc, Jean-Paul et Jean-Patrice :mrgreen:
Ce que je voulais surtout insister sur la polarisation correcte du condensateur électrolytique suivant le sens de la diode, c’est que polariser à l’envers : il peut vraisemblablement exploser en expulsant des confettis ! :face: C’est amusant au carnaval mais pas ici. :no: :clown: :rendeer:
C’est ce que je me souviens et qui est confirmé dans f5zv.pagesperso-orange.fr/RADIO/ … 24G13.html
Il faudrait donc savoir si le condensateur se décharge ou pas suivant l’action du bouton. Ce n’est pas facile à distance de cerner l’affaire d’autant que les mesures vérificatrices se font spontanément et un dépannage se fait sur une installation qui a fonctionné. :grad: Si non c’est du développement. :charte:
Amicalement. Patrice

Bonjour Patrice, bonjour Jean-Marc, bonjour à tous,

La remarque de Patrice est tout à fait justifiée. Je suis plongé dans la radio et l’électronique depuis l’Age de 15 ans. A cette époque, en 1960, les téléviseurs étaient rares et leur ébénisterie en vrai bois épais. J’ai vu un téléviseur dont un condensateur d’alimentation avait explosé et avait traversé l’ébénisterie par le dessus en faisant un trou de 10 cm :blush: :blush: :blush:
Il ne vaut mieux donc pas mettre son nez trop au dessus des circuits électroniques avec des gros condensateurs chimiques. :wink: :wink:

Je me répète, mais une petite photo du schéma utilisé, voire de la réalisation, serait très utile pour vous aider.

Amitiés du Morbihan

Bonjour Patrice et Jean-Paul,

Tout d’abord 1000 merci pour vous être penchés sur mon problème.

Je ne peux pas pour le moment vous donner de réponses très précises, étant géographiquement loin de mes bases.
Les 2 points que je retiens:

  • Je suis à peu prés certain que le sens des composants est correct et donc que le condo ne risque pas de m’exploser à la figure.
    Je vous posterai une photo du circuit en rentrant d’ici la fin de semaine…

  • Je dois avoir une fuite de courant vers l’aiguillage car son ampoule est allumée en permanence, ce qui signifie sans doute que le condo ne se charge pas bien. (Cela voudrait donc dire que la valeur lue au voltmètre serait de 5 volts et non 50, j’ai donc du me tromper d’échelle)

Question subsidiaire : les boutons poussoirs sont placés sur les 2 retours de l’aiguillage. Je suppose que c’est logique ?

Je vous envoie plus d’infos d’ici 2 ou 3 jours.

Amitiés jurassiennes (provisoirement)

Jean-Marc

Bonjour Jean-Marc, bonjour à tous,

Cette méthode de commande avec les aiguillages M n’est pas bien adaptée car effectivement la lampe est branchée en permanence entre fil jaune et la masse. Si vous avez branché le fil jaune sur le condensateur et que vous faites une commande par mise à la masse, on ne peut pas atteindre la valeur crête de la tension car on a un diviseur de tension entre la résistance qui alimente le condensateur et la résistance de l’ampoule. U = E* Ramp / (Ramp+ Rcond). Si la résistance qui charge le condensateur est grande, vous n’allez retrouvez qu’une petite tension sur le condensateur :blush:
Sur des aiguillages voie C c’est possible car l’éclairage est indépendant.
Là, pour la faisabilité, une manip simple serait d’enlever l’ampoule, et dans ces conditions cela devrait marcher.
Ensuite si vous voulez continuer avec cette solution, il faudra isoler la lampe, il y a un petit fil jaune à couper et vous pourrez tirer un fil spécifique pour alimenter la lampe en alternatif par exemple.
NOTA : C’est une solution plutôt dédiée au “2 rails” analogique.

A bientôt

Amitiés bretonnes

Bonjour Jean-Paul et Patrice,

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Effectivement, c’est beaucoup mieux en retirant l’ampoule de l’aiguillage, ça marche.
Enfin … à 95 % ! car de temps à autre ça se bloque et il faut soit agir sur la commande manuelle de l’aiguillage, soit couper le transfo et recommencer.
Bon, je vais pas être trop exigeant à ce stade et vais pouvoir envisager les automatismes sereinement car il y en a beaucoup.
Ce point était essentiel pour la suite des événements.
Jean-Paul, vous semblez sous-entendre qu’il existe d’autres solutions de protection des aiguillages en 3 rails analogiques ?

En fait j’utilise pour cette décharge capacitive : une résistance de 220 Ω 0,5 W, une diode 1N4001 et un condensateur 4700 µF 50 V.
Je viens de me rendre compte qu’il est possible de remplacer ce dernier par un condensateur plus économique 1000 µF 25 V (environ 1 € pièce) et que cela marche tout aussi bien.
En pratique je pense installer un tel petit circuit avant chaque aiguillage et commander les itinéraires (3 à 4 aiguillages simultanément) au choix par des ILS, des rails de contact (s’ils fonctionnent correctement) et aussi par des boutons poussoirs, qui fermeront les retours opportuns des aiguillages impliqués dans un itinéraire.
Question : Est-il nécessaire, pour résoudre les conflits d’aiguillages concernant plusieurs itinéraires, d’installer des diodes sur certains retours d’aiguillages ?

J’espère qu’il n’y a rien de d’aberrant dans ce projet (?) et que mon vieux transfo bleu Märklin de 30 VA suffira à alimenter ces aiguillages (?), sinon il faudra le remplacer.

Si vous repérez des problèmes prévisibles, n’hésitez pas à m’en faire part.

Et encore merci pour m’avoir trouvé la solution.

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Jean-Marc

bonsoir J-M

une diode 1n4001 supporte 35 V (max) en inverse, donc ne pas dépasser 35 / 1.42 / 2 soit 12.3 V alternatif pour le transfo, je préfèrerai 1N4002 car si la diode se met en CC et bhen bonne chance pour le condens !

le condensateur : 25 V me semble un peu juste, de plus : étant donné que l’aiguillage ne fonctionne pas à chaque fois : 1000 µF me semble aussi trop faible

la résistance : plus sa valeur sera élevée et plus sa puissance à dissiper pourra être petite
P = U carré / R -> 0.5 = U carre / 220 -> U carré = 0.5 X 220 = 110 -> U = 10.5
tension transfo (max) = (10.5 + 0.6 ) x 2 = 22.2 V c’est OK

amitiés. P

Bonsoir Patrice,

Mes connaissances en électricité étant très limitées, je n’ai pas tout compris dans vos calculs.
Mais je vais suivre vos conseils et utiliser des diodes 1N4002 et des condos 2200 µF 25/40 Volts.Si j’ai bien compris, je peux garder les résistances de 220 ohms.

Ce qui m’inquiète un peu c’est le nombre d’aiguillages/TJD (env 45) et de signaux (env 20).
Si je prévois de mettre un condensateur pour chacun de ces 65 éléments, il va falloir un temps infini pour les charger, à l’allumage du transfo !
Par ailleurs est-ce que mon transfo 18 Volts AC, 30 VA supportera tout cela sans risque ? :cherry:

Amitiés parisiennes,

JM

Bonsoir Jean-Marc, bonsoir Patrice, bonsoir à tous,

Il est très facile de faire le calcul pour montrer que le pauvre transformateur va disjoncter si vous essayez de tous les charger en même temps.
Un condensateur se comporte comme un court-circuit lorsque qu’il n’est pas chargé, donc le courant de charge transitoire sera de U-0,7 / 220 pour simplifier si on prend U crête = 22 volts, le courant d’appel sera de 100 mA. Si vous avez 65 dispositifs identique en parallèle, il faudrait pouvoir fournir 6,5 Ampères !!
Si on prend votre hypothèse de 30 VA, il faudrait au minimum 3 transfos. :blush: :blush:
Une astuce pourrait consister à séparer vos “consommateurs” en 3 ou 4 parties et séquencer leur démarrage: 3 ou 4 interrupteurs de zones. Une fois les condensateurs chargés il ne faut plus que compenser les fuites et les recharges suite aux commandes des dispositifs.

Il faut noter qu’il faut environ 8 secondes pour charger le condensateur à 90% de la tension max en prenant l’hypothèse 220 ohms et 2200 micro farad: j’ai simulé le schéma.
Il ne faudra pas oublier ce paramètre dans vos applications, car si vous commutez le même aiguillage à qq secondes d’intervalle, il n’aura pas le temps de se recharger pour fournir assez d’énergie pour le solénoïde !! On voit qu’il ne faut pas trop monter la valeur du condensateur .

Voilà des premières réflexions à méditer

A bientôt

Amitiés bretonnes

bonsoir J-M
je pense que vous avez bonne préférence pour diode et condensateur, bien évidement l’avis des collègues est bien venu

pour ce qui est de la valeur de la résistance par rapport au condensateur :
il y a la constante de temps (lettre grecque tau) c’est à dire le produit de la résistance par le condensateur
ici 220 X 0.002200 = 0.48 seconde
si on alimente le condensateur par une batterie via la résistance : la tension aux bornes du C atteindra 70.7 % de la tension de la batterie au bout de la constante de temps
(si la résistance est doublée il faudra 2 fois plus de temps ; si le condensateur est doublé idem ; si on double un élément et qu’on divise par deux l’autre élément : et bhen la constante de temps est inchangée)
pour que la tension aux bornes du condensateur arrive à 99 % de la tension de la batterie : il faut 4.7 fois la constante de temps

dans notre cas ce n’est pas une batterie mais un redressement : il faudra plus de temps, de plus sur une seule alternance et donc les pourcentages indiques plus haut ne sont plus valides.

houps : près de 50 aiguillages mais comme il y a deux positions ça fait 100 condensateurs
votre transfo 18 Volts AC, 30 VA ce qui donne 1.67 A
pour un circuit 18 V sur 220 ohms ce qui donne 0.082 A ce qui donne 8.2 A en pointe car une fois les condensateurs chargés : il n’y a plus de consommation de courant.
la surcharge est de 8.2 / 1.67 = 4.91
pour ce qui est de la simultanéité d’action des aiguillages : cela se fait droit ou dérivé et je suppose pas les 50 aiguillages en même temps

***que pensez-vous de ceci :
***garder le transfo
utiliser un pont de diodes 10 A 50 V ou autre suivant votre préférence et donc quid des 1N4002
pour chaque aiguillage un seul circuit qui comprendrait une résistance et un condensateur mais deux boutons poussoir chacun vers les deux bobines de l’aiguillage
pour ce qui est de la résistance : doubler voir tripler sa valeur à ce moment la constante de temps sera en relation mais on travaille sur les 2 alternances)
l’autre avantage d’utiliser un pont c’est que la charge magnétique pour le transfo se fait dans les deux sens.
***SVP mettre un fusible au primaire et au secondaire.

bien évidement l’avis des collègues est bien venu
***amicalement. Patrice

ps.: Jean-Paul a répondu entre temps car il me faut du temps pour taper mes textes

Bonsoir Jean-Marc

Est-il vraiment nécessaire de mettre en œuvre une décharge capacitive pour des aiguilles en voie M? Perso je pense que ce n’est que du temps et de l’argent perdu. Les solénoïdes sont largement dimensionnés et ne craignent pas une alimentation permanente.

Bon si tu veux vraiment, voilà quelques remarques:
]tu as pris le schéma à l’envers, le fil direct du transfo à l’aiguille c’est le jaune, et la résistance et la diode doivent être monté sur le brun entre le transfo et les boutons poussoirs qui connectent les fils bleus des aiguilles. De cette manière les ampoules peuvent rester./:m]
]Un système de décharge pour l’ensemble des aiguilles doit être suffisant à condition de n’actionner qu’une aiguille à la fois. Le temps de charge entre deux impulsions n’est que de 5RC soit ~ 1/2 seconde dans ton cas. Seule les diodes de roue libres seront à multiplier./*:m]

Salutations

Delias

Bonjour à tous
Et bhen Sylvain n’aurait-il pas raison ?

Jean-Marc : votre tranfo 220 / 18, a-t-il un point milieu c’est-à-dire 9 V + 9 V ? Si oui deux diodes seront suffisantes au lieu d’un pont !

Encore une possibilité c’est d’intercalé un limiteur de courant voir
astuces-pratiques.fr/electro … 7-montages
à ce moment il faudra juste prendre le temps que tous les condensateurs pour les aiguillages se soient chargés. Peut-être une minute . . .
Amicalement. Patrice