Arrêt Automatique Programmable

Le modélisme ferroviaire se prête particulièrement bien à l'automatisation des évolutions des trains. Dans ce domaine, des degrés de sophistication élevés peuvent être atteints notamment par l'utilisation de microprocesseurs ou de P.C. Notre montage se caractérise par des ambitions plus modestes. Il vous permettra cependant de programmer un nombre souhaité de passages d'un convoi en un point donné du réseau avant de provoquer son arrêt automatique, avec en plus, une possibilité d'action sur la signalisation.

Le principe

La locomotive sera équipée d'un petit aimant permanent collé sous son châssis. Le point de contrôle du réseau évoqué ci-dessus est un ILS (interrupteur à lame souple) disposé dans l'axe de la voie par collage. Le passage de la locomotive est alors détecté par la fermeture de l'ILS dont la conséquence est l'incrémentation d'un compteur. Grâce à un microswitch de cinq interrupteurs, il est possible de provoquer l'arrêt du train au bout de 1, 2, 3, 5 ou 9 passages sur le point de contrôle.

Le fonctionnement

Si l'on se réfère à son schéma de principe, le montage est alimenté par le secteur 220V par l'intermédiaire d'un transformateur dont l'enroulement secondaire délivre un potentiel alternatif de 12V. Un pont de diodes redresse les deux alternances et la capacité C1 effectue un premier filtrage. Sur la sortie du régulateur 7809, on recueille un potentiel stabilisé à 9V. La capacité C2 réalise un filtrage complémentaire tandis que C4 découple le montage de l'alimentation. La LED L1 dont le courant est limité par R1, signalise la mise sous tension du dispositif.

Les portes NAND III et IV forment une bascule monostable. Pour chaque fermeture de l'ILS, l'entrée de commande est momentanément soumise à un état bas. Il en résulte, sur la sortie de la bascule, un état bas de durée fixe imposée par les valeurs de R8 et de C6. Dans le cas présent, cette dernière est proche de la seconde. Les portes NAND I et II, avec leurs résistances périphériques R4 et R9 forment un trigger de Schmitt qui confère au signal émis par la bascule, des fronts montants et descendants bien verticaux. Le circuit intégré référencé IC2 est un CD4017. Il s'agit d'un compteur décodeur décimal qui avance d'un pas au rythme des fronts négatifs présentés sur l'entrée de validation "V", étant donné que l'entrée "Horloge" est reliée en permanence à l'état haut. Au moment de la mise sous tension du montage, la capacité C3 se charge rapidement à travers R5. Il en résulte une brève impulsion positive sur l'entrée "RAZ" du compteur ce qui provoque sa remise à zéro automatique, c'est à dire la présence de l'état haut sur la sortie S0. Cette situation est matérialisée par l'allumage de la LED L2. A noter qu'il est possible à tout moment d'aboutir au même résultat en appuyant sur le bouton-poussoir BP.

Les cinq interrupteurs du microswitch sont respectivement reliés aux sorties S1 à S5 de IC2 par l'intermédiaire des diodes D1 à D5. En fermant par exemple l'interrupteur numéro 3, le transistor T est saturé au moment de la troisième fermeture de l'ILS. Il comporte dans son circuit collecteur le bobinage d'un relais 2RT qui se ferme. A remarquer que, s'agissant d'un relais 12V, il est directement alimenté par le potentiel redressé disponible en amont du régulateur 7809. Sa fermeture est signalisée par l'allumage de la LED L3.

La diode D6 protège le transistor des effets liés à la surtension de self qui se manifestent à l'occasion de l'établissement et de la coupure du bobinage du relais. Lorsque le relais est fermé, les contacts "Commun" et "Repos" coupent l'alimentation d'une section de voie longue de quelques centimètres et disposée en aval du point de contrôle. La motrice s'arrête donc sur cette section. Devant cette dernière, on peut disposer un signal comportant par exemple un feu rouge et un feu vert. L'autre jeu de contacts du relais permet d'alimenter le feu correspondant à la situation: rouge pour l'arrêt, vert pour la voie libre. Pour redémarrer, il suffit d'appuyer sur le bouton-poussoir. Bien entendu, il est possible d'éliminer le système de contrôle en ne fermant aucun des interrupteurs du microswitch.

La réalisation

Nomenclature 

Résistances R1, R2: 470  (jaune, violet, marron) 

R3 à R7: 10 k  (marron, noir, orange) 

R8, R9: 100 k  (marron, noir, jaune) 

R10: 1 k  (marron, noir, rouge) 

Condensateurs 

C1: 2200 µF/25V électrolytique 

C2, C3: 47 µF/10V électrolytique 

C4: 0,1 µF céramique multicouches 

C5: 10 nF céramique multicouches 

C6: 1 µF céramique multicouches 

C7: 1 nF céramique multicouches 

Semi-conducteurs 

Pont de diodes 1,5A L1: 

LED verte  3 L2: LED jaune  3 L3: 

LED rouge  3 

D1 à D5: diodes-signal 1N4148 

D6: diode 1N4004 

T: transistor NPN BC108 

Circuits intégrés 

IC1: CD4011 (4 portes NAND) 

IC2: CD4017 (compteur décodeur décimal) 

REG: régulateur 9V (7809) 

Divers 

1 support 14 broches 

1 support 16 broches 

Bornier soudable 9 plots 

Transformateur 220V/2x6V/1VA 

REL: relais 12V/2RT -NATIONAL- 

BP: bouton-poussoir à contact travail 

MS: microswitch 5 interrupteurs 

ILS: interrupteur à lame souple 

Aimants permanents miniatures (montés sous locos)