Réalisation et commande d'un pont tournant et d'une remise à locomotives

1. Présentation du pont

La réalisation du pont tournant a débuté en 2010.
Le tablier est constitué par une plaque de contreplaqué d'épaisseur 1 cm, de longueur 60 cm et de largeur 7 cm. Un tronçon de rail Peco est fixé sur la plaque. La rotation du tablier est assurée par un moteur à courant continu à 7 pôles logé sous le tablier. Le moteur entraine, par l'intermédiaire d'un réducteur réalisé à partir de courroies et de poulies Meccano deux des quatres roues supportant le tablier. Les 4 roues sont constituées par de vieilles poulies Meccano. Le pivot qui permet la rotation précise du tablier est constitué par deux grandes poulies Meccano dont l'une est fixée au milieu du tablier et l'autre sur le support (au centre de la fosse) et qui sont reliées par une tige métallique. Le socle est équipé d'un rail circulaire récupéré sur une vieille voie Lima. (voir photo ci-dessous).



Le positionnement du pont est assuré par une vis fixée à l'extrémité du tablier qui vient en butée contre une lame métallique, ce qui positionne précisément la voie du pont en face des voies fixes. La lame métallique est collée sur un moteur d'aiguille Lemaco qui permet de la rétracter (voir photos ci-dessous).


2. Première version non modulaire

Dans cette première version, le pont permettait le raccordement à 4 voies différentes: les 2 voies qui desservent la gare et les 2 voies de la remise à locos..



2.1 Commandes électriques et détecteurs

Le circuit de commande permet les manoeuvres suivantes:

- voie 1 vers voie 2 (retournement d'une loco en gare)
- voie 1 vers voie 3 (entrée dans la voie 3 de la remise à loco)
- voie 1 vers voie 4 (entrée dans la voie 4 de la remise à loco)
- voie 3 vers voie 1 (la loco pénêtre sur la voie 1 en marche arrière)
- voie 3 vers voie 2 (la loco pénêtre sur la voie 2 en marche avant)
- voie 4 vers voie 1 (la loco pénêtre sur la voie 1 en marche arrière)
- voie 4 vers voie 2 (la loco pénêtre sur la voie 2 en marche avant)

Le pont tournant comporte les dispositifs de commande suivants:

- l'alimentation des rails (l'alimentation est celle du réseau, mais il y a un inverseur de courant dédié au pont)
- la commande de l'inverseur de courant dans le rail fixé sur le tablier
- 3 commandes des moteurs d'aiguille qui permettent de manoeuvrer les lames d'arrêt du pont (voies 1, 3 et 4)
- la commande d'alimentation du moteur du pont
- la commande d'inversion du sens de marche du moteur du pont

Le pont est équipé des détecteurs suivants:

-un détecteur de présence qui ferme un contact lorsqu'une loco est présente sur les rails du pont
-un contact de fin de course fixe (voie 2) entre la vis du tablier et une lame fixe à l'extrémité de la voie 2.
- 3 contacts de fin de course (voies1, 3 et 4) entre la vis du tablier et les lames mobiles fixées à l'extrémité des moteurs d'aiguille.

2.2. Synoptique du montage et principe de fonctionnement

Le pont est commandé par ordinateur (celui qui commande l'ensemble du réseau) via l'interface USB en Visual Basic.

le montage comprend une carte à relais et une carte d'interface USB VM 110 de Velleman.

2.3 Description de la carte à relais

La carte comporte 9 relais 2RT numérotés R1 à R9 dont les fonctions sont les suivantes (voir le schéma ci-dessous):

R1 commande l'inversion du sens du courant dans le rail du tablier
R2 commande l'envoi de l'alimentation dans le rail du tablier
R3 permet de couper l'alimentation du rail du pont lorsque le contact du détecteur de présence est fermé et ferme le contact de l'entrée E1 de la carte USB
R4 permet de couper l'alimentation du moteur du pont lorsque le contact du détecteur de fin de course est fermé et ferme le contact de l'entrée E2 de la carte USB
R5 commande la mise en marche du moteur du pont
R6 commande l'inversion du sens de marche du moteur du pont



De plus, 3 relais supplémentaires R7, R8 et R9 sont nécessaires pour la commande des moteurs d'aiguille LEMACO qui actionnent les lames permettant le blocage du pont en face des voies 1, 3 et 4. Le schéma de commande est classique et est rappelé ci-dessous.



Dans le cas où on retourne une loco, il est nécessaire d'inverser le sens du courant dans l'alim du réseau pendant que la loco est présente sur le pont tournant. On peut utilser le détecteur de présence du pont tournant ou celui du réseau. Cette inversion doit être faite même si le réseau fonctionne en numérique (DCC) pour éviter un court-circuit.

2.4 Carte d'interface USB

Cette carte est présentée dans la rubrique "informatique".

Pour la commande du pont tournant, on utilise 7 sorties (D1 à D7) et 2 entrées (E1 et E2).
Chaque sortie commande un relais.

L'affectation des 7 sorties (D1 à D7) est la suivante:

D1: envoi de l'alimentation dans le rail du tablier
D2: inversion du sens du courant dans le rail du tablier
D3: départ du moteur du pont tournant
D4: inversion du sens de marche du moteur du pont tournant
D5: commande du moteur entrainant la lame de positionnement en face de la voie 3
D6: commande du moteur entrainant la lame de positionnement en face de la voie 4
D7: commande du moteur entrainant la lame de positionnement en face de la voie 1

L'affectation des 2 entrées est la suivante:

E1: détection de présence d'une loco sur le pont tournant
E2: détection de fermeture d'un des contacts de fin de course

2.5 Principe du fonctionnement

Le fonctionnement du dispositif est le suivant:

Lorsqu'une loco pénêtre sur le tablier du pont, le contact du détecteur de présence situé à l'extrémité du tablier est fermé ce qui entraîne les 2 actions suivantes:
- coupure de l'alim et donc arrêt de la loco
- envoi de l'information au PC via la carte USB (commande E1)

Le PC envoie alors l'ordre de départ du moteur du pont (commande D3) ainsi que la commande du sens de rotation (commande D4).

Le tablier tourne dans le sens choisi jusqu'à ce que la vis située à l'extrémité du tablier entre en contact avec l'une des lames (fixes ou mobiles) situées à l'extrémité des voies d'accès au pont, ce qui provoque les 2 actions suivantes:

- arrêt du moteur
- envoi de l'information au PC via la carte USB (commande E2)

Le PC envoie alors l'ordre de commande d'envoi de l'alimentation dans le rail du tablier(commande D1) ainsi que le sens de marche (commande D2) et la loco démarre dans la direction choisie.
Lorsque le réseau fonctionne en numérique (DCC), le fonctionnement est le même. Le signal DCC est coupé lorsque la loco a pénétré sur le pont. Le décodeur DCC garde en mémoire les commandes envoyées et la loco repart avec dès que le signal DCC est renvoyé à la voie. Evidemment,la commande d'inversion du sens de marche n'est pas utilisée.

Le pont doit évidemment pouvoir aussi être manoeuvré dans les 2 sens en l'absence de loco.

Pour celà, on envoie la commande D3 pendant une faible durée (2 ou 3 secondes) ainsi que la commande D4 ce qui a pour effet de faire démarrer le tablier dans le sens désiré et d'ouvrir le contact de fin de course, ce qui permet d'appliquer l'alimentation au moteur jusqu'à ce que la vis située à l'extrémité du tablier entre de nouveau en contact avec l'une des lames (fixes ou mobiles) situées à l'extrémité des voies d'accès au pont, ce qui provoque les 2 actions suivantes:
- arrêt du moteur
- envoi de l'information au PC via la carte USB (commande E2) Le tablier s'arrête alors en face de la voie sélectionnée dans l'attente d'une nouvelle commande du PC.

2.6. Commandes logicielles

La carte USB Velleman VM 110 dédiée à la commande du pont tournant utilise l'adresse 1, l'adresse 0 étant utilisée par la carte qui commande le réseau modulaire.

La programmation des manoeuvres du pont est réalisée en Visual Basic. Vous trouverez la liste des principales commandes de la carte Velleman en Visual Basic dans la page du site consacrée à l'interface USB.

Voici la liste des commandes utilisées pour la manoeuvre du pont.

Commande Visual Basic

Action réalisée
SetDigitalChannel (1)
Envoi du courant dans les rails du tablier du pont
ClearDigitalChannel (1)
Coupure du courant dans les rails du tablier du pont
SetDigitalChannel (2)
Courant inverse dans les rails du tablier du pont
ClearDigitalChannel (2)
Courant direct dans les rails du tablier du pont
SetDigitalChannel (3)
mise en marche du moteur du pont
ClearDigitalChannel (3)
arrêt du moteur du pont
SetDigitalChannel (4)
inversion du sens de marche du moteur du pont
SetDigitalChannel (5)
alimentation voie 3 de la remise à locos et sortie de la lame mobile
ClearDigitalChannel (5)
coupure de l'alimentation voie 3 de la remise à locos et rentrée de la lame mobile
SetDigitalChannel (6)
alimentation voie 4 de la remise à locos et sortie de la lame mobile
ClearDigitalChannel (6)
coupure de l'alimentation voie 4 de la remise à locos et rentrée de la lame mobile
SetDigitalChannel (7)
sortie de la lame mobile en face de la voie 1
ClearDigitalChannel (7)
rentrée de la lame mobile en face de la voie 1
ReadDigitalChannel(1) = 0
absence de loco sur le tablier du pont
ReadDigitalChannel(1) = 1
présence de loco sur le tablier du pont
ReadDigitalChannel(2) = 1
détection de fin de course du pont


A titre d'exemple, vous pouvez télécharger un programme de test en Visual Basic (nommé "test pont") qui permet de réaliser quelques manoeuvres : voie 1 vers voie 2 (retournement d'un loco en gare), voie 1 vers voie 3 (accès à la voie 3 de la remise à locos), voie 4 vers voie 1 (passage d'une loco de la voie 4 de la remise à locos à la voie 1 de la gare).
Cliquez ici pour télécharger le programme "test pont"

2.7. Quelques photos

Voici deux photos de la remise à locomotives et des voies d'accès au pont tournant. Le batiment provient de chez Addie-Modell.





La photo ci-dessous montre l'état du pont fin 2010. La décoration n'a pas été terminée suite à la décision de passer à la réalisation de modules..



2.8. Vidéos

La vidéo ci-dessous montre le passage sur le pont-tournant d'une petite 020T équipée en DCC transmis par radio. Les batteries et les équipements radio sont plaçés dans les wagons attelés à la locomotive. Toutes les manoeuvres sont pilotées par ordinateur.



Et voici une petite vidéo qui montre le retournement d'une 030T équipée en DCC.



3. Réalisation des modules en 2012

Mon réseau étant modulaire, comme celui de mon club (le Cercle Atlantique du Zéro), j'ai construit deux modules transportables qui accueuillent le pont tournant et la remise à locos. Ces modules peuvent venir compléter ceux du club lors des exposirtions.

3.1. Module pont tournant

Les dimensions de ce module sont de 90 x 80 cm.
Vous pouvez voir ci-dessous quelques photos du module en construction.







3.2. Module remise à locos

Les dimensions de ce module sont de 90 x 60 cm.
Vous pouvez voir ci-dessous une photo du module en construction.



3.3 Commandes du pont en DCC

Mon réseau et celui du CAZ étant entièrement numérisés en DCC, j'ai remplaçé la carte Vellemann VM110 par un décodeur de locomotive ce qui permet de réduire les coûts et de simplifier le logiciel de commande. J'utilise un décodeur ESU Lokpilot V3.0.

Les sorties du décodeur sont utilisées de la façon suivante:
- la sortie moteur commande le moteur du pont dans les deux sens
- la sortie AUX1 (fonction F0) commande le feu à l'entrée du pont
- la sortie AUX2 (fonction F1) commande un relais inverseur de courant qui alimente le moteur d'aiguille qui permet de manoeuvrer la lame d'arrêt du pont en face de la voie 3
- la sortie AUX3 (fonction F2) commande un relais inverseur de courant qui alimente le moteur d'aiguille qui permet de manoeuvrer la lame d'arrêt du pont en face de la voie 4

3.4 Quelques photos des modules terminés

Voici une photo des modules en cours d'installation sur le réseau modulaire du Cercle Atlantique du Zéro.


Et voici une photo des modules installés sur mon réseau dans le grenier.


3.5 Vidéo

Cette vidéo montre le passage d'une Mallet 020+020T et d'un autorail Picasso sur le pont tournant.
Les manoeuvres sont entièrement pilotées par ordinateur avec mon programme CARTO-DCC.


Pour télécharger la vidéo cliquez ici.

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