Train de jardin: description et exploitaton du réseau
Description du réseau
Le schéma du réseau dans sa phase actuelle est très simple. Il est montré sur la figure ci-dessous. Il n'y a que cinq aiguillages commandés à distance (A1 à A5).
Le réseau occupe une surface de 21 x 6 mètres et la longueur totale des voies est d'environ 80 m.
Depuis 2016, tous les trains embarquent une batterie et la commande s'effectue par radio en Bluetooth avec des smartphones ou des tablettes.
Le réseau principal ne comporte pas de coupure de voie (pas de cantons)
Pour assurer la commande automatique des trains avec une tablette, cinq détecteurs de passage constitués par des aimants sont utilisés: deux sur les 2 voies à l'entrée de la gare 1 (D1 et D2), un troisième détecteur (D3) est placé avant l'aiguille A1, un quatrième détecteur (D4) est plaçé devant la scierie et enfin un cinquième détecteur est plaçé devant la gare 2.
Exploitation en analogique (2006-2007)
Au début, le réseau a été exploité en analogique.
Il était possible de piloter deux trains simultanément en jouant sur la différence des vitesses. L'autorail LGB est plus lent que que les autres trains et il est possible de l'arrêter alors que les autres trains continuent à avancer lentement.
Le réseau pouvait aussi être piloté par ordinateur.
La commande des trains était réalisée soit manuellement, soit par radiocommande à 26 MHz, soit par ordinateur.
En fait,il était même possible de faire circuler 3 trains ensemble sur le réseau. Deux étaient commandés soit par PC, soit par radio avec une seule radiocommande à 26 MHz.
Le troisième (autorail de Dion NC/ND) est commandé par radio avec une radiocommande à 41 MHz dédiée.
Lorsqu'il n'y avait qu'un seul opérateur pour exploiter le réseau, le PC était utilisé pour la commande des deux trains alimentés par les rails et le trosième qui possède une batterie est radiocommandé par l'opérateur.
Lorsque deux opérateurs étaient disponibles, l'un pilotait avec une radiocommande les deux trains alimentés par les rails et l'autre opérateur pilotait le troisième train avec batterie incorporée.
La radiocommande à 26 MHz permettait de commander la vitesse des deux trains en marche avant et arrière ainsi que l'aiguillage A1.
La station de commande réalisée offrait 3 modes de fonctionnement:
- commande manuelle avec une alim classique et un petit TCO
- commande par radio à 26 MHz
- commande par ordinateur avec alim classique
Le schéma ci-dessous montre le principe qui était utilisé pour la commande par radio.
La manette de commande permet de régler la vitesse des trains, le sens de marche et de commander un aiguillage (A1).
Dans cette configuration, la sonorisation d'une loco alimentée par les rails est réalisée en transmettant le son par radio avec un émetteur à 433 MHz. Le son peut être généré par un magnétophone ou par le PC. Le PC permet d'assurer la synchronisation du son avec la vitesse de marche des locos ce qui n'est pas possible avec le magnétophone.
La vidéo ci-dessous montre trois trains en circulation sur le réseau commandés par le PC, avec alimentation classique (sans DCC):
- un autorail LGB non sonorisé
- une 030T Corpet LGB avec fumigène et sonorisation transmise par radio depuis le PC (la sonorisation est plaçée dans un wagon attelé à la loco)
- une petite 020T LGB avec sonorisation par une carte LGB embarquée dans un wagon attelé à la loco.
Exploitation en DCC transmis par les rails (2008-2009)
En 2008, le réseau a été digitalisé en DCC. Le système fonctionnait bien à condition d'avoir des rails bien nettoyés (opération fastidieuse) et d'alimenter le réseau en trois endroits différents.
Trois engins ont été équipés en DCC:
- l'autorail Billard de chez APOCOPA avec un décodeur LokSound XL
- la loco vapeur 030T Corpet-Louvet de LGB avec un décodeur LokSound XL
- la loco vapeur Mallet LGB qui contient d'origine un décodeur DCC LGB non sonorisé. La sonorisation a été obtenue par l'ajout d'un décodeur QSI avec un haut-parleur plaçés dans un wagon derrière la locomotive.
Comme je n'avais pas l'intention de numériser toutes mes locos, j'ai utilisé le mode d'exploitation suivant:
Lorsque le réseau est alimenté de façon classique, les locos équipées en DCC sont stockées sur la voie 3 qui est isolée.
Lorsque le réseau fonctionne en DCC, les locos avec alim classique sont stockées sur une voie de la remise à loco qui est isolée.
Le signal DCC est créé par le PC selon le principe décrit dans la rubrique DCC .
Le booster a été légèrement modifié afin d'augmenter le courant délivré aux voies. L'alimentation est constituée à partir d'un transformateur 80 VA qui possède deux sorties 15V comme indiqué sur la figure ci-dessous. Il est ainsi possible de délivrer un courant de 6 A environ.
Le schéma ci-dessous montre le principe utilisé pour la commande DCC par ordinateur. L'interface parallèle du PC est reliée au booster qui délivre le signal DCC aux rails.
La photo ci-dessous montre le booster DCC et le PC installés dans la station de commande .
Vous pouvez voir ci-dessous une vidéo qui montre la circulation des trois trains équipés en DCC et pilotés par ordinateur.
Exploitation en DCC transmis par radio (2010-2014)
Depuis le début 2010, le réseau a été équipé en
DCC transmis par radio.
Les rails ne sont plus alimentés.
L'exploitation du réseau nécessite un ordinateur qui génère sur l'interface parallèle le signal DCC et les signaux de commande des aiguillages et du passage à niveau.
L'ordinateur gère aussi la rétrosignalisation (détecteurs de passage).
Le schéma ci-dessous montre le principe utilisé pour la commande par ordinateur en DCC radio.
Il y a quatre modes de commande:
- commande manuelle en utilisant les touches du clavier
- commande par manette de jeu sans fil reliée par radio à l'ordinateur. La manette permet de piloter quatre trains et deux aiguilles
- commande automatique. L'ordinateur exécute les scénarios sans intervention de l'opérateur
- commande mixte. Un ou deux trains sont commandés en automatique par l'ordinateur et un autre train est commandé par la manette.
Le programme de commande est écrit en Visual Basic.
Actuellement, le programme permet de piloter les quatre trains équipés en DCC radio, avec trois trains qui circulent ensemble.
Mon vieux PC avec interface parallèle ayant rendu l'âme en juin 2012, je me suis équipé d'un petit PC portable qui ne dispose plus d'interface parallèle. Il n'y a que des ports USB.
La station de commande a donc été modifiée en conséquence.
Le signal DCC est maintenant généré par un petit module SPROG II qui se connecte en USB au PC.
Pour la commande des aiguilles et pour la rétrosignalisation, j'utilise une carte Vellemann VM 110 qui se connecte aussi au PC en USB.
Le schéma de cette nouvelle station de commande est donné sur la figure ci-dessous.
La vidéo ci-dessous tournée en juillet 2010 montre des manoeuvres effectuées par les trains équipés en DCC transmis par radio. Le réseau est en fonctionnement automatique avec pilotage par ordinateur.
Alimentation du réseau par l'énergie solaire (à partir de 2011)
Depuis avril 2011, le réseau est alimenté par l'énergie solaire. L'énergie est fournie par une batterie 12 Volts dont la recharge est assurée par un panneau solaire.
La station d'énergie comprend les éléments suivants:
- un panneau solaire Velleman SOL6N qui peut fournir 5 Watts sous 12 Volts
- une batterie 12V 45Ah
- un convertisseur 12-17 Volts 90Watts qui alimente l'ordinateur
La photo ci-dessous montre le panneau solaire plaçé dans la partie la plus dégagée de la pelouse près du réseau.
Exploitation en DCC transmis par radio sans PC (2014-2015)
Le mode d'exploitation du matériel roulant a fortement évolué en 2014 grace à l'ARDUINO et au système ARWIRE de CVP.
Commande manuelle d'un train par radiocommande avec un régulateur sans fil AirWire T5000
Je me suis équipé début 2014 du système AIRWIRE de la société américaine CVP. Ce système est constitué d'une manette sans fil à 900 MHz AirWire T5000 et par un récepteur (The Convertr)qui reçoit les commandes de la manette et génère directement le signal DCC.
Vous pouvez voir ci-dessous une photo de la manette AirWire T5000.
Cette manette qui dispose d'un écran de controle permet de piloter par radio une locomotive en DCC avec toutes les commandes nécessaires:
- choix de l'adresse
- choix du sens de marche
- réglage de la vitesse par un gros bouton
- commande des fonctions F0 à F8
- commande des accessoires
Le récepteur Convertr de CVP reçoit le signal de commande de la manette à 900 MHz et délivre en sortie le signal DCC qui est appliqué à un décodeur DCC standard. Il faut évidemment une batterie embarquée pour alimenter le récepteur Convertr.
J'ai équpé un locotracteur LGB BB400 avec les composants suivants:
- la batterie qui fournit une tension de 15,2 volts. Elle est constituée par la mise en série de 2 batteries Li-On de 7,6 volts
- le récepteur Convertr de CVP qui fournit le signal DCC
- un décodeur sonore DCC ZIMO MX 640
- un haut-parleur
Vous pouvez voir ci-dessous le schéma de principe du système embarqué.
Les résultats obtenus sont excellents. La portée atteint largement 50 mètres.
Les autres matériels roulants restent équpés en DCC-radio mais la manette T5000 permet de piloter n'importe quel train en passant par la centrale DCC.
Pour celà, un autre récepteur Convertr de CVP est relié à l'émetteur DCC radio à 433 MHz et à un décodeur DCC comme indiqué sur la figure ci-dessous.
L'émetteur DCC radio envoie le signal DCC vers les trains et la manette permet de piloter le train dont l'adresse est sélectionnée sur la manette.
Le décodeur DCC est réalisé par un module ARDUINO UNO et il a trois fonctions:
- la fonction de base est la commande des accessoires (aiguilles et servo) en mode manuel et automatique
- il sert aussi à transmettre à la centrale les commandes de la manette (adresse, sens de marche, vitesse, fonctions) pour l'enregistrement automatique d'un trajet
- enfin, il transmet à la centrale DCC les commande de la manette lorsque le réseau fonctionne en automatique, ce qui permet de conserver un train en commande manuelle
Commande automatique du réseau par une centrale DCC à base d'ARDUINO
J'ai souhaité pouvoir piloter le réseau sans ordinateur. En effet, l'ordinateur a plusieurs inconvénients
- autonomie limitée à moins de 2 heures lorsqu'il fonctionne sur sa batterie interne
- consommation importante (plus de 3 A) lorqu'il est connecté à la batterie 12V du réseau
- temps de démarrage assez long
- mauvaise visibilité de l'écran en plein soleil
Le principal intérêt de cette nouvelle centrale DCC est de pouvoir faire une commande automatique du réseau sans nécessiter d'ordinateur.
La centrale utilise un module ARDUINO MEGA et la réalisation a débuté en septembre 2013.pour se terminer en mars 2014
Vous pouvez voir ci-dessous une photo des principaux éléments de cette centrale.
Une page web décrit cette centrale. Vous pouvez y accéder en cliquant ici.
La centrale a été installée sur le train de jardin au printemps 2014 et les premiers résultats sont encourageants
Exploitation en Bluetooth (à partir de 2016)
Le système DCC transmis par radio fonctionne bien mais les modules radio de la marque AUREL ne sont plus disponibles (AUREL a arrêté la commercialisation en 2016).
J'ai donc cherché un autre système de commande par radio et mon choix s'est porté sur le Bluetooth qui présente de nombreux avantages: commande des trains par smartphone ou tablette, composants bon marché et disponibilité assurée.
J'ai développé un système qui s'appelle BLUETRAIN avec lequel il est possible de piloter les locos en manuel ou en automatique avec des smartphones ou des tablettes Android. Ce système minimise le cablage. Il n'y a pas de courant dans les rails et la rétrosignalisation est assurée par des aimants plaçés entre les rails. Le récepteur radio est équipé d'un ILS qui envoie un signal à l'ARDUINO lorsque le train passe au-dessus d'un aimant.
La commande des aiguilles peut même être faite par radio par les trains eux mêmes.
Le système BLUETRAIN est décrit dans la page web consacrée au Bluetooth et à l'ARDUINO. Vous pouvez y accéder en cliquant ici.
