LOCODUINO

Parlons Arduino => Modélisation, Architectures logicielles et matérielles => Discussion démarrée par: bobyAndCo le janvier 19, 2024, 09:33:44 am

Titre: DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le janvier 19, 2024, 09:33:44 am
Bonjour à tous,

J'avais rapidement testé les détecteurs par consommation de courant que nous avions réalisé à Locoduino à base de diodes et opto. Il m'a semblé que ceux ci-étaient incompatibles avec notre détection Railcom. Donc j'ai aussitôt abandonné pour aller vers des solution à effet Hall.

Je n'ai pas de certitude sur ce que j'avance et je n'ai malheureusement pas le temps de faire des tests. Cependant, si certains parmi vous ont besoin de cette réponse, CATPLUS est certainement en mesure de faire le test, il a tout sous la main.

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le janvier 30, 2024, 04:16:15 pm
Bonjour à tous,

J’aborde ici la question de l’occupation par un train de deux cantons au même moment. Ce point avait été abordé sur le forum il y a quelques semaines.

De quoi parle-t-on ? Il s’agit principalement du cas où la locomotive a déjà quittée le canton et où certains wagons sont encore présents sur le précédent. L’objectif est donc de détecter ce que l’on pourrait appeler « la double occupation ».

En quoi cela est-il important ? Il y a moins deux cas où cela peut présenter de gros problèmes. Le premier, interdire tout manœuvre d’une aiguille tant que le train n’a pas totalement quitté le canton. La seconde, interdire qu’un autre convoi puisse pénétrer sur le canton encore occupé par des wagons.

La (meilleure ?) détection peut être réalisée en surveillant la consommation de courant. Pour cela, on équipe au moins le dernier wagon par exemple avec des feux de fin de convoi ou encore avec une résistance placée sur le dernier essieu.

Denis nous avait proposé deux liens qui expliquent comment réaliser cela avec une résistance CMS :

https://lestrainsdutertre.redheberg.com/TouteVapeur/Les_trains_du_Tertre/Articles_Trains_du_Tertre/C03_La_detection_de_presence.html

http://rouge-et-creme.over-blog.com/2014/08/detection-facile-de-vos-wagon-et-voitures-en-ho.html

(http://img.over-blog-kiwi.com/0/55/58/64/20140813/ob_4b7632_img-1073.JPG)

Pour les satellites autonomes, j’ai ajouté directement sur le PCB (version 8.0) un ACS712 de 5A pour réaliser cette détection. Jusqu’ici, cette détection pouvait être réalisée avec un composant extérieur.

(https://www.locoduino.org/local/cache-vignettes/L610xH423/acs712_schema-0843d.png?1706627372)

Dans la datasheet de l’ACS712, il est préconisé le schéma suivant pour « raccorder » le composant qui fonctionne sous 5 volts à un ESP32 par exemple qui est limité à 3,3 volts.

Je ne suis pas un cador en électronique mais je crois comprendre que C1 devra être choisi en fonction de la charge (consommation j’imagine) et R1 peut-être omise.

Qui pourrait m’apporter des précisions sur ce point et des avis plus généraux sur le choix d’un tel montage sur la carte du satellite autonome ?

Merci par avance

Christophe.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: DDEFF le janvier 30, 2024, 04:32:56 pm
Bonjour Christophe,

RF-R1 forment un pont diviseur pour avoir 4V à l'anode de la diode.
V sortie = V entrée * R1/(R1+RF). Ici, 5*10/12 = 4.16V
On perd 0,7 V dans la diode. Il reste 4.16 - 0.7 = 3.46 V aux bornes du condensateur.

Comme il y a une diode, le condensateur ne peut pas se décharger dans R1.

Plus le condensateur sera gros, plus longtemps il gardera une charge => moins on sera sujet aux micro coupures (rails sales)

Denis
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le janvier 30, 2024, 04:40:46 pm
Ok Denis, merci pour cette réponse. Quand on m'explique simplement, je comprends car j'ai déjà toutes ces notions.

Christophe

Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le janvier 30, 2024, 07:28:36 pm
L'ACS712 5A va te sortir un signal proportionnel au courant entre 0 et 5V ( 0 pour -5A, 2.5 pour 0A et +5 pour +5A)
Le courant de ton fourgon de queue va être de l'ordre de 10 ou 15 mA et ça va te donner
en sortie autour de 5mV par rapport au 2.5V central qui correspond à 0 Ampères.
Ton convertisseur AtoD doit donc avoir au grand minimum 10 bits de précision et ce à condition
de n'avoir aucun parasites dans le système.
Moralité : il faut un autre détecteur.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: msport le janvier 30, 2024, 09:21:23 pm
Effectivement, c'est aiguille et botte de foin :
sensibilité de l'ACS712 5A : 185 mV/A. Pour 20 mA, cela donne 3,7 mV.
Cela donne 5 digits sur 4095 sur une ligne de base de 1,4 V soit 1737 .
En plus on est obligé de réduire la gamme de sortie de 5V à 3,3V. Il ne reste plus que 3 digits.
Ce problème on l'a pour la lecture des CV (60 mA)
Ce n'est peut-être pas désespéré mais devra être optimisé du coté soft avec une extraction de la ligne de base et plusieurs relectures.
A noter qu'ici la ligne de base au milieu de la plage de l'ESP32 est un bonne chose car on s’affranchit de la non linéarité du convertisseur ADC en début de gamme.

Par ailleurs, il faut adapter la constante de temps avec une cellule RC.
L'entrée à haute impédance de l'ESP32 (typ 66Mohms) mais avec une forte dispersion doit être mieux définie.
En adoptant 10k pour R2 on limite la tension à moins de 3,3V (nouveau pont diviseur) et 100nF pour C1 on a une constante de temps de 1ms qu'on devra adapter (augmenter) en fonction des résultats des  tests.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le janvier 30, 2024, 09:29:48 pm
Bonsoir

Il est sure que de "capter" une poignée de mV va être délicat.

Il y a toujours la possibilité d'amplifier le signal (via  AMPLIOP notamment en montage suiveur non inverseur) et disposer d'un delta plus important surtout sur le seuil bas.  (attention aux limites)

Si tu inverses le signe des mesures entre -5A et 0A et que tu les ajoutes dans les calculs de moyenne des valeurs entre 0A et 5A tu recentres entre 2.5V et 5V.

Si tu  a une valeur >0 et que tu soustrais alors le Vcc/2 correspondant ( 511 en 10Bits) tu es alors juste sur le delta que tu cherches à mesurer.

A défaut de l ACS712_A5 tu peux envisager aussi l INA219 qui lui va bien tourner en 3V3 ( mais aussi en 5V) mais dont l interface est en I2C.

Avantage: les valeurs y sont dispo dans des registres que tu peux aller interroger lorsque tu le désires dans ta boucle de CPU principal.

Perso j ai une nette préférence pour travailler entre un CPU et un capteur sur la même plage de tensions sauf cas de l'I2C qui va porter les valeurs encodées par le sensor.

Laurent
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le janvier 30, 2024, 11:20:38 pm
Bon effectivement, je n’avais pas regardé le manque de sensibilité de l’ASC712. En fait j’étais resté sur l’hypothèse où chaque satellite réalisait sa propre mesure de courant pour être en mesure de parer à un court-circuit. Mais la problématique n’est pas la même en effet quand on veut mesurer 10mA et quelques A.

Merci à tous pour vos réponses, je revois ma copie (en fait probablement une liste de questions) et je reviens vers vous.

Je pense que ce problème va se poser pour tout type de gestionnaire de réseau ?

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le janvier 30, 2024, 11:42:04 pm
@Laurent (et autres)

Comment va se comporter l’INA219 (donné pour 3,2A) s’il y a un court jus sur les rails qui peut dépasser ce seuil ?

Merci d’avance.

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le janvier 31, 2024, 01:01:39 am
Hello

Idéalement pour un seuil donné ( ex 2A max) et un temps dépassé (ex 50ms)  il faut pouvoir le déconnecter (via un relais par exemple) dans un circuit de type BREAKER.

Mais ce n'est pas aussi simple car on peut aussi être dans le cas d'un CC bref et local pour une "LOOP" où il faut basculer un relais pour aligner les polarités des rails de deux sections.

Tel que je vois les choses: 

Je ne confie pas cette tache à l'INA219 ni à l ESP32 directement ( mais je lui notifie les états des capteurs)

Je laisse cette tache dédiée à un MEGATINY en annexe avec un ACS712. ( pour chaque type de circuit de détection LOOP et BREAKER) ( c est plus chère mais c est aussi très fiable je pense)

Pour la protection globale CC:
Je bride pour max 2A le BREAKER (local) en cas de "gros CC long" avec un temps d'activation vers 50ms par exemple, il faut une commande externe pour réarmer (push ou cde venant de l'ESP32 pour générer une interruption sur le MEGATINY)

Pour le cas des LOOP:
Si le CC est bref alors c'est à un circuit de type LOOP reverse d'opérer (plus rapidement que le BREAKER avec seuil de bascule plus bas ( ex 1.8A) et temps plus courts)

Si après une 1ere commutation de la LOOP cela ne résout pas le problème du CC détecté ( on temporise le temps de bascule du relais et on mesure de nouveau la conso)  alors  c'est le BREAKER qui prend la suite, et s il n'y pas de breaker c'est à la centrale ou au booster de faire le job de disjonction. ( vers 100ms souvent) et la on risque de chauffer un peu!

On peut piloter aussi le relais de la LOOP depuis l'ESP32 et en récupérer les états.


On voit bien l'intérêt de cascader les éléments.


l'INA219 ne fera que des mesures de conso globale et établira des rapports moyennés à intervalles de temps "long" (>100 ou 200Ms par exemple) sauf à savoir en faire meilleure usage.

Note que si tu confies la lecture de l'INA219 à l'ESP32 la gestion des priorités de ces valeurs va être à traiter.

Il y a peut être moyen de lui confier les 2 rôles pour LOOP et BREAKER qui seront sur 2 relais en série pilotés par l'ESP32.
A voir si c est plus efficace d'avoir des petits CPU dédiés pour cela avec un ACS712 chacun ou ajouter des taches à l'ESP32 et à l'INA219.

Perso j avance actuellement sur le code de la gestion du LOOP.

Laurent
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le janvier 31, 2024, 06:28:16 am
Il y a un truc que je ne comprends pas : pourquoi tu veux rajouter une détection de présence?
On a déjà une détection dans la zone et pour la double occupation on a le satellite de la zone adjacente.
Il suffit juste qu'un satellite informe ses voisins de la libération de sa zone.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le janvier 31, 2024, 07:09:45 am
Il y a un truc que je ne comprends pas : pourquoi tu veux rajouter une détection de présence?
On a déjà une détection dans la zone et pour la double occupation on a le satellite de la zone adjacente.
Il suffit juste qu'un satellite informe ses voisins de la libération de sa zone.

La détection de présence sur un canton est actuellement basée sur la détection d’un signal Railcom émis par le décodeur de la locomotive. Si la locomotive a quitté le canton mais pas tous les wagons, comment savoir sinon quand le canton sera bien libéré de tous wagons ???

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le janvier 31, 2024, 07:20:11 am
Je me demandais s’il n’y avait pas un point de la carte Railcom où il serait possible de « capter » cette information de consommation de courant.

Puisque l’information Railcom est encapsulée dans un courant très faible (probablement similaire à la lecture de CV’s dont parlait Michel), n’y a-t-il pas un point de la carte où se piquer pour savoir s’il n’y a pas un courant plutôt que rien.

Voici le schéma de la carte Railcom :

(https://www.locoduino.org/IMG/jpg/railcom_detector_schema.jpg)

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Dominique le janvier 31, 2024, 11:46:19 am
Je ne comprends pas bien pourquoi cette détection de présence ne serait pas aussi simple que celle qui est dans le Satellite V1, en série avec l’alimentation DCC, avec un transistor amplificateur et ajustage du gain, puis filtre à condo.
Le court-circuit Railcom peut être du côté des rails, ce qui ne doit pas gêner la détection de présence bien filtrée mais pas trop (1 seconde de temps de décharge)
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le janvier 31, 2024, 01:08:38 pm
Je ne comprends pas bien pourquoi cette détection de présence ne serait pas aussi simple que celle qui est dans le Satellite V1

Bonjour Dominique,

Je n’avais testé que très rapidement mais il m’était apparu que la détection adoptée sur les satellites v1 (à base de diodes) n’était pas compatible avec Railcom.

Deuxième point, j’évoque ici le cas, non pas de la détection d’une locomotive mais de wagons suiveurs avec des courants très faibles de l’ordre de 10 ou 20 mA.

A-t-on testé les décodeurs des satellites v1 dans ces conditions ?

Je ne peux pas faire les tests car je ne suis pas chez moi pour quelques temps.

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le janvier 31, 2024, 01:59:05 pm
Je pense que si le détecteur à diode est plaçé sur la sortie du railcom il ne devrait pas perturber le railcom.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le janvier 31, 2024, 02:27:27 pm
Bonjour

@Etienne, si tu parles bien du décodeur à base ACS712 c'est en effet le cas.

Si tu as un détecteur à base dINA219 (et équivalent)  ou d'Ampli OP je ne suis pas persuadé du même résultat car tu vas alors cascader 2 résistances de shunt et donc les valeurs mesurées peuvent être perçues différemment.

On devrait alors par exemple
soit avoir la détection GLOBALE entre le source DCC et le décodeur RAILCOM puis la voie
soit tenir compte du cutout, suspendre les mesures d'occupation durant celui ci en conservant l'état actuel avant coupure ( on parle d 1/2 sec en gros rien de gravissime) , les reprendre ensuite... ( mais plus touchy à réaliser!)

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Dominique le janvier 31, 2024, 02:44:37 pm
soit tenir compte du cutout, suspendre les mesures d'occupation durant celui ci en conservant l'état actuel avant coupure ( on parle d 1/2 sec en gros rien de gravissime) , les reprendre ensuite... ( mais plus touchy à réaliser!)

Les mesures sont toujours échantillonnées donc éliminer celles durant le cutout ne doit pas être compliqué (valeurs filtrées, loin de la moyenne ou éliminées par un filtre quicksort).

DCC-EX est très sophistiqué sur les mesures de courant de programmation, mais pas besoin d’aller si loin.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le janvier 31, 2024, 03:02:34 pm
Bonjour à tous,

J'ai séparé ce sujet sur la détection de courant car il est en marge du sujet des satellites autonomes et il semble que ce soit un "vrai" sujet à lui tout seul si l'on en juge tout au moins par le nombre de messages et par le fait qu'aucune solution ne fasse pour l'instant l'unanimité.

Je rappelle la problématique du sujet qui est de trouver le meilleur montage électronique en DCC pour détecter des courants faibles comme la consommation de leds d'un wagon de queue de convoi, des résistances placées entre les roues d'un wagon ou (peut-être) des essieux graphités.

La solution ne devant pas perturber la lecture Railcom.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 01, 2024, 06:19:28 pm
Bonjour à tous,

Est-ce inévitablement le sort des sujets sur le forum d’être oubliés aussi vite qu’ils sont apparus ? Avec pour corolaire que nous passons une partie de notre temps à réinventer ce qui l’est déjà ?

Heureusement, il y a la mémoire de Locoduino en la personne de Michel (msport).

Il me rappelle en effet bien opportunément quelques publications du forum ayant trait à cette problématique de détection de courant.

J’ai relu assez rapidement un des sujets et il me semble que s’y trouve la réponse à ce que nous cherchons : https://forum.locoduino.org/index.php?topic=489

Une détection à la fois capable de détecter des courts-circuits et de faibles sensibilités comme celles de résistances sur des essieux de wagons suiveurs.

Cédric (Pyk35) semble avoir trouvé le montage le plus abouti : https://forum.locoduino.org/index.php?topic=489.msg9139#msg9139

Il avait proposé un article sur le sujet, mais… Dommage !

Je serai intéressé que les uns et les autres vous réagissiez après avoir lu ce sujet.

Merci d’avance.

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le février 01, 2024, 09:47:53 pm
Je suis en train de tester le zmct103c avec une diode, un condo et une résistance de 100k en || sur le condo.
j'ai 0.2v en sortie avec une roue avec une résistance de 10k (donc 1,5mA avec mon alim 15V) et le fil passé 4 fois
dans le trou.
C'est suffisant pour une entrée analogique.
Avec une résistance de 1.5M ça doit passer sur une entrée digitale. (pas testé encore)
Pour la surtension je remplace la zener par une 1n4148 vers le +5V ( de toute façon le zmct sort un courant faible,
1000 fois plus faible que le courant dans la voie)
La valeur du condo doit être ajusté par rapport à la résistance pour avoir une petite temporisation après la libération
du bloc par le train.
nb: je n'ai pas encore de réseau pour tester le circuit en situation.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: DDEFF le février 02, 2024, 06:02:09 pm
Bonjour Christophe,

Je viens de faire un fil sur un composant qui pourrait te servir : le NCE BD-20.
fil : composants/La détection des trains par détection de courant

Denis
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 02, 2024, 06:08:07 pm
Bonjour Christophe,

Je viens de faire un fil sur un composant qui pourrait te servir : le NCE BD-20.
fil : composants/La détection des trains par détection de courant

Denis

Oui merci, j'ai vu mais pourquoi ne pas l'avoir mis à la suite de celui-ci ? On est bien dans le sujet non ?
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: DDEFF le février 02, 2024, 06:15:04 pm
@ Christophe,

Oui, bien sûr, mais il faut encore en construire un. A 15 €+port, je pense que c'est cher.
D'où un fil à part.

"Je m'a gourré" ?  :(

Denis
PS : si tu veux, je recopie et on efface l'autre.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 02, 2024, 06:34:46 pm
PS : si tu veux, je recopie et on efface l'autre.

Oui ce serait bien que tu rapatries ton fil, d'autant que le document que tu joins est intéressant. Il n'apporte pas de réponse en DIY mais pose bien les problèmes.

Oui, bien sûr, mais il faut encore en construire un. A 15 €+port, je pense que c'est cher.

C'est ce dont nous discutons sur ce fil
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: DDEFF le février 02, 2024, 06:39:31 pm
Bonjour,

C'est un sujet très souvent développé aux USA. En tant que lecteur de Model Railroader, je vois souvent des articles sur le sujet.
Le détecteur très souvent utilisé en DCC est le NCE BD-20 (BD-20 chez NCE). Aux alentours de 15 à 20 € pièce.
Mais je pense qu'on doit pouvoir en construire un équivalent pour beaucoup moins cher.

Il peut être très sensible.

Un article détaille bien le problème et les solutions :
https://www.jlcenterprises.net/pages/chapter-2-part-1

Bon courage !
Denis
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: CATPLUS le février 02, 2024, 09:21:38 pm
Bonsoir
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 02, 2024, 09:40:40 pm
Bonjour à tous,

J'ai dessiné le prototype d'un PCB (100 X 80) qui regroupe la détection Railcom, la détection par consommation de courant et un relais pour couper l'alimentation DCC.

(https://www.locoduino.org/IMG/jpg/carte_railcom_detecteur_conso.jpg)

- La partie 1 encadrée en rouge concerne Railcom.
- La partie 4 est la détection à base de ZMCT103C. C'est exactement le montage proposé par Cédric (Pyk35) ici : https://forum.locoduino.org/index.php?topic=489.msg9139#msg9139 (https://forum.locoduino.org/index.php?topic=489.msg9139#msg9139)
La sortie de ce montage est exploitée par L'ESP32 avec deux objectifs, 1° - Détecter l'occupation par consommation de courant d'une locomotive ou d'un simple wagon équipé d'une résistance entre les deux roues. 2° - Actionner le relais en 5 dans le cas d'un court-circuit (courant > à 2A par exemple).
- Les fils bleus qui partent de la partie 3 correspondent au cas où la détection de courant est placée après la détection Railcom. Le DCC out de 5 serait alors injecté dans la voie.
- L'autre hypothèse à tester est d'entrer directement le DCC dans le relais en 5 (après avoir passé l'un des fils DCC au travers du ZMCT103C). La sortie du relais étant injectée dans le DCC in de la partie 1.

Bien sûr le PCB sera redessiné quand l'une ou l'autre des options d'entrée du DCC sera validée (avant Railcom ou après Railcom).

Je suis très intéressé d'avoir vos retours sur cette proposition.

Je veux bien aussi des propositions sur le choix du relais (DIL selon Laurent). J'ai fait une rapide recherche mais pour l'instant je ne trouve rien en 3,3v.

Merci d'avance pour vos contributions constructives !

Christophe

Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 02, 2024, 09:46:55 pm
Merci Marcel,

Ce montage aussi semble intéressant car si je comprends bien, le signal est amplifié par un transistor. A tester en cas d'échec de la solution que je propose ci-dessus.

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Conchito le février 03, 2024, 01:31:33 am
Bonsoir,

Il est plus facile de visualiser et d'analyser une application électronique sous forme ce schéma de principe plutôt qu'un dessin de PCB dans lequel il faut suivre les tortueuses pistes pour savoir qui est connecté avec qui.

Peut-on avoir un schéma ?

Bonne nuit
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le février 03, 2024, 08:53:15 am
Vu que tu coupes les 2 rails il y a en fait 4 possibilités à tester :
- en faisant passer le fil gauche ou droit dans le transfo
- avant ou après le railcom.
Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 03, 2024, 01:27:27 pm
Il est plus facile de visualiser et d'analyser une application électronique sous forme ce schéma de principe plutôt qu'un dessin de PCB dans lequel il faut suivre les tortueuses pistes pour savoir qui est connecté avec qui.

Peut-on avoir un schéma ?

Oui je sais que c'est plus facile pour les spécialistes d'avoir un schéma. Mais je ne suis pas très doué là dessus aussi. J'utilise Fritzing qui est assez simple et qui peut produire le PCB sans schéma. J'ai essayé EasyEDA mais j'ai beaucoup de mal, je le trouve très peu maniable, les composants "restent collés" à la souris, les liaison entre composants ne sont pas magnétisées, résultat, 3 fois sur 4 mes composants ne sont pas reliés. Je suis en train d'essayer Eagle qui est maintenant incorporé à Fusion360 mais je n'ai pas encore résolu la question des composants qui ne sont pas dans les bibliothèques (ou je ne sais pas chercher dans les bibliothèques). Bref, j'ai encore du chemin à parcourir avant de pouvoir publier de beaux schémas.
Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 03, 2024, 01:29:38 pm
Vu que tu coupes les 2 rails il y a en fait 4 possibilités à tester :
- en faisant passer le fil gauche ou droit dans le transfo
- avant ou après le railcom.

Oui certes, mais quand on n'en sera plus que là, on ne sera pas loin du résultat... concluant ou pas !
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 03, 2024, 02:05:00 pm
Hello

Voila peut être une piste à considérer:
L implémentation du LK200 de LENZ.

https://www.modelmania.eu/images/lenz/instrukcja_lenz_lk200.pdf (https://www.modelmania.eu/images/lenz/instrukcja_lenz_lk200.pdf)

On y voit bien l'enchainement des bloc fonctionnels depuis le centrale vers la loop et donc la détection de présence ou d identification RC.

J'ai tendance à penser que la préconisation LENZ tient la route...

Titre: Re : Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 03, 2024, 02:25:57 pm

Oui je sais que c'est plus facile pour les spécialistes d'avoir un schéma. Mais je ne suis pas très doué là dessus aussi. J'utilise Fritzing qui est assez simple et qui peut produire le PCB sans schéma. J'ai essayé EasyEDA mais j'ai beaucoup de mal, je le trouve très peu maniable, les composants "restent collés" à la souris, les liaison entre composants ne sont pas magnétisées, résultat, 3 fois sur 4 mes composants ne sont pas reliés. Je suis en train d'essayer Eagle qui est maintenant incorporé à Fusion360 mais je n'ai pas encore résolu la question des composants qui ne sont pas dans les bibliothèques (ou je ne sais pas chercher dans les bibliothèques). Bref, j'ai encore du chemin à parcourir avant de pouvoir publier de beaux schémas.

Perso je suis sous KIKAD.
J'en tire entière satisfaction.

Les ajouts de composants non existants se font par un outils tiers intégré qu'il faut juste paramétrer. Si le composant n'est pas trouve on peut en demander la création ( gratis) ( ou le creer soit meme)  et sous 24 à 72h il est ajouté à la liste. C est donc très pratique

L ergonomie est plutôt agréable.

Je recommande les videos youtube de Eric Peronnin pour s'initier. c est très pédagogique. ( il y en a aussi  autres!)

https://www.youtube.com/watch?v=gf9Qgj8TDuw (https://www.youtube.com/watch?v=gf9Qgj8TDuw)

Laurent




 
Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 03, 2024, 02:34:37 pm
Hello

Voila peut être une piste à considérer:
L implémentation du LK200 de LENZ.

https://www.modelmania.eu/images/lenz/instrukcja_lenz_lk200.pdf (https://www.modelmania.eu/images/lenz/instrukcja_lenz_lk200.pdf)

On y voit bien l'enchainement des bloc fonctionnels depuis le centrale vers la loop et donc la détection de présence ou d identification RC.

J'ai tendance à penser que la préconisation LENZ tient la route...

Bonjour Laurent,

J'ai regardé le document, je pense que ce que tu veux dire est que Lenz recommande de placer le détecteur Railcom à la suite de la détection de courant, c'est bien celà ?

Autrement, je suis en train de chercher pour le relais pour couper le signal DCC en cas de dépassement de seuil. De ton côté, as tu des préconisations ? Ce que je trouve moi est surtout en 5V (pas beaucoup de 3V) et même en 5v, des consommations (mini 30mA) non compatibles à une liaison directe à une pin d'ESP32. Faudra t'il passer par un transistor ? Ne va t'on pas ajouter le temps de commutation du transistor au temps de commutation du relais ?

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 03, 2024, 03:55:47 pm
Après avoir regardé pas mal de relais DIL, voici 2 types qui me semblent pouvoir convenir. Ce sont à chaque fois des relais bi-stables. J'ai essayé de privilégier le temps de commutation d'autant que, comme indiqué dans un précédent message, il semble nécessaire de passer par un transistor pour le commander.

1° Omron G5V-2 donné pour 7ms : https://www.tme.eu/fr/details/g5v2-5/relais-electromagnetiques-miniatures/omron-ocb/g5v-2-5vdc/ (https://www.tme.eu/fr/details/g5v2-5/relais-electromagnetiques-miniatures/omron-ocb/g5v-2-5vdc/)
2° TE Connectivity V23079B1201B301 : https://www.tme.eu/fr/details/v23079b1201b301/relais-electromagnetiques-miniatures/te-connectivity/3-1393788-3/ (https://www.tme.eu/fr/details/v23079b1201b301/relais-electromagnetiques-miniatures/te-connectivity/3-1393788-3/)

Des conseils, des avis ???

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 03, 2024, 06:27:57 pm
Je valide les choix des 2 relais (bistables ou non)  que tu proposes. Ce sont bien les plus souvent utilisés et ils assurent bien le job.

A noter qu'il existe une version 3V de marque HONGFA ce qui pourrait arranger tes affaires  ici:

HFD2_003-M-L2-D en bistable 3V

https://docs.rs-online.com/e8af/0900766b81663daf.pdf (https://docs.rs-online.com/e8af/0900766b81663daf.pdf)


En gros ici moins de 5ms pour les temps de bascule, mécaniquement (très)  performant, électroniquement "long".

J'en utilise depuis longtemps et j'en suis très satisfait.

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 04, 2024, 12:08:48 am
@Laurent, bon je t'ai déjà remercié pour la même info sur un autre fil, mais abondance de politesse ne nuit pas.

Je note ce que tu dis au sujet du 3V mais est-ce que je me trompe quand je dis que sa consommation nécessitera de passer par un transistor ? Du coup, n'est il pas mieux de prendre du 5v puisqu'il y en a sur les satellites ?

Merci encore pour ton aide.

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 04, 2024, 01:51:30 am
Le calcul va être rapide:

Selon le R du relais on va avoir le I qui traverse la bobine et que l on doit fournir pour que ça "colle"

Si P = R*I² > sortie PINx en 3V3 à x mA de l'ESP alors oui il faut un transistor et donc passer en 5V ou rester en 3V sera (quasi) identique que le transistor soit alors un MOS ou un NPN.

Vu la plage de bascule je pencherai pour un NMOS Logique qui commutera avec un V assez bas ( genre 1.8V) donc des ce seuil dépassé boom ca colle :)

Rapide calcul avec les valeur du relais HONGFA
Version 3 V standard:
V = 3V
R = 45r
I = U/R = 3/45 = 0.066A = 66mA ( plus que le I max d une broche d ESP32 ( I max = 40mA mais conseil de rester vers 20mA en usage) donc transistor!

Version 3V "sensitive"
V = 3V
R = 60r
I = U/R = 3/60 = 0.020A = 20mA ( pile bien ca!! pile la reco de 20mA) ca passe sans transistor.

Ne pas ajouter de R en plus de la bobine du relais car on a alors au borne de celui ci un diviseur de tension...

Le hic de la seconde solution si "parfaite" c est la dispo du relais "Sensitiv". >"T' en a pas t'es marron!" alors qu'avec un transistor toutes les versions vont bien!

Pour le transistor de pilotage que prendre?

un NMOS bss138 devrait faire l'affaire. Avec un seuil de bascule à 1V3 ca commutera plutôt vite. Oui mais il faut aussi que les mA dont le relais a besoin soient dispo également.

D après le datasheet et dans l hypothèse défavorable ou on va tirer nos 66mA ils seront dispo dès que la gate aura atteint nos 1.3V! Parfait!
Ne pas oublier la diode de roue libre aux bornes du relais et de mettre une résistance (ex 10K)  entre la source et le gate pour dé saturer rapidement la grille du nmos. Temps de bascule de l ordre des quelques dizaines de NANO SECONDES!( ns)  ( Epsilon en gros ~0) donc on conserve pour memo le temps de commutation du relais comme référence

J'espère que cela aide?

Ltr





Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 04, 2024, 02:09:10 am
Merci encore Laurent,

Oui ça va m'aider, je vais bien poser tout cela et faire le schéma.

Pour la détection, je relisais sumidacrossing.org (http://www.sumidacrossing.org/LayoutControl/TrainDetection/) et selon lui et de nombreux modélistes, ce qui fait l'unanimité aux US c'est le NCE 5240205 Block Detector BD20 (https://tonystrains.com/product/nce-5240205-block-detector-bd20) à 16$ environ la pièce.

Mais il renvoie aussi à des solutions en DIY. On devrait donc s'en sortir de ce problème de détection sur les faibles courants.

Christophe

Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 05, 2024, 07:17:04 pm
Bonjour Laurent,

Version 3V "sensitive"
V = 3V
R = 60r
I = U/R = 3/60 = 0.020A = 20mA ( pile bien ca!! pile la reco de 20mA) ca passe sans transistor.

Ne pas ajouter de R en plus de la bobine du relais car on a alors au borne de celui ci un diviseur de tension...

Le hic de la seconde solution si "parfaite" c est la dispo du relais "Sensitiv". >"T' en a pas t'es marron!" alors qu'avec un transistor toutes les versions vont bien!

Bon j'ai trouvé des 3v sensitive en bistable sur E-bay. J'en ai commandé 10 on verra bien ! Du coup plus de transistor.

https://www.ebay.fr/itm/266166991968 (https://www.ebay.fr/itm/266166991968)
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 06, 2024, 04:53:25 am
Hello

On peut aussi en trouver avec bonheur sur ALIEXPRES pour un prix beaucoup plus compétitif. ( /3 en gros).

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 09, 2024, 01:27:24 pm
Bonjour

Pour la détection utilisant le meme principe par "COIL" il y a le modèle du MERG de Mike BOLTON

https://www.merg.org.uk/resources/dcc (https://www.merg.org.uk/resources/dcc)

Plus précisément ce montage: BOD1:

https://www.merg.org.uk/merg_resources/dcc/download/BOD1_txt.pdf (https://www.merg.org.uk/merg_resources/dcc/download/BOD1_txt.pdf)

Schematic:

https://www.merg.org.uk/merg_resources/dcc/download/BOD1_SCH.pdf (https://www.merg.org.uk/merg_resources/dcc/download/BOD1_SCH.pdf)

On retrouve bien la similitude d'avec le montage évoqué précédemment.

La description fournie explique bien le phénomène.

Avantage ici une sensibilité réglable ce qui peut toujours être utile dans des contextes d'utilisation toujours différents d'un réseau à l'autre. ( hydrométrie, température, âge du capitaine...!)

D'autres montages sont également présents sur les pages du MERG, notamment au travers de leurs solutions d'utilisation du bus CAN.

Ltr



Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 10, 2024, 04:17:12 pm
Bonjour

Pour en revenir au détection par "COIL" il faut bien regarder le transfo qui est utilisé.

En effet le ZTC103C est un transfo qui est de 1000 tours

https://5nrorwxhmqqijik.leadongcdn.com/ZMCT103C+specification-aidirBqoKomRilSjpimnokp.pdf (https://5nrorwxhmqqijik.leadongcdn.com/ZMCT103C+specification-aidirBqoKomRilSjpimnokp.pdf)

On notera ici la figure II du document pour memo

A contrario des transfos de 50 tours comme le PE-51686NL

https://www.mouser.fr/datasheet/2/447/P578-2903922.pdf (https://www.mouser.fr/datasheet/2/447/P578-2903922.pdf)

ou le  CS1050L
https://www.mouser.fr/datasheet/2/597/senhi-463471.pdf (https://www.mouser.fr/datasheet/2/597/senhi-463471.pdf)

Les deux dernières marques proposent des versions à 100 et 200 tours également mais pas 1000 tours.

Donc selon la sensibilité/plage de mesure désirée le choix est important.

On peut aussi multiplier le nombre de spires de passage du pole DCC dans l'anneau ce qui revient à diviser le nombre de tours par le nombre de passage et donc la valeur en sortie.

Ltr


Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 13, 2024, 01:08:20 am
Bonjour à tous,

J’ai beaucoup, beaucoup lu et potaché sur le sujet de la détection de courant et cela m’occupe pratiquement tout mon temps actuellement.

Il faut dire que le sujet est important et je dois avouer (sans jeu de mot) que je n’ai pas totalement pris la mesure des enjeux et des difficultés.

Il me faut la détection de courants faibles pour savoir si le canton est occupé par des wagons qui ne l’on pas encore quitté ou qui se sont décrochés ou encore si le convoi est « poussé ».

La seule chose dont je sois à peu près certain c’est qu’il faut une détection de présence par consommation de courant à base de Transformateurs de courant. Le seul système (je crois) vraiment capable de retourner des valeurs faibles de l’ordre de 10 à 50mA (essieu de wagon avec résistance de 10 à 18 KΩ

Mais il faut pour cela une bobine à 50 tours : https://www.mouser.fr/ProductDetail/580-56050C (https://www.mouser.fr/ProductDetail/580-56050C)

Je me pose aussi la question de savoir s’il faut confier la conversion AC/DC à l’ESP32, qui n’est pas excellent dans ce domaine mais ce n’est pas la vraie question. La vraie question est le temps de traitement surtout si on applique un smoothing ce qui me semble absolument nécessaire.

Du coup, c’est Laurent qui m’a mis la puce à l’oreille, pourquoi ne pas utiliser un Attiny pour cela qui fera bien le job, dans son coin, sans gêner personne et qui adresserait sur l’une de ses pins en sortie un bit 1 ou 0 (busy or not) beaucoup plus efficace pour la charge de l’ESP32.

A la réflexion, je crois également que ce serait une très bonne chose que chaque satellite puisse assurer sa propre gestion des court-circuits sur son canton. Du coup, plein d’autres questions. Avec la même bobine et le même Attiny, pas idiot je pense et faire commuter un relais en cas de dépassement de seuil.

Est-il nécessaire de prévoir un autre dispositif pour les CC (ACS712) avec son propre Attiny ???

Mais il y aura certainement des ajustements à prévoir pour les réglages. Je doute que toutes les sections réagissent avec les mêmes réglages avec par exemple la même résistance sur les wagon. Il y a fort à parier que la longueur du tronçon, l’environnement etc influent spécifiquement.

Voilà un vaste sujet qui dépasse largement le cadre des satellites et pour lequel j’attend des réactions et des conseils (de préférence avisés).

Christophe

Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 13, 2024, 01:51:20 am
Hello

J ai aussi fait des recherches sur ce sujet concernant la détection de conso à l'aide des COILS pour gérer la détection. Plusieurs montages existent.

1000 tous ou 50 tours ( ou autre valeur) , nombre de passage autour du tore... voila bien des questions/sujets à expérimenter.

Les AVR ( et MEGATINY) sont en effet plus connus pour avoir un ADC disons plus efficace que celui de l'ESP32.

Apres il y a 2 cas d'usage:
on exploite via un "simple" état 0 ou 1 une occupation ou non.
on veux un retour d'une mesure qu'on veut traiter (interpréter plus finement) voir corriger en cas de sensibilité à ajuster. ( le contexte peut influencer des mesures et il est prudent d avoir un ajustage (mais tout se discute)

Pour ma part je préfère séparer les usages entre mesure continue ( COIL) ( ou INA219) ou ( INA169) ( ou AMPLIOP)  et détection de CC( via ACS712) ( c est encore une fois un avis discutable)

L'ACS712 et le coil ont 2 intérêts: ils offrent une isolation galvanique totale entre le DCC et l'électronique autours de l'ESP32 ou des autres composants. ( pourquoi s en priver)
Cependant l ACS IMPOSE de travailler de son cote en 5V.
Leur présence n altère pas le signal DCC ( chute de tension, etc)

Passer des info entre l'AVR/MEGATINY et l'ESP32 impose de garder cette isolation ( du fait des tension en 5V cote AVR et 3V3 cote ESP32.)

On va me dire alors pourquoi ne pas faire tourner l'AVR/MEGATINY en 3V3 puisque c est possible... à vitesse réduite, cela se réfléchit mais disqualifie l ACS712 pourtant bien pratique.

En tous les cas la V2 sur laquelle je planche utilise:
un petit CPU en 5V avec l'ACS712 et la détection de CC pour protection ( et inversion de pole si besoin confiée à des MOSFET plutôt qu'à un relais), la notification d'état à l ESP32
je laisse l ESP32 gérer tt le reste comme précédemment avec en plus la faculté de basculer ou réarmer la protection de coupure en cas de CC en agissant sur l'AVR.

Par contre l ACS712 n'est (probablement) pas assez sensible pour les très faibles consos donc le recours au "coil" est de mise.

Pour le moment la lecture de ce qu'il mesure est confiée à l'ESP32 mais peut riper sur l'AVR qui va devoir grossir un peu pour aller sur un 20 broches ( c est déjà FULL en 14!) et traiter ces mesures. sauf à de légers compromis ( sur les leds d indication puisque il faut alors disposer de 2 I/O ( 1 pour les mesures , 1 pour faire la notification d'état)

On peut trouver la place sur le PCB mais on va perdre un peu en modularité... (on place les composants sous le module RAILCOM qui est en surplomb.) A voir donc...

Je pense au montage du MERG dans le cas d un simple détecteur d'occupation à seuil réglable. En étant opto couplé il ira aussi bien sur un AVR que sur un ESP32!

https://www.merg.org.uk/merg_resources/dcc/download/BOD1_SCH.pdf (https://www.merg.org.uk/merg_resources/dcc/download/BOD1_SCH.pdf)

Il y en a d'autres naturellement.


Tous les avis sont possibles.

J attends les vôtres :)

Ltr




Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 13, 2024, 02:22:50 am
concernant la détection de conso à l'aide des COILS pour gérer la détection. Plusieurs montages existent.1000 tous ou 50 tours ( ou autre valeur) , nombre de passage autour du tore... voila bien des questions/sujets à expérimenter.

Pour la détection de courants faibles, il ne faut pas penser une seule minute aux 1000 tours. Même si l'on fait 2 tours de la bobine, cela fait un rapport de réduction de 500... sur 10 à 20mv, je ne cherche même pas à compter !

Apres il y a 2 cas d'usage:
on exploite via un "simple" état 0 ou 1 une occupation ou non.
on veux un retour d'une mesure qu'on veut traiter (interpréter plus finement) voir corriger en cas de sensibilité à ajuster. ( le contexte peut influencer des mesures et il est prudent d avoir un ajustage (mais tout se discute)

Pour moi c'est un état 0 ou 1 une occupation ou non. Du prêt à consommer par un ESP32 par exemple en digital.

Pour ma part je préfère séparer les usages entre mesure continue ( COIL) ( ou INA219) ou ( INA169) ( ou AMPLIOP)  et détection de CC( via ACS712) ( c est encore une fois un avis discutable)

Oui je penche aussi pour cette solution, et au final produire une carte uniquement pour la détection (avec ses propres réglages de sensibilité) et qui le fait bien. Carte qui peut être utilisée hors satellites d'ailleurs et, pour les satellites, enfichable !!! Le cout des composants n'est tout de même pas important.

Passer des info entre l'AVR/MEGATINY et l'ESP32 impose de garder cette isolation ( du fait des tension en 5V cote AVR et 3V3 cote ESP32.)

On va me dire alors pourquoi ne pas faire tourner l'AVR/MEGATINY en 3V3 puisque c est possible... à vitesse réduite, cela se réfléchit mais disqualifie l ACS712 pourtant bien pratique.

Il faut rester en 5V pour avoir les meilleures performances de l'ATtiny. Pas très compliqué de communiquer 5v / 3,3v par opto ou autres

Je pense au montage du MERG dans le cas d un simple détecteur d'occupation à seuil réglable. En étant opto couplé il ira aussi bien sur un AVR que sur un ESP32!

https://www.merg.org.uk/merg_resources/dcc/download/BOD1_SCH.pdf

Voila une bonne conclusion.

J'espère que nos spécialiste de l'électronique nous donnerons leus avis !!!

Christophe
Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le février 13, 2024, 10:24:04 am

La seule chose dont je sois à peu près certain c’est qu’il faut une détection de présence par consommation de courant à base de Transformateurs de courant. Le seul système (je crois) vraiment capable de retourner des valeurs faibles de l’ordre de 10 à 50mA (essieu de wagon avec résistance de 10 à 18 KΩ
18 KΩ sur 18V c'est 1mA, pas 10.
10 à 50 ma c'est  ce que tu auras sur des feux de queue ou des voitures éclairées.
Titre: Re : Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le février 13, 2024, 11:45:25 am

Pour la détection de courants faibles, il ne faut pas penser une seule minute aux 1000 tours. Même si l'on fait 2 tours de la bobine, cela fait un rapport de réduction de 500... sur 10 à 20mv, je ne cherche même pas à compter !

Tu confonds volts et ampères.
Le 1000 tours te donne un courant faible qu'il suffit de faire passer dans une forte résistance pour obtenir une tension utilisable.
L'avantage de ce courant faible est que si on a une loco ou un court circuit on aura un courant certes plus fort mais qui restera dans
des valeurs assez faibles pour ne pas risquer de flinguer le circuit de sortie. N'importe quelle diode suffira pour limiter la tension de sortie.

Un circuit simple avec 2 diodes une résistance et un condensateur avec sortie sur une entrée analogique d'arduino me semble suffisant.
1Mohm me semble donner des résultats utilisables comme base de départ.

Et j'ai mis 5V mais ça marche aussi avec 3.3

Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 13, 2024, 12:19:23 pm
Bonjour Etienne

As tu regarder le montage du MERG que je proposais? ( lien dans mon post précèdent)

Tu sembles indiquer que l'on peut se passer du comparateur et donc en gros de presque tout le montage autours. Ce que d autres montages sur la toile montrent a quelques variantes prêt.

Toutefois cela se fait au prix d'une sensibilité à calibrer coté soft + debounce je pense. Sur un ESP32 avec interface WEB c'est plus simple à réaliser que coté CPU dédié sans interface...

Si on suit l'idée de Christophe de laisser à un petit CPU le soin de traiter cela à part de l'ESP32 et de simplement l'informer de l' état (0/1) il semble que l'approche avec réglage externe ( potard/trimer) soit à privilégier.

Michel avait proposé aussi un montage à base d'ACS712 et d'ampli op qui pourrait convenir également.

A voir ou se trouve l'optimum.

La contrainte va outre être le cout de faire tenir le tout dans un format exploitable ( avec les satellites V2) ou le rendre modulable facilement ce qui a pour conséquence immédiate de multiplier les connections...

A creuser donc...
Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 13, 2024, 12:39:11 pm
Quand je disais que j'ai pas mal recherché, j'ai en particulier consulté toutes les sources citées par Sudima Crossing dont je crois personne ne met en doute le sérieux :
 http://www.sumidacrossing.org/LayoutControl/TrainDetection/InductiveDetectionCircuit/

Il a lui même regardé l'ensemble de ce qui se faisait (je crois qui parle même du travail du MERG !)

Tous arrivent à la conclusion qu'en pratique, il utilisent maintenant des bobines de 50, 100 ou maximum 200 tours pour le NCE BD20 qui est l'une des références dans la matière mais un produit commercial.

Je joins l'un des documents qui me semble le plus complet, que l'on peut traduire avec Google traduction : http://dcc-mueller.de/wire4dcc/sensor_e.htm

Christophe


Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le février 13, 2024, 02:12:36 pm
On n'a pas besoin d'une sortie TTL ou CMOS vu qu'on a des entrées analogiques sur l'arduino, donc pas besoin de transistors et autres.
Quant au nombre de tours du transfo, d'une part on n'a pas besoin de dépasser les 0.6V pour le transistor, d'autre part on peut
faire passer plusieurs fois le fil dans le trou et enfin on peut augmenter la valeur de la résistance. (l'entrée de l'arduino est supérieure
à 100 Mohms donc on a de la marge.)
Pour le réglage du seuil, soit on change la résistance ou on en met une variable, soit on change la variable de seuil dans l'arduino.
La seule limite du système c'est que si on veut une diode pour indiquer la présence on doit utiliser une sortie de l'arduino.

@Laurent, je ne pense pas qu'on puisse détecter 1mA avec l'ACS712.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 13, 2024, 04:01:31 pm
Hello

Tu penses que le montage suivant peut convenir? (zener de 3V3 remplaçable par un 5V1 pour AVR)

Quels ajustement ferais tu?


Pour les 1ma sur l'ACS ca parait petit en effet.. et à lire en face avec 1023 steps(10bits del ADC)  et 185mV/A on aurait alors un delta à mesurer cote tension de
0.001x0.185 = 0.000185V.

hors le pas de 5/1023 = 0.00488  et on a alors un rapport de 1/26... sans AMPLI OP déjà c est mort et après il faudra croisé les doigts aussi... Pas impossible quand même.

Pour une sensibilité de détection à 10K donc Vdcc/10K => Vdcc moyen = 16V d ou sensibilité à mesurer en effet de 0.00016mA ...

Trop bas surement sans amplification.

Vaste sujet donc...

Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le février 13, 2024, 04:41:45 pm
La résistance variable doit être après D7 en || sur la capacité c12.(sinon D7 influe sur le seuil de détection)
R30 est inutile vu la faiblesse du courant fourni par le coil.
Après tu peux gèrer le temps de remise à zéro après libération du canton soit avec le produit RV2 x c12  soit avec le produit R31 x c13.
En fait les 2 capas sont redondantes. Tu pourrais supprimer c12 et avoir le temps de remise à zéro indépendant du seuil de détection.
Et mettre une resistance variable en R31 pour ajuster ce temps.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 13, 2024, 05:09:13 pm
Merci Etienne

Je vais voir en ce sens ce qui est le plus efficient et ajuster le layout en conséquence.
Le COIL est un 50 tours.

J avais compris que le Condo de 330pF a pour but de masquer le changement de phase du DCC mais n'avait pas de réel capacite de maintient. ( "débruitage" partiel en quelques sorte)

Raison du C  coté entrée Arduino pour tempo ( qui évite un debounce en gros cote soft ( et permettra de traiter sur interruption type "RISING"

Le fait de pouvoir gérer avec des résistances variables permet de garder un soft pour le cpu identique.


Je modifierai le schéma dans 48h. ( déplacement oblige)

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: CATPLUS le février 13, 2024, 06:45:50 pm
Bonsoir

Aucun rapport avec l'Arduino  :) pourquoi ne pas  utiliser un NE556 pour faire  vos tests   

Tout ce que Mr Rpaisley  fonctionne sans problème.

http://web.archive.org/web/20140825051230/http://home.cogeco.ca/~rpaisley4/DccBODvt5.html.

@ Laurent rajouter une Zener dans votre projet est-elle nécessaire?
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 13, 2024, 07:03:01 pm
Bonjour Marcel,

Eh bien, les grands esprits se rencontrent. Je me faisais exactement la même réflexion quand tu as envoyé ce message. J'avais déjà rappelé le montage d'Eric qui fonctionne : https://forum.locoduino.org/index.php?topic=489

et qui utilise le circuit de Paisley dont tu parles justement.

Néanmoins, je voudrais aller un peu plus loin (mais le montage d'Eric n'est pas pour autant remis en cause). Sur la même carte, je voudrai que l'on puisse sortir deux signaux numériques (pa analogiques) pour libérer l'ESP32 du traitement. Ca peut être des ATtinny (c'est toi d'ailleurs qui avait eu cette idée je crois) qui font le job ou un transistor avec un réglage de sensibilité possible. A voir.

Mais effectivement, autant s'appuyer au départ sur quelque chose qui fonctionne comme tu le rappelles.

Christophe.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 14, 2024, 09:44:21 am
Bonjour

Je pense avoir trouve une solution pour combiner les éléments et différentes implémentations. :)
Je pense que ca sera le boulot du we!
Je vais devoir regarder comment définir un bus pour les "3 cartes  fonctions" ( protection /reverse - détection occupation - identification RC) et une "carte socle" qui reçoit de son coté l ESP32 le CAN, l alim DC DC voir peut être d autres modules d extension types I2C, 74HC595,...

Pour memo la carte railcom dans son design actuel fait 40mm x40 mm.
Elle est la conversion du montage de Christophe et CatPlus en version CMS en implantation recto verso.

Je pense à ce stade que la carte qui va la précéder pour les détections va être du même format.
Etant modulaire et donc substituable dans un format défini elle pourra être déclinée en plusieurs versions selon les montages déjà évoqués plus haut dans ce post.  Apres tests, sans tout changer de nouveau, il suffira de prendre la solution offrant les meilleurs résultats au prix optimal.

En revanche celle supportant la protection doit être plus généreuse peut être 50x50 ou un peu plus.

@Christophe: pourquoi vouloir disposer de 2 sorties en "tout ou rien? Pour deux zones? sur la carte détection.

Je vais aussi creuser la piste de mettre en commun le "petit CPU" pour gérer protection/reverse et la détection globale, voir d autres éléments. Idéalement toujours en approche "module" au prix de qq connecteurs et de cm² sur le PCB socle.(qui va avoisiner les 15cmx10cm Ou plus selon les besoins à qq cm pret.)

A suivre donc.

Ltr

Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 14, 2024, 02:17:43 pm
Bonjour Laurent,

J'admire ton énergie !

Peux-tu être plus précis au sujet de cette phrase ? Deux sorties "de quoi", où cela ?

@Christophe: pourquoi vouloir disposer de 2 sorties en "tout ou rien? Pour deux zones? sur la carte détection.

Si tu fais référence à la carte de détection telle que je l'imagine, tu dois alors parler de la sortie signal (en numérique) pour la détection des courts-circuits et la sortie, également en numérique pour la détection de courants faibles pour détecter par exemple des wagons encore présents dans une zone.

Pourquoi des sorties digitales ? Tout simplement pour libérer le microcontrôleur de la conversion AC / DC qui est très consommatrice de ressources. D'autant qu'il faut deux méthodes puisque nos sommes d'accord que CC et détections courants faibles n'utilisent pas le même capteur. Par ailleurs l'ESP ne brille pas dans ce domaine de la conversion AC / DC

Alors j'ai émis de hypothèses, deux ATTiny qui feraient le job de conversion avec un signal binaire en sortie. Mais aussi un transistor avec une résistance variable pour le réglage de la sensibilité. pourquoi pas ? Et ce n'est pas forcément le même système pour les deux détections.

Je rappelle également ce que disait Catplus récemment au sujet du 555 qui, dans le cas des CC, temporiserait la coupure d'alimentation et ré alimenterait automatiquement au travers d'un relais. Simple et efficace non ?

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 14, 2024, 04:25:37 pm
Salut Christophe

Alors oui avec ton explication c'est plus claire

On aura bien une sortie binaire 0/1 pour la détection d'occupation.(plusieurs montages peuvent assurer ce rôle et pourront être testés) 
La détection d'occupation sera confiée à un sous ensemble ( bloc fonctionnel modulaire)
( RAILCOM aura son propre module ainsi que la détection de CC/reverse)

Deux hypothèses possibles pour le module détection de présence:

On dédie un tout petit MEGATINY pour le job de façon exclusive  sur ce module (avec CPU à 8 broches) qui peut offrir un potar de réglage de sensibilité
Ou
On ajoute ce rôle au MEGATINY qui sert déjà aux protections/reverse de phase.( moins souple à faire)

D'un point de vue module hardware par isolation des blocs de fonction la première version de mon point de vue plus de  sens ( avec intégration directe d un optocoupleur pour les Levels 3V3 et 5V sur chaque I/O en lien avec l ESP32)

Elle est plus rapide et standard.
Cela me semble probant d avoir cette approche au coup d'un CPU à moins d'un euro, ca n'explosera pas le budget fabrication ni les quelques cm² à ajouter.

Cela évite de dédier un CPU qui doit collecter des infos de différents blocs hardware puis de pousser vers l'ESP32. La règle sera que le module doit offrir nativement à l'ESP32 les I/O d'interface intégrant deja les niveaux d alim adéquats en entrée ou sortie.

De plus chaque module peut avoir un CPU adapté à ses besoins.

Si j ai bonne mémoire les satellites V2 LOCODUINO reposaient un peu sur ce mode avec des modules offrant des fonctions différentes. Je pense qu'ils pouvaient utiliser un bus SPI inter blocs mais je n ai pas vu leur réalisation. ( serait pour autant plus simple a réaliser?)
Peut être que cette piste (mois rapide) pourra être à considérer ( aller disons pour la v3 ou V+x). On ne vas pas tout changer d'un coup :)

Ltr




Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le février 24, 2024, 12:48:12 pm
Bonjour,
Je viens de faire des tests avec mon circuit simple avec le zmct103c ci-dessous.
(la diode vers le 5v c'est parceque je n'ai pas de zener 5v en stock)

Avec ma centrale qui envoie du 15V j'ai testé avec un wagon ayant un essieu résistif de 10 kohms et une vénérable
loco jouef (ayant dormi 50 ans dans un grenier :D) que j'ai digitalisée.

J'ai fait un tour dans le transfo et la sortie va sur une entrée analogique d'un UNO.
Le sketch envoie la valeur lue vers l'usb et allume une diode au dessus d'un certain seuil.

j'ai essayé plusieurs valeurs pour la résistance et le condo ainsi que plusieurs tours dans le transfo.

Je suis arrivé à 2.7 Mohms et 470 nF.
L'entrée analogique affiche environ 130 pour le wagon, 700 pour la loco immobile et 1024 lorsqu'elle roule.
Le bruit résiduel et d'environ 5 (mais je n'ai pas encore de réseau donc à tester plus tard)
En mettant le seuil à 30 la detection d'entrée est quasi immédiate.
La libération est temporisée d'environ 1 seconde pour le wagon et 3 ou 4 secondes pour la loco.
Je pense mettre une zener de 3,3v, comme çà ça va réduire le temps pour la loco sans toucher à celui du wagon.

En jouant sur le seuil on peut ajuster un peu ce temps de retour à la voie libre.

4 secondes peut sembler fort mais je pense qu'il vaut mieux çà qu'une fausse libération à cause d'un mauvais contact
d'une roue du wagon de queue.

L'essai est concluant et le circuit est parfaitement utilisable.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: trimarco232 le février 24, 2024, 08:46:46 pm
Bonjour ,
enlever la capa et filtrer par le soft ?
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le février 24, 2024, 09:33:46 pm
Non, c'est du courant alternatif donc on a besoin de le redresser et de le filtrer avec une capacité.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 27, 2024, 04:45:52 pm
Bonjour

Je reviens sur l'usage de l'ACS712 et des ses "limites".

Les double tableau suivant montre bien les variations sur un ACS712 5A qui offre la plus grande amplitude de variation selon la conso (limitée à 5A) et du coté mesure les exploitations correspondantes

On comprend bien comme nous l'avait indiqué Marcel que pour les faibles valeurs de conso il n'est pas le plus adapté nativement avec un DAC sur 10bits.
Sur 12 bits on gagne en résolution dont on pourra mieux nettoyer le bruit.

Toutefois encore une fois globalement en deca de 50mA il ne faut pas compter sur une mesure précise voir "bien réelle" et donc on privilégiera d autres montages que l'utilisation directe de l ACS712.
A ce seuil on pourrait toutefois bien mesurer un ACK qui se traduit en 10 bits par une variation de 2 pas sinon de 8 en 12 bits ce qui est plus confortable.

Pour bénéficier du 12 bits le DAC les  de la série AVR DD sont idéaux.

l'ESP32 pourrait convenir des lors que que l on ramène la sortie de l'ACS712 dans la plage des tensions ( [0;3]V  sur l' entrée de mesure du CPU. L ampli OP est une bonne solution, un simple diviseur de tension à l aide de 2 résistances est une alternative acceptable mais moins efficace car plus imprécise.
Cependant ce CPU n est pas connu pour être un monstre de guerre sur son DAC dont il faut exclure les PINS reliées au DAC2 en cas d'utilisation conjointe du WIFI. ( c est formage OU dessert!)

Ltr

Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 27, 2024, 05:12:30 pm
Je reviens sur l'usage de l'ACS712 et des ses "limites".

Laurent,

Pour moi la question de l'ACS712 ne se pose plus dans le cadre du sujet qui nous intéresse ici. Je n'ai jamais caché mes limites en électronique, mais il me semble que Etienne démontre bien du le zmct103c fait le job, tant pour les courants faibles que pour des courants dépassant 1 ou quelques ampères ce qui permet aussi de traiter les courts-circuits.

Le montage d'Etienne me semble être celui de Cédric avec quelques différences de composants. Or connaissant Cédric, il n'y a pas de doute à avoir quand il dit que ça fonctionne.

Je suis 100% d'accord avec toi sur les limites de l'ADC de l'ESP32, d'où l'intérêt, dans un montage un peu conséquent comme les satellites autonomes, de dédier un composant à cette tâche exclusivement.

Perso, je vais essayer avec un ATTiny car j'avoue que je ne trouve pas très simple le codage et le fonctionnement pour les composants (MEGATinny) que tu préconises. Mais bon, au stade des tests ça n'a pas grande importance.

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le février 27, 2024, 05:47:24 pm
Le problème en plus avec l'ACS712 c'est qu'il est centré sur le 2v5, ou plutôt de la moitié du 5V qui l'alimente.
Et la lecture qui va être faite par l'ADC du contrôleur dépend du 5v qui alimente le contrôleur
Donc la précision de la régulation des 5V joue sur la sensibilité.

Il ne fait aucun doute pour moi que l'ACS712 est parfait pour la détection de court-circuit mais pas les courants faibles.

Mon circuit peut convenir pour les CC mais il faut alors changer les valeurs de la résistance et du condo, celà dit vu qu'on trouve
des modules tout prêts à base d'ACS712 pourquoi s'en priver?
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 27, 2024, 05:51:06 pm
Hello

En fait paradoxalement je suis plus confort avec les AVR récents grâce aux LIB (et les docs)  de SPENCE KOINDE que les 328P et AVR de génération analogue.

Je trouve plus de flexibilité sur la gamme de MEGATINY mais surement que pour quelques usages élémentaires on doit arriver à un résultat similaire.

L avantage des générations de CPU plus récentes est d offrir une plus grande vélocité aussi avec des architectures internes de traitement revues.

ex avec le digitalattachinterrupt() et le ISR hardware que j ai "découvert" et mis en œuvre pour la gestion du module de détection CC/reverse ou la rapidité d exécution est un critère important. (ce qui me fait aussi économiser en ressources)

Dans tous les cas dans mon montage actuel et connaissant déjà l étalonnage de sortie de l ACS712 sur des conso "élevées" ou CC sur une durée déterminée je sais exploiter les valeurs

Dans le cas des COILS il faut voir les correspondance et tester la aussi

Pour la mesure de conso/présence de base on est OK ce type de montage présente une sensibilité supérieure simple à exploiter et utiliser comme avec le montage  à base de NE555/NE556. ( qui est sur le bouclier Adhoc)

Je testerai le premier bouclier la semaine prochaine, le code est prêt, le PCB fabriqué est en transit depuis l'Asie et arrivera dans quelques jours.

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le février 28, 2024, 11:01:10 am
Bonjour à tous.
Un détail qui ne change rien à votre réflexion :
Pour le relais, pensez à la FCEM (force contre électro motrice) de la self du relais. Une diode en inverse protège le transistor de commande, qu'il soit sur la carte ou que ce soit une sortie de l'ESP32. Je ne compte plus le nb de transistors grillés suite à cet oubli  ;)
René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 28, 2024, 11:28:43 am
Merci pour le rappel. Mais effectivement c'est bien le baba et c'est prévu.

Pour préciser les choses, le relais n'est pas reliée à l'ESP32 mais commandé par l'ATTiny qui est sur la carte de détection.

L'ESP32 n'est relié à l'ATTiny que par une broche en numérique qui envoie une seule information, "busy" si le seuil de détection est dépassé, dès que par exemple la résistance sur l'essieu d'un wagon ait suffit à dépasser ce seuil. Et en cas de court-circuit, l'information "busy" est bien évidement encore d'actualité !

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le février 28, 2024, 12:49:06 pm
@tous
Si je comprends bien nous allons avoir 1 carte satellite, 1 carte détecteur Railcom, 1 carte détecteur de présence. Çà fait beaucoup de cartes; ce n'est pas trop gênant en HO main en N ???
Pourquoi ne pas rassembler le tout sur un seul module ?

Alors pour apporter mon "caillou" à l'édifice voici ce que je vous propose :
1- vous me communiquez (en MP) le schéma théorique du/des ensembles envisagés. Peu importe la forme croquis à main levée ou dessin ou photo.
2- je mets en forme sous Kicad, puis je vous le communique.
3- vous validez le schéma ainsi réalisé. Eventuellement vous me donnez les contraintes (dimensions, composant spécial, etc.)
4- j'effectue le routage du PCB, puis je vous communique le résultat.
5- vous validez le projet.
6- Je mets les fichiers GERBER à disposition de tous.

Processus itératif : à chaque changement l'indice tourne, ainsi on ne se mélange pas les aiguillages  :D

En seconde étape on peut envisager une version CMS...

René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 28, 2024, 01:18:22 pm
Bonjour René

Merci pour votre apport et votre implication.

Ici nous parlons spécifiquement de la détection des courants faibles via différentes solutions.

Vous évoquez ensuite l'utilisation de ce type de montages que l'on retrouve sur les satellites autonomes (historique ou en version modulaire)

C est la séparation en blocs fonctionnels simples qui est un ajout de ma part sur la base qu'a proposé Christophe avec le concept et son itération des satellites autonomes.

Pour la version que je mets en œuvre j ai repris les éléments principaux et afin de valider ces blocs il y a un découpage en différents "boucliers" ce qui facilite la maintenance, l évolutivité, et dans une certaine mesure la fabrication entre autre via des composants CMS et un montage usine assurant une qualité pro et un encombrement réduit de l'ordre du format initial en 10cm x10cm

Je pense qu'il faut en discuter dans les post dédiés.

Pour ma part 1 montage sur la détection de courants faibles est fait:
l un à base de coil + NE555+megatiny

Je dois me pencher sur une solution finale alternative comme celle évoquée par Cédric:
COIL + megatiny + composants périphériques.

Les deux boucliers sont inter substituables ce qui selon les tests, les couts ou les préférences rend les choses simple sans tout devoir reprendre.

Ltr

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le février 28, 2024, 02:06:06 pm
Bonjour laurentr

Je comprends parfaitement votre positionnement et je reste donc "l'arme au pied" comme on dit dans certains milieux  :D
Sachez également que je reste à votre disposition pour un coup de main avec Kicad.

René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 28, 2024, 03:16:13 pm
Merci Réné pour ta contribution et ta proposition pour aider sur les PCB en particulier.

Je sais que les développements de Laurent souvent cités dans ce fil contribuent à créer de la confusion.

Je pense qu’il fera en sorte de contenir ce qui concerne ses propres évolutions sur ses fils à l’avenir.

Le projet des satellites autonomes, du point de vue matériel, est un projet mature et stable. Et ce pour quelques temps encore.

Cela veut dire que la carte des satellites dont la dernière version est la v7 ne sera pas modifiée dans un futur proche.

La fameuse carte de détection n’est pas indispensable au fonctionnement des satellites autonomes + Railcom et je précise qu’elle n’est pas obligatoire pour le fonctionnement de l’ensemble.

Son objectif est double :

1° - Savoir si un canton est toujours occupé alors que la locomotive a elle-même quitté ce canton. Typiquement, c’est le cas de wagons qui eux occupent toujours le canton.

2° - Il me semble que dans le concept de satellite (gérer au maximum ce qui peut l’être en local), il est intéressant de faire en local la détection de courts-circuits et d’apporter aussi en local une coupure de l’alimentation avec un relais comme tu l’as bien noté.

Ces deux fonctions ne sont pas spécifiques aux satellites autonomes, ce pourquoi il est envisagé d’en faire une carte seule pour ceux qui ne l’utilisent pas dans ce cadre.

Concernant les satellites autonomes, je te rejoins, cela ferait beaucoup de cartes, ce pourquoi j’ai dessiné un PCB de la carte Railcom qui va recevoir aussi ces éléments de consommation de courant et de coupure du courant d’alimentation des rails. Il y a une logique à regrouper les deux.

Pour le montage électronique, j’ai rappelé dans ce fil que je retenais le montage de Cédric (Pyk35) qui est simple et je connais la rigueur de Cédric et je lui fais confiance. Je rappelle qu’à quelques variantes près, etienne66 a lui aussi testé ce montage et a obtenu de bons résultats.

https://forum.locoduino.org/index.php?topic=489.msg9139#msg9139

Sans oublier Eric (nopxor) qui est celui qui nous a fait connaitre ce type de montage : https://forum.locoduino.org/index.php?topic=489.msg4982#msg4982

Moi-même, je ferai les tests dès mon retour en France le 6 mars. Je veux de plus que le traitement du signal analogique en numérique soit séparé de l’ESP32 de la carte satellite. Il y a plusieurs raisons déjà largement développées sur ce fil et ailleurs.

Je vais donc mettre un ATTinny pour faire la conversion Analogique / Numérique et qui enverra un seul signal digital à l’ESP32, l’état occupé ou non du canton.
Au passage, je remercie Christian pour sa série d’articles sur l’ATTinny (en particulier celui qui traite du sujet) https://www.locoduino.org/spip.php?article195

Après relecture des différents articles, je suis convaincu que c’est une solution simple, efficace et économique.

Voilà j’espère que ceci rendra plus clair l’état de l’ouvrage.

Alors, oui, René, je retiens ta proposition pour m’aider car tout ceci est beaucoup de travail. Cela vaut également pour toutes les autres bonnes volontés.

Et n’hésitez pas les uns et les autres si vous avez des questions.

Christophe


Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le février 29, 2024, 03:19:03 pm
Bonjour.

Comme je vous l'avais proposé voici un schéma de principe regroupant :
- Le détecteur Railcom
- La présence d'un consommateur de courant dans le canton
- La protection contre les court-circuits.

La partie détecteur Railcom reprend la version de Christophe.
Reste à définir la partie soft pour l'ATTiny. Sur ce sujet je suis moins expert...
Quelqu'un peut-il me dire le nb de tours nécessaires pour L1 (TALEMA-AS103) car sous la référence il y a plusieurs modèles avec des nb de spires différentes. Attention : il faut penser HO mais aussi N, les consommations peuvent être différentes...
Je soumets tout ceci à vos bienveillantes observations.
Une fois vos remarques validées, je pourrais alors lancer le routage du circuit.
Merci d'avance pour vos retours.

René

(https://www.locoduino.org/IMG/png/detrailcomplus_0-1.png)
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 29, 2024, 03:57:08 pm
Merci René, c’est vraiment très sympa de ta part. Il y a quelques experts en électronique sur le site qui ne manqueront pas j’en suis sûr d’examiner cela et de faire leurs suggestions.

Je vois que tu as tenu compte du fait que le montage était en 5V mais que l’entrée digitale du l’ESP32 (satellite) elle est en 3,3v


Quelqu'un peut-il me dire le nb de tours nécessaires pour L1 (TALEMA-AS103) car sous la référence il y a plusieurs modèles avec des nb de spires différentes. Attention : il faut penser HO mais aussi N, les consommations peuvent être différentes...

Quelle est la question exactement, le nombre des spires de la bobine ? 1000 dans celles que j’ai acheté sur AliExpress (Les mêmes que Cédric avait utilisé). Mais je pense que tu veux parler du nombre de tours qu’il faut faire autour de la bobine avec le conducteur DCC ? De mémoire, Etienne disait je crois qu’il en avait fait deux ! Je pense qu’il faut tester différents cas au moment de la mise en place. Je crois qu'il est intéressant de relire son message :
https://forum.locoduino.org/index.php?topic=1656.msg18504#msg18504 (https://forum.locoduino.org/index.php?topic=1656.msg18504#msg18504)

Dans cet excellent article souvent cité, l'auteur dit qu'après de nombreux tests, il a fini par adopter des bobines de 50 spires !!! : http://www.sumidacrossing.org/LayoutControl/TrainDetection/InductiveDetectionCircuit/ (http://www.sumidacrossing.org/LayoutControl/TrainDetection/InductiveDetectionCircuit/)

Je remarque aussi que tu as prévu une résistance variable pour ajuster les réglages.

Je vois aussi que tu as mis un transistor entre l'ATTiny et le relais. Sur le principe, je trouve ça bien mais cela ne rajoute'il pas un peu de latence dans la commutation ? J'avais pensé à des relais basse consommation comme celui-ci, justement parce qu'on est en dessous des 40mA max des broches de l'ATTiny et je pensais, peut-être à tort qu'il n'y aurait pas besoin de transistor : https://fr.rs-online.com/web/p/relais-de-signaux/1762909?gb=s (https://fr.rs-online.com/web/p/relais-de-signaux/1762909?gb=s)

Pour la partie programmation de l’ATTiny, je n’ai pas de soucis, ce sera assez simple. Tu programmes comme si c’était un Arduino. C’est d’ailleurs un Arduino qu’il faut utiliser pour les tests et ensuite on recopie sur l’ATTiny.

En attente des avis !!! Merci par avance
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 29, 2024, 05:56:42 pm
Bonjour

Je pense que tu pourrais laisser le CPU sur le 5V au lieu du 3v3 ( venant de l ESP). voir dans ce cas tirer le 5v du régulateur en place.
Tu peux ajouter au besoin les connecteurs de PROG pour le CPU si on veut le mettre à jour in situ ou si c est un composant CMS. ( il peut être substituable par un ARTINY202 ou 402 par exemple) ( brochage a vérifier)
.
Peut être aussi ajouter une résistance talon sur la partie variable afin de ne pas avoir un seuil trop haut au cas où.
Apres on peut envisager des ponts diviseur avec sélection par curseur pour déterminer des seuils pré définis. Cela facilite l équilibrage d une section d une carte vers une autre. ( aux erreurs de 1% prêt des résistances en place et donc plus précis que le trim.)

Proposition à regarder.

Toutefois dans ce montage la détection de conso qui va assurer la protection est  après la mesure railcom.
Il semble que LENZ procède à l'inverse et donc il faudrait alors plutôt positionner l'AS103 en amont de la mesure railcom cote source DCC.

Ltr

Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 29, 2024, 06:03:08 pm
Je pense que tu pourrais laisser le CPU sur le 5V au lieu du 3v3 ( venant de l ESP). voir dans ce cas tirer le 5v du régulateur en place.

Bien vu Laurent pour le 5v. Et je pense que c'est aussi le cas pour le relais et tant qu'à faire aussi la LED qui est reliée au relais.

Il semble que LENZ procède à l'inverse et donc il faudrait alors plutôt positionner l'AS103 en amont de la mesure railcom cote source DCC.

Nous avons convenu avec René que je vais tester cela en rentrant la semaine prochaine avant d'envoyer en prod. Il sera toujours temps de modifier.

Merci pour la contribution.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le février 29, 2024, 08:53:43 pm
Bonsoir à vous deux.

Citer
Je pense que tu pourrais laisser le CPU sur le 5V au lieu du 3v3 ( venant de l ESP). voir dans ce cas tirer le 5v du régulateur en place.
Possible mais :
- Je n'ai pas fait le bilan de puissance du L7805. Il me paraît un peu léger. A faire.
- Si j'alimente l'ensemble du montage en 5V il faut que j'interface la sortie de l'ATTiny pour rendre le signal envoyé sur 33 de l'ESP32 pour ne pas dépasser 3,3V. D'où un circuit en plus.

Citer
Tu peux ajouter au besoin les connecteurs de PROG pour le CPU si on veut le mettre à jour in situ ou si c est un composant CMS. ( il peut être substituable par un ARTINY202 ou 402 par exemple) ( brochage a vérifier)
Ca va charger la carte pour peu d'usage. Perso. je préconiserai un support.

Citer
Peut être aussi ajouter une résistance talon sur la partie variable afin de ne pas avoir un seuil trop haut au cas où.
D'accord. Mais à vous de me dire la valeur après essais.
N'oubliez pas les différentes échelles HO et N dans vos essais.

Citer
Apres on peut envisager des ponts diviseur avec sélection par curseur pour déterminer des seuils pré définis. Cela facilite l équilibrage d une section d une carte vers une autre. ( aux erreurs de 1% prêt des résistances en place et donc plus précis que le trim.)
Pas tout à fait d'accord :
- combien de pas de réglages ? Avec un commutateur en supplément. Comparé à un malheureux potentiomètre.
- Avec un potentiomètre 10 tours (Bourns ou autres) on prend moins de place et la précision du réglage est au RdV.

Citer
Toutefois dans ce montage la détection de conso qui va assurer la protection est  après la mesure railcom.
Il semble que LENZ procède à l'inverse et donc il faudrait alors plutôt positionner l'AS103 en amont de la mesure railcom cote source DCC.
C'est un sujet maintes fois discuté mais jamais expliqué techniquement. Les raisonnements se basent uniquement sur ce que semble faire LENTZ.
Pour ma part je privilégie une coupure au plus près du CC, et la mesure de courant est ainsi débarrassée du régime transitoire des alimentations lors de la remise en tension de la voie.
Tout risque d'interférence entre les circuits Railcom et la mesure d'intensité est ainsi écarté. Toujours positionner le capteur au plus près du défaut probable, principe d'AMDEC (Analyse de Modes de Défaillances de leur Effets et de leurs Criticité).

Bref à valider expérimentalement...

René
Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le février 29, 2024, 09:04:06 pm
Citer
Je pense que tu pourrais laisser le CPU sur le 5V au lieu du 3v3 ( venant de l ESP). voir dans ce cas tirer le 5v du régulateur en place.
Possible mais :
- Je n'ai pas fait le bilan de puissance du L7805. Il me paraît un peu léger. A faire.
- Si j'alimente l'ensemble du montage en 5V il faut que j'interface la sortie de l'ATTiny pour rendre le signal envoyé sur 33 de l'ESP32 pour ne pas dépasser 3,3V. D'où un circuit en plus.

Il n'y a pas de pbme avec le convertisseur de 5V de la carte, il débite 1A et il n'y a rien sur le satellite qui consomme. Quant à abaisser à 3,3v pour entrer dans l'ESP, je croyais que tu avais mis un pont diviseur ?


Citer
Tu peux ajouter au besoin les connecteurs de PROG pour le CPU si on veut le mettre à jour in situ ou si c est un composant CMS. ( il peut être substituable par un ARTINY202 ou 402 par exemple) ( brochage a vérifier)
Ca va charger la carte pour peu d'usage. Perso. je préconiserai un support.

Je te rejoins sur ce point

Citer
Peut être aussi ajouter une résistance talon sur la partie variable afin de ne pas avoir un seuil trop haut au cas où.
D'accord. Mais à vous de me dire la valeur après essais.
N'oubliez pas les différentes échelles HO et N dans vos essais.

Je ne sais pas de quoi on parle, jocker !

Citer
Toutefois dans ce montage la détection de conso qui va assurer la protection est  après la mesure railcom.
Il semble que LENZ procède à l'inverse et donc il faudrait alors plutôt positionner l'AS103 en amont de la mesure railcom cote source DCC.
C'est un sujet maintes fois discuté mais jamais expliqué techniquement. Les raisonnements se basent uniquement sur ce que semble faire LENTZ.
Pour ma part je privilégie une coupure au plus près du CC, et la mesure de courant est ainsi débarrassée du régime transitoire des alimentations lors de la remise en tension de la voie.
Tout risque d'interférence entre les circuits Railcom et la mesure d'intensité est ainsi écarté. Toujours positionner le capteur au plus près du défaut probable, principe d'AMDEC (Analyse de Modes de Défaillances de leur Effets et de leurs Criticité).

Bref à valider expérimentalement...

CQFD
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 29, 2024, 09:55:21 pm
Les liaisons entre le 3v3 et le V doivent etre opto-couplées puis qu'on ne transfert que des états 0 ou 1.
Un opto de type LTV354 fera cela bien, il y en a beaucoup autres qui peuvent convenir.
On aura cote ESP32 du coup un entrée de type PULLUP externe. A noter que si on veut travailler en logique non inversée ( 0 train = 0 envoyé à l ESP pour 0 occupation et réciproquement, il faut ajouter un montage inverseur.)

Le "problème" du 7805 ( et consorts de type régulateur LDO)  est le suivant.
Il va devoir dissiper la différence de tension entre le VMAX du Dcc et 5V.
Dans le pire des cas on a 19V d écart ( max de la norme DC = 24V)

Couramment on sera le plus souvent sous 18V et donc 13V x conso du montage au total à dissiper.
On voit vite sur les datasheet les élévations de températures par watt et au toucher mieux vaut alors être prudent! Au départ cela semble anodin mais quand on va additionner les consommateurs: CI logique, CPU, relais, led témoin... on grimpe vite!)

Et c est la que cela commence à "chauffer".
La solution est alors de le remplacer par un montage convertisseur de type DC-DC qui ne présente pas ce genre d aléas ou si on conserve un régulateur LDO de l alimenter avec un tension présentant un écart réduit avec la tension de sortie de celui ci: ex 8V en entrée pour du 5V par exemple.

Si on fait le choix d une alimentation externe pour les circuits et de ne pas prendre sur le DCC l alim, en cas de coupure du DCC alors l électronique de contrôle peut continuer a jouer son rôle...

C'est un choix aux adeptes multiples sur les deux solutions.
Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le février 29, 2024, 10:43:50 pm
Citer
Il n'y a pas de pbme avec le convertisseur de 5V de la carte, il débite 1A et il n'y a rien sur le satellite qui consomme. Quant à abaisser à 3,3v pour entrer dans l'ESP, je croyais que tu avais mis un pont diviseur ?

Citer
Les liaisons entre le 3v3 et le V doivent etre opto-couplées puis qu'on ne transfert que des états 0 ou 1.
Un opto de type LTV354 fera cela bien, il y en a beaucoup autres qui peuvent convenir.
On aura cote ESP32 du coup un entrée de type PULLUP externe. A noter que si on veut travailler en logique non inversée ( 0 train = 0 envoyé à l ESP pour 0 occupation et réciproquement, il faut ajouter un montage inverseur.)

Pas ni pwoblêm : je passe tout le montage en 5V et je mets un optocoupleur en sortie vers la broche 33 de l'ESP32.

Citer
La solution est alors de le remplacer par un montage convertisseur de type DC-DC qui ne présente pas ce genre d aléas ou si on conserve un régulateur LDO de l alimenter avec un tension présentant un écart réduit avec la tension de sortie de celui ci: ex 8V en entrée pour du 5V par exemple.

J'ai souvenir d'un poste que l'on avait construit à la boîte qui chauffait du diable car on lui avait mis une alimentation ballast (because rayonnements). il dissipait plusieurs centaines de W en chaleur pour à peine 15W émission.

Je regarde la version convertisseur et je refais le schéma en version 0.2

Pour la résistance talon il s'agit d'une résistance mise en série sur le +5V du potentiomètre pour éviter que le curseur en butée fournisse un seuil de consigne trop élevé.
Là aussi je positionne un emplacement de résistance, libre ensuite à le câbler ou non.

Bon, je termine le routage de la V0.1 et je vais me coucher  ;)
Demain soir je modifie le schéma comme je l'ai dit et je le remet sur le fil.
Bonne nuit à tous.
René


Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le février 29, 2024, 11:15:08 pm
Bonsoir Rene

A discuter mais tu peux peut être prévoir aussi un choix via jumper pour des seuils pre déterminés: ex avec une valeur du pont diviseur on limite à 0.8A ( pour nos Niste)
puis 1A ou 1.2A, 1.5A et jusqu qu 2A ( qui ets le seuil courant de coupure des petits relais que on utilise généralement.)

Pour limiter la conso on peut aussi mettre un relais à double enroulement avec verrouillage (on a assez de PIN dispo sur le CPU pour cela) Tu peux alors le commander sinon par un transistor NPN par un NMOS.

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 01, 2024, 10:48:07 am
Bonjour Laurent

Citer
A discuter mais tu peux peut être prévoir aussi un choix via jumper pour des seuils pre déterminés: ex avec une valeur du pont diviseur on limite à 0.8A ( pour nos Niste)
puis 1A ou 1.2A, 1.5A et jusqu qu 2A ( qui ets le seuil courant de coupure des petits relais que on utilise généralement.)

Au fait, de quels seuil discute t-on ? Moi je comprends qu'il s'agit de donner une consigne à l'ATTiny à partir de laquelle il juge que l'intensité dans le canton est trop élevée et décide de couper la tension DCC.
Si c'est le cas peux-tu argumenter ton choix (jumper) par rapport à l'utilisation d'un potentiomètre ajustable 10 tours.

Citer
Pour limiter la conso on peut aussi mettre un relais à double enroulement avec verrouillage (on a assez de PIN dispo sur le CPU pour cela) Tu peux alors le commander sinon par un transistor NPN par un NMOS.

J'avais pensé à relais bistable. mais compte tenu qu'en fonctionnement normal (DCC alimentant la voie) le relais sera au repos (je sais ce n'est pas sécurité intrinsèque) et vu qu'en cas de CC il restera collé au maximum qq secondes voire qq dizaines de secondes le bilan d'énergie n'en sera que très peu impacté. Par contre il faudra rajouter un transistor de commande supplémentaire. La carte commence à être bien "tassée"...
Même un relais monostable peut être commandé par un MOS. L'avantage de ce composant est qu'il n'est pas besoin de résistance de limitation grille car il n'y a pas de courant comme sur la base d'un transistor, la grille d'un MOS se charge comme un micro condensateur. Dans ce cas il ne faut pas oublier d'activer les résistances pull up ou pulldown de la sortie de l'ATTiny.
Quel référence de MOS préconises tu ?
Connais tu une référence de double MOS en un seul boîtier ?  ça me règlerait bien qq difficultés de routage.



Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 01, 2024, 11:41:34 am
Bonjour rNe

L intérêt que je vois dans les jumper +ponts et d'avoir des pre réglages équilibrés entres toutes les cartes aux même valeurs ce qui est lus délicat avec le trimer mais pas impossible ( mesure omhmettre requis)

En fait on a déjà des seuil pre connus selon les échelles. ( ceux que j ai proposé par exemple) mais on reste libre du choix à mettre en place.

Comme je travaille beaucoup en CMS je n ai pas de composant magique à te proposer pour ton besoin directe.

Le relais peut aussi rester coller le temps que le CC/overload soit résolu et donc être au delà des temps que tu mentionnes

N y a  t il pas avec ce montage en fait 2 info à envoyer vers l ESP32:( sur 2 broches)

La présence de détection  en deca d un seuil max et le CC au delà de celui ci? (on fait  d une pierre deux coup!)


A voir donc...

Ltr
Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 01, 2024, 12:06:53 pm
N y a  t il pas avec ce montage en fait 2 info à envoyer vers l ESP32:( sur 2 broches)
La présence de détection  en deca d un seuil max et le CC au delà de celui ci? (on fait  d une pierre deux coup!)

@Laurent,

Non il n'y a pas deux infos à envoyer a l'ESP du satellite. Qu'il y ait un wagon qui reste sur le canton, un train complet, ou un court-circuit, la seule chose qui intéresse l'ESP32 c'est l'état occupé ou libre du canton.

Tout ce qui est au dessous du seuil indique un état libre et tout ce qui est au dessus, occupé

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 01, 2024, 07:40:56 pm
Voici le schéma de principe en V 0.2 (toujours provisoire, le zéro oblige)

Modifications depuis la V 0.1
- J'ai remplacé le L78L05 par un convertisseur 5V MW N7805-1PV.
- L'ensemble du circuit est alimenté par le 5V du convertisseur.
- L'information d'occupation du canton est transmise à l'ESP32 de la carte satellite via un deuxième optocoupleur.
- Le potentiomètre de consigne pour la mesure d'intensité de CC est remplacé par un DIP_SWITCH qui agit comme un program pin sur l'ATTiny et offrant 8 possibilités de réglages d'intensité maxi.

J'ai gardé le relais monostable car le gain de consommation pour un relais bistable n'aurait pas compensé l"augmentation du prix.
Dans la lecture spécialisée je n'ai pas trouvé d'avantage notable à l'utilisation d'un MOS pour commander le relais, alors j'ai gardé le 2N3904.
Je reconnais que l'utilisation d'un program pin est plus simple pour le commun des mortels qui ne sont pas trop familiers avec les réglages tournevis afin de trouver le bon seuil de I. Mais à charge des développeurs de logiciel pour déterminer par programme les valeurs de seuil lues en entrée ADC du ATTiny. En plus le DIP_SWITCH et son réseau de résistances ne prend pas trop de place sur le PCB.
Il faudra me confirmer également la bonne référence de la self de mesure une fois les essais proto concluants.

Je vous laisse vérifier tout cela pour débusquer une éventuelle erreur de schéma de ma part.

René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 02, 2024, 01:52:23 am
Bonsoir

Je pense qu'un simple DIP SWICTH 2 positions pourrait convenir ce qui laisse alors 4 combo possible de choix de seuils: par exemple 0.5A 1A 1.5A 2A ce qui me semble un calibre progressif valable pour N et HO.

Ceci libèrerait une pin sur le CPU à la quelle je confie la led et je profiterai pour couper DCC1 également via le deuxième pole du relais. ( en coupant on évite tout possible retour de courant indésirable entre zones et matériel déraillé à cheval sur deux secteurs contigus géré chacun par un sat diffèrent.

Apres c'est un choix à faire.

Ltr
Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 02, 2024, 04:16:09 am
Ceci libèrerait une pin sur le CPU à la quelle je confie la led et je profiterai pour couper DCC1 également via le deuxième pole du relais. ( en coupant on évite tout possible retour de courant indésirable entre zones et matériel déraillé à cheval sur deux secteurs contigus géré chacun par un sat diffèrent.

La led n'est pas un problème, il n'y a qu'à la brancher sur le DCC commuté par CC sortie 5 du relais par exemple, mettre une diode pour éviter la tension inverse et la résistance qui va bien.

Vous récupérez ainsi une broche de l'ATTiny sans rien changer au switch.

N'est-il pas ?

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 02, 2024, 04:59:08 am
Il y a peut être encore plus trivial en la mettant en // de la commande du relais... et fermeture via le transistor.

Si relais actif led allumée sinon éteinte.

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 02, 2024, 11:56:16 am
Bonjour à tous.

Voici le schéma deprindipe V0.3.
J'ai donc mis les deux polarités DCC en coupure sur les 2 contacts du relais et mis la diode LED en // sur le relais.
J'ai mis un peu d'ordre dans le schéma pour qu'il soit plus facile à lire (moins fouillis tassé dans les coins). Bref, ce point est uniquement cosmétique.
Je propose qu'on en reste là (V0.3) jusqu'à la fin de l'expérimentation réelle qui validera le principe ou non.
Pour l'instant je vais faire le routage pour "pondre" les fichiers Gerber.

Bonne journée
René
Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 02, 2024, 12:45:02 pm
Je propose qu'on en reste là (V0.3) jusqu'à la fin de l'expérimentation réelle qui validera le principe ou non.
Pour l'instant je vais faire le routage pour "pondre" les fichiers Gerber.

René,

qui ne dit mot consent. Si nos quelques spécialistes en électronique habitués du site n'ont rien dit, c'est que certainement que tout bon dans cette version.

On va effectivement tester et on verra bien.

Merci encore pour le travail et ton implication.

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le mars 02, 2024, 02:32:15 pm
J'ai deux remarques :

c10 ne se décharge qu'à travers l'entrée de l'attiny dont on ne connait pas l'impédance. Je préfèrerais avoir une résistance
en // sur c10 pour maitriser le temps de décharge.

Ma deuxième ne concerne pas ce circuit en particulier mais la série des circuits satellites.
Je préfèrerais une alimentation 5v globale du réseau, stable et indépendante du DCC.
- ça éviterait de pomper du courant sur le DCC
- ça ne couperait pas en cas de CC
- ç'est plus économique en prix et en surface de pcb
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 02, 2024, 02:48:40 pm
Merci Etienne pour ces remarques.

Concernant la première, cela dépasse mes compétences.

Pour la seconde, cela me titillait un peu. Je pense comme toi que si l’on peut se dispenser de prendre le courant sur le DCC ça n’est que mieux. On économise aussi tous ce que ça implique, pont de diodes, condo, filtres !!!

Et puis je me souvenais de la remarque de Laurent sur la consommation globale !

Néanmoins, le régulateur sur la carte satellite de 5V/1A de la carte satellite ne suffit t'il pas pour Railcom+ détection et aussi ESP32 ?

J'y verrai aussi une économie. De plus ce composant est en rupture de stock chez TME, difficilement trouvable ailleurs en Europe sauf chez Mouser presque au double de prix de TME.

Si l’on craint une charge trop importante de l’ensemble, je vais me mettre en recherche d’un 2A.

Au passage, que pensez-vous si le convertisseur ne traite plus du 12V mais du 18 ou même du 24V. Je parle de l’alimentation globale de la carte. Je me doute qu’il y a une plus grande dispersion de chaleur, mais ces convertisseurs sont donnés pour du 36V ???

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le mars 02, 2024, 03:30:38 pm
Pour mon (futur) réseau j'ai une alim 12v 10A pour les commandes d'aiguillages et une 5v 10A pour les signaux ou autres accessoires
Mes cartes arduino seront alimentées par l'USB, mais pas par l'ordinateur : je passe par un HUB USB avec son alimentation autonome.
Les sorties des arduinos commandent des relais pour les aiguillages et des darlingtons pour les signaux donc presque rien n'est pompé
sur leurs cartes.
On trouve des alimentations à moins de 10€ chez AliExpress alors pourquoi s'emmerder?
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 02, 2024, 05:36:16 pm
Hello

Oui le choix rationnel conduit à optimiser selon des contraintes que chacun juge ou non pertinente.
Avoir un BUS alim(s) sous le réseau n'est pas en soit compliqué et plutôt universel.
La généralisation des convertisseurs DC DC et leur prix attrayant force aussi à pencher veux eux au détriment de nos bons vieux LDO type 7805 où dès que la conso décolle un peu avec une
amplitude des tensions importante  en entrée/sortie la dissipation et donc la chaleur s'envole très vite.

Le choix du convertisseur DC DC en composant discret reste par contre plus sensible mais pas impossible

Un modèle très connu est le MC33063ADR.
https://www.mouser.fr/ProductDetail/Texas-Instruments/MC33063ADR?qs=paYhMW8qfisBLTp5LDV7jw%3D%3D&mgh=1&vip=1&gad_source=1&gclid=CjwKCAiAuYuvBhApEiwAzq_YibykeasWXFdmY76OrRl6ufQr4P352Bq-BfbTyGVOqzuty5gqkX-TYxoCcHEQAvD_BwE (https://www.mouser.fr/ProductDetail/Texas-Instruments/MC33063ADR?qs=paYhMW8qfisBLTp5LDV7jw%3D%3D&mgh=1&vip=1&gad_source=1&gclid=CjwKCAiAuYuvBhApEiwAzq_YibykeasWXFdmY76OrRl6ufQr4P352Bq-BfbTyGVOqzuty5gqkX-TYxoCcHEQAvD_BwE)

Ce n est pas trop petit à souder en SOIC8  (la taille d un ATTINY DIP8 en gros) mais une version DIP8 existe aussi! Donc un support et c est encore plus simple pour le mettre en œuvre.
En revanche la taille globale de toute la circuiterie qui va avec n est pas économe en surface de PCB.

Si on veut viser cela il faut privilégier des convertisseurs avec un frequence de découpage au delà du Mhz et la le CMS règne en maitre!

De nombreux module "chinois" utilisent un MPS1584 ou assimilé:
https://www.monolithicpower.com/en/mp1584.html (https://www.monolithicpower.com/en/mp1584.html)

On aura toujours tendance à limiter cette envolée de température ou à la juguler ce qui ne sera que meilleur à de nombreux point de vue. (vieillissement, rendement, conso,...)
Comme un ESP32 peut tirer 600mA sur son convertisseur d'entrée qui est un LDO 5V vers 3V3 on reste raisonnable mais il faut bien fournir ce +5V dont on a besoin autours aussi.

On devra dans tous les cas fournir un peu plus haut et réguler en local. Le plus économique une alim accessoire en 8V xAmp et des LDO 5V pour réguler.
Sinon un convertisseur DC DC ( il y en a des tas!) et la la tension d'entrée peut s'envoler ( sans trop d effet de bord) mais il faut garder à l esprit la conso globale du montage
dont 600mA pour l'ESP32 ( voir plus car son LDO a un rendement "moyen")
CPU annexe
Portes logiques
Leds diverses
Relais
Pic de charge des condo...


Alors 1A oui avec un LDO en 8V MAX de VIN sinon d autres choix s'imposent pour une pérennité et une sérénité.
Le choix des empreintes/implantations en dictera un ensemble de décisions.

Et dans le pire des cas on se fait notre module LODOCUINO DC DC avec des composants dont on sait ce qu'on peut tirer à cout réduit en tirage en volume ( pont de diodes, régulateur DC DC, condo de filtrage, self, pont diviseur si tension variable ou a valeur fixe) et on réutilise ce module sur nos nombreux projets.

Laurent
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 02, 2024, 05:48:13 pm
Bonjour à tous.

OK pour vos remarques.
Pour l'instant je reste en V0.3...
Et j'attends vos retours après expérimentations.
Ensuite seulement on fera un récollement de toutes les remarques, je ferai les modifs et je passerai en version définitive (V1.0).
Le routage de la V0.3 est presque terminé je pense pondre les fichiers Gerber dans la soirée..

René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 02, 2024, 05:58:25 pm
Juste une remarque sur la taille de la puissance de R7 en 5W

Si à ses bornes on a au plus la chute de tension (Vf) des diodes SB320 disons 0.7V avec sa valeur de 1.8r et si j applique les formules P= U.I et U= R.I

j ai alors U/r= 0.7/1.8 = 0.388
Avec nos équations j arrive à:
P= R.I.I = R.I² = 1.8*(0.388)² = 1.8x0.153 = 0.275 W

Donc une résistance de 1/2W devrait alors suffire. (1/4 sera trop juste)

Pourquoi alors mettre 5W?

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 02, 2024, 06:42:21 pm
@laurent
Citer
Donc une résistance de 1/2W devrait alors suffire. (1/4 sera trop juste)

J'ai demandé à tous à plusieurs reprises de vérifier ma transcription du schéma initial pour le détecteur Railcom. Il m'a été répondu que c'était OK. Je ne peux pas passer mon temps à effectuer des changements à chaque étape.
Je travaille de la manière suivante :
- un cahier des charges à un instant t0.
- je réalise à t1 le schéma théorique conformément au cahier des charges.
- je demande une relecture du schéma et les éventuelles observations.
- à t2 les observations sont intégrées dans le schéma.
- à t3 je réalise le routage.
- à t4 je crée les fichiers Gerber et je mets à disposition de tous (ce que je ne vais pas tarder à faire pour la V0.3).

A la suite de tout çà il est possible que certains apportent de nouvelles idées. On en discute et si consensus je les applique dans une nouvelle version.
Le processus itératif peut alors reprendre à t0.
Pour la V0.3 j'en suis à t4. Tu comprendras que ce n'est plus le moment de discuter de la couleur des transistors, de l'épaisseur de l'époxy ou de la puissance des résistances...
Je prendrai en compte les remarques de tous lors de la prochaine version.
A ce sujet il serait bon que quelqu'un m'assiste pour rédiger un petit document de synthèse récapitulant les évolutions pour la prochaine itération...

René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 02, 2024, 06:53:11 pm
Voici une vue Kicad de la V0.3.

Je n'ai pas eu le temps (le courage) de réaliser les empreintes qui me manquaient (Self, borniers, relais...) Mais tout est bien pris en compte.
J'ai essayé de réaliser le PCB au même format que les cartes satellites afin d'éviter d'avoir plein de cartes de formats différents éparpillées partout. On peut ainsi empiler la carte Railcom plus sur sa carte satellite d'où gain de surface.
Lors des expérimentations que vous ferez n'oubliez pas de vérifier que je ne me suis pas trompé dans les cotes mécaniques.
Je vous laisse il faut que je crée les fichiers Gerber (t4)...
@+

René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 02, 2024, 06:54:53 pm
Les 5W ne poseront pas de soucis, et je ne l'avais pas vu précédemment. Il reste encore à confirmer le calcul que j ai proposé.

Tu voudrais une trame type "CHANGE_LOG" avec une itération du type:

V X.Y.Z avec:

Z les demandes formulées ou restant à intégrer ( avec leur date d input dans le tableau de suivi)
Y les mises en place à date
X la version de réalisation majeure emportant les éléments inclus

Grille Excel? Quel serait le format adéquat et le mode de partage du fichier.
Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 02, 2024, 07:26:33 pm
Chose promise chose due : voici les fichiers Gerber.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 02, 2024, 07:30:12 pm
@tous

Maintenant c'est à vous de tester ce montage pour déterminer les points à améliorer.
"Au boulot les gars !"  :D

@Laurent

Oui, un fichier Excel devrai faire l'affaire.

Bon, c'est pas tout, après ce boulot, j'vais m'faire un p'tit apéro ...  :D

Bonne soirée à tous

René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 02, 2024, 07:31:11 pm
Merci René,

On roule et comme tu l'as dit, on verra ! Mais au moins on a produit quelque chose.

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 02, 2024, 09:48:28 pm
Bonsoir

Pour une prochaine itération il est aussi possible de traiter les seuils avec ce type de montage, ce qui économise des pins sur le CPU.
A noter que si on change ces valeurs après le démarrage il faudrait un bouton RESET pour rafraichir les valeurs dans le CPU qui ne seraient lu qu'au moment du SETUP. ( idem dans la config multiswitch.) ce qui est plus simple que de monitorer "pour rien" dans la boucle un changement de valeur et passer du temps pour cet usage.


Ltr

Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 02, 2024, 10:16:52 pm
Voilà, je viens de lancer une commande chez JLCPCB de 5 ex pour les tests.

(https://www.locoduino.org/IMG/png/railcom_et_detection.png)
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 03, 2024, 09:59:42 am
Bonjour à tous.

Pour définir le seuil d'intensité je persiste à dire :
- La solution du potentiomètre est la plus simplet et facile à modifier, à contrario elle n'est pas à la portée d'un débutant (pour le réglage).
- La solution du jeu de résistances câblées sur le PCB et sélectionnées par jumper est coûteuse en place et oblige à recâbler les résistances si on décide de changer les seuils.
- La solution par program Pin est la plus souple : on dispose de 8 possibilités de réglages prédéterminés. Si malgré tout les seuils choisis ne conviennent pas on peut toujours les modifier par logiciel à l'aide d'un #define ***  en début de fichier *.ino et ainsi aucune nécessité de re sortir le fer à souder pour modifier les seuils.
Bien entendu il est souhaitable de monter l'ATTiny sur un support si on souhaite le reprogrammer, sinon c'est "gravé dans le marbre".
A charge des expérimentateurs de définir les seuils, et pensez aux plus petites échelles, le N par ex.

Bonne journées à tous.

René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Pyk35 le mars 06, 2024, 11:01:50 pm
Bonjour à tous, je rejoins le fil après 40 min à remonter les 8 pages. Bravo pour le travail et notamment le travail en équipe.

Après un petit échange téléphonique avec Christophe, j'essaye d'apporter ma pierre à l'édifice même si ce n'est pas si facile d'arriver en fin de conception.

Voici mes remarques :

Pour la protection contre les CC, on pourrait aussi envisager en plus de votre proposition un fusible réarmable PTC tel le polyfuse (ex : https://fr.rs-online.com/web/p/fusibles-rearmables/5176685). Le principe est celui d'une résistance variable qui augmente très vite sa résistance sur augmentation du courant. On retrouve ce type de composant dans beaucoup d'alimentation de circuits électroniques. Ce composant serait en série sur le fils du DCC. C'est une piste, je n'ai pas été plus loin dans l'évaluation mais j'ai vérifié la chute de tension induite dans un fonctionnement nominal. Pour un courant typique de 0.5A, résistance de l'ordre de 0.08ohms soit delta U = RI pour 0.5A*0.08 = 0.04V -> donc rien.

Christophe tu t’es questionné sur la vitesse de commutation du transistor qui pilote le relais mais ne t’inquiète pas pour ça, il commutera probablement 1000x plus vite que le relai. Si tu veux gagner du temps de commutation, c’est le relai qu’il faut tuer. C’est pourquoi je me suis de suite interrogé sur le relai au profit d’un relais statique (SSR) à base de Mofset pour avoir une commutation rapide. Finalement le coût m’a découragé si tu montes dans les intensités, bien plus qu’un petit relai classique. Attention néanmoins au pouvoir de coupure du relais. Si la centrale DCC est du genre 10A avec une protection contre les CC pas terrible, un court-circuit fera monter le courant très vite et très fort genre de quelques dizaines d'ampères. Le relai présent dans le schéma dispose de la caractéristique suivante:
Citer
Maximum Switching Current:   2 A
Donc sur un CC, le relai ne pourra plus commuter après 2A et il restera collé, brulera ses contacts et la zener ZD1 comme le transformateur vont prendre un coup dans le nez. L'option polyswitch n'en devient plus une à mon sens. Le relai doit être modifié pour prendre un 10A peut-être.

Je ne suis pas favorable à l'usage d'un potar pour régler le seuil de détection car je pense qu'il faudrait un afficheur pour visualiser la valeur réglée. La solution à base de dipswitch me semble mieux et plus simple telle que vous l’avez faite.

Concernant le LDO 5V, je serai plutôt parti sur un AMS1117 5V (un classique ! mais CMS) qui ne coute rien du tout et qui ne chauffe pas car excellent rendement. Celui que vous avez retenu est un peu plus cher mais peut être mieux aussi, je ne sais pas dire ainsi.

Concernant l’ATTINY, j’enfonce une porte ouverte mais dans le doute, j’imagine que tu le montras sur support afin de le programmer car je n’ai pas vu de bornier de programmation 😉
A titre personnel, je serai parti sur une conception CMS et j’aurais fait faire le montage à JLCPB (je le fais régulièrement). On aurait une carte plus petite, moins chere et surtout je me serai économisé  le temps du montage.

En conclusion,  la protection contre les courts-circuits me semble trop juste si la centrale DCC dispose d'un peu de puissance. Je trouve néanmoins votre montage très bien dans le principe, pragmatique et je partage vos choix d’avoir séparer les rôles entre l’ESP32 avec l’ATTINY.


Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 07, 2024, 09:03:14 am
Merci Cédric pour ta contribution et tes précieux conseils.

Oui travailler en équipe est important, surtout pour moi qui n’ai que de faibles compétences en électronique. Et de toutes les façons, comme on le voit ici, il y a souvent différentes visions de la solution et c’est bien de confronter.

Dommage que tu sois encore si jeune que tu ne puisses rejoindre plus souvent le « club » des retraité de Locoduino.

A très bientôt j’espère.

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 07, 2024, 09:35:19 am
Salutatous
<joke>Je n'ai pas fait de version CMS car j'ai pensé que la majorité d'entre-nous avaient un agecanonix et que notre vue baissant et le fer à souder tremblant auraient raison des bonnes soudures</joke>
Plus sérieusement, une version CMS pourrait être envisagée et montée par JLCPB, mais pour l'instant nous sommes en V0.3 c'est-à dire un prototype permettant de valider le concept. Ensuite nous verrons...
Pour le relais il faut distinguer le pouvoir de coupure de l'intensité admissible en continu. J'avoue ne pas avoir fait l'étude. Mais tu as raison il faut se documenter.
Pour le fusible réarmable je suis d'accord (je le note pour la prochaine version).
Pour l'ATTiny pas de souci s'il faut plus de program pin pas de souci, il y a de la place pour câbler plus large. Mais je doute qu'il faille autant de réglages, en particulier pour le seuil de consommation lors de l'occupation du canton. Nous verrons bien le retour après expérimentation.

René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 07, 2024, 12:02:15 pm
Bonjour

Merci Cédric de ton apport à nos travaux.

Pour ce qui est du relais oui il est important de bien le dimensionner. Toutefois plus l intensité à commuter est importante et plus le relais va avoir tendance à être "long" à commuter. Son encombrement augmente également.
Ceci est à considérer dans la réactivité et les réglages du montage ainsi que dans la topologie dans son ensemble.

Le cout SSR vs relais penche toujours en faveur d'un cout moindre pour une solution à relais.

Toutefois la solution SSR présente un avantage sur la solution relais car elle permet si besoin d'inverser la distribution des pôles DCC en cas de CC et de couper ensuite si le CC se poursuit. Ce qui nécessite 2 relais en cascade dans une approche traditionnelle.

Toutefois les choix restent possibles.
J ai expérimenté avec succès un montage à base de TLP3353A donné pour 4A MAX en blocage.
C'est mieux que 2A d un relais "sucre" au format DIL, encore en deca de 5A qui serait plus confortable. A défaut il faut alors passer par d'autres montages pour piloter les NMOS avec un driver comme le VOM1271 par exemple. En revanche avec cette solution selon le choix portés sur le NMOS on part sur des valeurs de plusieurs ampères en blocage sans aucune difficulté.

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 08, 2024, 12:53:34 pm
Bonjour tout le monde.

Je viens de m'apercevoir d'une erreur (oubli) dans mon schéma V0.3 :
La référence du relais K1 est inexacte car il est conçu pour une tension bobine de 3V.
En passant l'alimentation de l'ensemble à 5V, comme on me l'avait suggéré, j'ai omis de changer la référence de K1.
Comme ce relais présente un pouvoir de coupure de 2A et que certains craignent que ses contacts se collent en cas de CC, l'occasion se présente donc de changer de référence pour ce composant.
Je propose un relais PANASONIC de la série AJ, lesquels sont spécifiés pour 10A (voir P.J.) et même encombrement sur le PCB.
Bien sûr il ne possède qu'un contact RT. Mais a t-on besoin de couper les deux rails DCC en cas de CC ?

Pardonnez cet oubli et surtout prenez la bonne référence lors de vos essais.

René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 08, 2024, 12:59:42 pm
En complément, je rappelle qu'on est en V0.* donc il s'agit d'un prototype et il n'y a pas de déshonneur à straper les pads du PCB qui n'existeraient plus lors d'un changement de relais avec un seul contact.
Les protos. sont faits pour être "triturés" pour permettre de définir la version finale.

René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 08, 2024, 01:10:07 pm
Bonjour rNe

L utilité de couper les 2 pôles vient surtout de la sécurité renforcée en cas de CC sur 2 sections muent chacune par un satellite et dont la distribution des pôles serait croisée.
Couper les deux pôles assure une sécurité absolue et évite tout retour indésirable notamment en cas de véhicule à cheval et déraillé.
C'est un cas de figure à probabilité (normalement) faible certes mais bien réelle dont il vaut mieux se couvrir. ( et qui ne coute pas les yeux de la tête non plus! et évite de devoir remplacer un décodeur qui "prendrait" un choc en pareil cas.)

Il n'y a pas d'obligation en soit, mais plutôt une préconisation.

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 08, 2024, 01:15:08 pm
Je propose un relais PANASONIC de la série AJ, lesquels sont spécifiés pour 10A (voir P.J.) et même encombrement sur le PCB.
Bien sûr il ne possède qu'un contact RT. Mais a t-on besoin de couper les deux rails DCC en cas de CC ?

Bonjour René,

Pourquoi "Bien sûr il ne possède qu'un contact RT" Pourquoi n'y a t'il pas possibilité d'avoir un monostable à deux contacts ? Je rejoins Laurent qui avait déjà soulevé ce point, c'est un élément de sécurité et il serait vraiment dommageable de faire l'impasse.

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 08, 2024, 01:37:14 pm
Oui pourquoi pas. Je n'ai pas cherché. Mon but était de vous éviter de monter une référence inappropriée sur le proto actuel.
Si vous avez une référence qui vous convient, communiquez la moi et elle fera partie de la prochaine mise à jour...

René
Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le mars 08, 2024, 02:07:07 pm
C'est un cas de figure à probabilité (normalement) faible certes mais bien réelle dont il vaut mieux se couvrir. ( et qui ne coute pas les yeux de la tête non plus! et évite de devoir remplacer un décodeur qui "prendrait" un choc en pareil cas.)

Je vois mal comment un décodeur de loco ou de voiture pourrait prendre un choc. Il est conçu pour prendre la totalité du voltage DCC et on ne peut pas avoir plus.
Le seul risque de détérioration se trouve sur les roues, les contacts de roues et la centrale.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 08, 2024, 02:14:38 pm
Je vois mal comment un décodeur de loco ou de voiture pourrait prendre un choc. Il est conçu pour prendre la totalité du voltage DCC et on ne peut pas avoir plus.
Le seul risque de détérioration se trouve sur les roues, les contacts de roues et la centrale.

Et aussi les fils de bien faible section qui vont de la prise de courant (roues) au décodeurs. Merci Etienne pour cette précision mais dans le fond le problème reste vrai puisque l'on a un risque certain de détérioration.

As-tu une préconisation Etienne ?

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le mars 08, 2024, 03:31:51 pm
Ma préconisation c'est de supprimer le CC du fonctionnement normal :

Utilisation de capteurs IR pour commuter les boucles de retournement avant que le train y entre.
Pour les aiguilles, utiliser des insulfrog si l'aiguille doit être talonnable.

Après, le seul CC qui reste est à priori un déraillement donc on détecte et on coupe au niveau de la centrale.

Tu gardes le railcom et les courants faibles sur les satellites.
Et des circuits autonomes pour les boucles de retournement (2 ou 4 capteurs IR suivant qu'on est en sens unique ou double sens)
Du coup tu n'as qu'une seule configuration de satellite donc plus besoin des modules optionnels.
Tu mets tout sur un seul PCB.
Autre avantage : le circuit des boucles de retournement n'ayant plus de détection de CC il ne risque pas de
perturber le railcom, d'autant plus qu'il va commuter la voie vide avant que le train y soit.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 08, 2024, 03:42:44 pm
@Etienne

On ne parle pas de boucles de retournement sur ce fil !!! Il n'y a aucun système sur ce montage pour cela.

Et ce que l'on cherche à faire, c'est gérer les CC en local et non sur la centrale. C'est ce dont on parle depuis 8 pages.

Merci tout de même pour ta contribution.

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 08, 2024, 04:11:40 pm
Nous sommes tous d accord, moins il y a de CC est mieux cela va.

Plus on peut anticiper et mieux c'est.

Quand il y en a un, plus on agite vote est mieux  c'est aussi!

Apres l ambition est de couper localement plus vite qu'au niveau global avec moins de conséquences ( surtout sur des réseau de plus grande taille que la simple table de cuisine)

En capitalisant sur ce sujet on peut aussi extrapoler à d'autres usages.

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le mars 08, 2024, 04:23:25 pm
Entre les différents sujets on se mélange un peu mais c'est normal vu qu'on est autour du même projet de base.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 08, 2024, 06:20:40 pm
Juste pour comparer : dans une installation électrique grandeur nature il y a un disjoncteur de tête, suivi de disjoncteurs divisionnaires.
Dans notre cas les disjoncteurs des  détecteurs Railcom peuvent être assimilés aux disjoncteurs divisionnaires.; et la centrale devrait avoir un disjoncteur de tête; où bien le circuit de mesure de I devrait faire office  en arrêtant de piloter le Booster.
Et puis les conducteurs doivent être dimensionnés en fonction du calibre du disjoncteur en amont.
Comme dans la vraie vie...

René
Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 08, 2024, 06:47:53 pm
Juste pour comparer : dans une installation électrique grandeur nature il y a un disjoncteur de tête, suivi de disjoncteurs divisionnaires.
Dans notre cas les disjoncteurs des  détecteurs Railcom peuvent être assimilés aux disjoncteurs divisionnaires.; et la centrale devrait avoir un disjoncteur de tête; où bien le circuit de mesure de I devrait faire office  en arrêtant de piloter le Booster.
Et puis les conducteurs doivent être dimensionnés en fonction du calibre du disjoncteur en amont.
Comme dans la vraie vie...

René

@René,

Je ne vois pas vraiment ce que tu veux démontrer.

Quoiqu'il en soit, l'idée au final est quand même de ne pas avoir de disjoncteur central pour se reposer sur une détection locale et une coupure que l'on souhaite plus rapide et plus fiable.

Avec par exemple une centrale envoyant 5A on peut considérer que le seuil de mesure du CC est de minimum 4A alors qu'en local on sera vraisemblablement à 1A, 1,2 A donc la coupure sera plus rapide.

Par ailleurs, il est tout de même mieux de ne couper qu'une zone et non tout un réseau.

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 08, 2024, 07:44:13 pm
Ce soir, premiers tests de détection de présence selon le montage de cédric ci-dessous, celui que nous avons repris avec René pour réaliser la PCB.

(http://forum.locoduino.org/index.php?action=dlattach;topic=489.0;attach=2525)

J'ai mis les composants que j'avais en stock :

1N4148TA au lieu 1N4148TP

La diode zener est la référence BZX85C3V3-TAP de vishay en 3,3v : https://befr.rs-online.com/web/p/zener-diodes/1451939 (https://befr.rs-online.com/web/p/zener-diodes/1451939)

La capa est une 22nF. Je pense que c'est la bonne capacité car la mise à jour suite à la libération du canton est de 1 à 2 secondes environ.

J'ai fait 2 tours autour de la bobine. Il faudra faire en sorte le fil soit moins lâche autour de la bobine en se servant d'une gaine thérmorétractable.

Lecture avec un Arduino Uno donc en 5V comme ce sera avec l'ATTiny.

Les seuils sont vraiment marqués :

Environ 4 à 8 sous tension mais sans rien à consommer.
Environ 28 à 36 avec une résistance de 10 kΩ (simulant par exemple un wagon équipé d'une résistance)
Supérieur à 450 avec une locomotive HO moyenne (la 040 de chez R37) à l'arrêt
Supérieur à 750 avec une grosse locomotive (241A65 de Trix) en vitesse moyenne

On voit donc qu'il ne devrait pas y avoir de problème pour le programme d'identifier les seuils.

Je précise que ces valeurs ne sont pas des mA. Il est en effet moins important de connaitre la consommation que les dépassements de seuils de consommation.

Je n'ai pas voulu encore simuler le CC pour bien vérifier mon montage avant. Demain sans doute.

Christophe 
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le mars 08, 2024, 08:47:40 pm
C'est cohérent avec mes propres mesures.
On a bien une différence nette entre la voie libre et le wagon.
Après chacun peut faire varier le nombre de tours du transfo et le seuil de détection en fonction de la tension DCC
et des résistances des roues et il est très facile de le faire avec le moniteur de l'IDE.

Attention au temps de retour à la voie libre car il est différent pour un wagon et une loco, et pour le wagon il va changer
avec la valeur du seuil.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 08, 2024, 08:53:38 pm
Reste à trouver le bon relais !!!
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 09, 2024, 02:35:42 pm

Citer
Après, le seul CC qui reste est à priori un déraillement donc on détecte et on coupe au niveau de la centrale.
Citer
Je ne vois pas vraiment ce que tu veux démontrer.
Quoiqu'il en soit, l'idée au final est quand même de ne pas avoir de disjoncteur central pour se reposer sur une détection locale et une coupure que l'on souhaite plus rapide et plus fiable.

Je ne veux surtout pas dénigrer ou remettre en cause le sujet sur lequel nous travaillons.
Je ne remets pas en cause la protection des CC sur le détecteur de présence Railcom tel qu'il est défini, il a toute son utilité.
Mais il ne faut pas oublier que la centrale, elle aussi, doit être protégée conter les CC. Le rôle de cette protection ne se substitue pas à celui des détecteurs de présence mais vient en complément pour la protection des organes de puissance de la centrale, le booster en première ligne.
L'intensité maxi que la centrale doit pouvoir débiter n'est pas celle consommée sur un simple canton mais correspond à toutes les charges de l'ensemble du réseau. Son seuil de disjonction doit donc être forcément supérieur à celui du détecteur pour un canton, fusse t-il en CC. Les électriciens appellent cela "la mise en cascade" et je ne parle pas des temps de disjonctions qui eux aussi doivent être en cascade. D'autres sources de surconsommation peuvent survenir (autres qu'un CC sur les voies d'un canton) telles que erreur de branchement électrique sur les voies, boîtes de vis renversées sur plusieurs cantons, etc. etc.
C'est pour cela que j'ai fait une analogie avec la distribution électrique de nos domiciles.
Donc on ne change rien sur le principe de la protection des CC sur le détecteur de présence (sur lequel nous travaillons) mais on n'oublie pas de vérifier les protections de CC sur la centrale (ce qui n'est pas le sujet de ce fil, je l'ai bien compris) mais je le rappelle quand-même dans le but de penser le système de manière globale.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 09, 2024, 02:46:51 pm
ATTENTION

J'ai inversé par erreur la sérigraphie des diodes LED Marche & Court-Circuit (Kicad ne fait pas de vérification lors du rajout des sérigraphies supplémentaires).

Sur le PCB il faut lire  :
- Au lieu de D6 : Court-Circuit, Lire D6 : Marche
- Au lieu de D10 : Marche, lire D10 : Court-Circuit.

Et inversez la couleur des LED  ;)

L'erreur sera corrigée dans la prochaine version...

René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 10, 2024, 12:44:45 am
J’ai placé le montage de lecture du courant DCC juste derrière la carte Railcom et cela fonctionne sans problème, et pour Railcom et pour la lecture. Je retrouve les mêmes valeurs que j’avais hier.

J’ai aussi testé la détection de courts circuits. J’ai placé deux relais, les plus ordinaires que l’on trouve pour Arduino.

(https://youpilab.com/components/backoffice/uploads/_img20210713230004651029742.jpg)

J’ai écrit un petit programme de test très simple qui commande les relais et maintient les contacts tant que la valeur lue est inférieure à un seuil que j’ai pour l’instant fixé à environ 700mA (état fonctionnement normal). Si la valeur lue est supérieure, les relais commutent à la position repos. Quand les relais ne sont pas alimentés, le DCC est coupé.

const byte tensionPin = A0;
uint16_t value;
float tension;
const byte relais0 = 8;
const byte relais1 = 9;

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  pinMode(relais0, OUTPUT);
  pinMode(relais1, OUTPUT);
}

void loop()
{
  value = analogRead(tensionPin);
  //tension = value * 4, 88;
  if (value > 60)
  {
    Serial.print(value);
    Serial.println("");
  }
  if (value < 450)
  {
    digitalWrite(relais0, LOW);
    digitalWrite(relais1, LOW);
  }
  else
  {
    digitalWrite(relais0, HIGH);
    digitalWrite(relais1, HIGH);
    delay(1000);
  }
  delay(1);
}

Du fait d’un seuil assez bas, la coupure d’alimentation du canton est très rapide, même avec ces relais pourtant assez bas de gamme. La coupure intervient avant même que la détection de CC de la Box n’ait décelé le CC. Ce qui est normal puisque le seuil de déclenchement de la Box est fixé à une valeur supérieure.

Je vais maintenant tester jusqu’où je peux raisonnablement monter le seuil de détection. C’est la consommation des locomotives les plus gourmandes qui va déterminer ce seuil.

Si ces relais pouvaient convenir, ce serait vraiment une bonne nouvelle car on en trouve à 50 centimes d'€.

Mais j'ai aussi trouvé des relais statiques dont Cédric à parlé. Il ceux là sont donnés pour 6A ce qui est suffisant avec un LMD18200. Ils sont à 2,76€ ce qui fait 5,50€ pour les deux. Mais comme d'habitude sur les sites chinois, impossible de connaitre les spécifications exactes !

https://fr.aliexpress.com/item/1005006163019409.html?spm=a2g0o.cart.0.0.50d3378dfHXbar&mp=1&gatewayAdapt=glo2fra (https://fr.aliexpress.com/item/1005006163019409.html?spm=a2g0o.cart.0.0.50d3378dfHXbar&mp=1&gatewayAdapt=glo2fra)

Avec la détection de présence des locomotives et des wagons isolés et maintenant la détection de CC et la coupure du DCC, nous allons disposer d'un vrai plus sur les satellites autonomes.

Christophe



Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 10, 2024, 11:20:58 am
Bonjour.

Personnellement je ne suis pas favorable à la mise en parallèle de 2 bobines de relais.
Par contre je pense avoir trouvé un relais qui pourrait faire l'affaire : https://www.reichelt.com/fr/fr/relais-de-puissance-schrack-rt2-5-v-c-c-8-a--rt424-05-p341334.html?&trstct=pol_0&nbc=1 (https://www.reichelt.com/fr/fr/relais-de-puissance-schrack-rt2-5-v-c-c-8-a--rt424-05-p341334.html?&trstct=pol_0&nbc=1)
Le prix est raisonnable, le volume me semble compatible avec la surface du PCB.

René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 10, 2024, 11:39:42 am
Bonjour René,

Juste pour comprendre, quel inconvénient à avoir 2 relais ? Je me posais même la question si l'on ne devait pas avoir 2 relais sur leur propre platine (extérieur donc au PCB) comme sur la photo jointe. J'aime moins mais cela a l'avantage d'être totalement monté et souvent à moins cher que éléments par éléments. Mais tout cela constitue des hypothèses. Je pense qu'il faut continuer à chercher et surtout à échanger.

J'ai regardé, c'est vrai que le relais que tu présentes est intéressant. Mais on est d'accord il ne coupe qu'un des conducteur du DCC !

C'est vrai que l'option de couper les deux conducteurs me séduit plus. On verra, peut-être faudra t'il faire des compromis.

Merci pour la réponse sur les deux relais qui fera avancer ma réflexion.

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 10, 2024, 12:11:15 pm
@bobyAndCo

Bonjour Christophe.

A la lecture des spécifications (voir la fiche technique) il existe une référence avec 2RT c'est d'ailleurs le produit montré par mon lien, simplement il ne faut pas se tromper lors de la commande...
Si l'omets les 2 bobines des relais en parallèle on va modifier la charge inductive du transistor de commande et on rentre dans des domaines... "mal explorés".
Si on prends l'hypothèse d'un module du commerce à 2 relais, dans ce cas chaque relais a son transistor de commande et là ça va. mais bonjour la place sur le PCB.
Alors autant prendre un relais 2RT et on le commande avec un seul transistor et le câblage du PCB est d'autant plus simple.

René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 10, 2024, 12:19:13 pm
@ René,

Ah ok, je ne suis vraiment pas doué pour la matière. Dans ton modèle, on peut entrer les deux fils du DCC et donc couper les deux fils. OK, cela me va parfaitement !!! C'est le modèle C.

8A c'est très confortable en plus.

Désolé pour le retard à l'allumage.

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 10, 2024, 12:58:04 pm
@bobyAndCO

Surtout note bien tous les essais que tu as fait et la manière dont tu les as faits. Car pour l'étape suivante je dois en tenir compte pour élaborer le nouveau dossier de configuration avant de bondir sur Kicad ;)
ex.: nb de tours de conducteur autour de la self de mesure de I, le relais en fonctionnement normal (pas de CC) est-il collé ou décollé, les entrées DCC quel connecteur as-tu utilisé ou bien as-tu simplement soudé les conducteurs, le PCB s'ajuste t-il parfaitement sur la carte satellite, as-tu eu des pb pour souder les condensateurs (j'ai choisi un écartement de broches de 5 mm), etc. etc...

René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le mars 10, 2024, 06:20:43 pm
Pour un CC couper les deux fils ne sert à rien, une coupure suffit.

Par contre il peut y avoir un problème avec la détection sur un seul fil :
Si un satellite teste une phase et qu'un autre satellite adjacent teste une autre phase alors on peut avoir un CC non détecté.
Il sera donc INDISPENSABLE que tous les satellites soient branchés sur la même phase, ce qui implique qu'on devra
toujours faire les coupures sur le même rail.

Il existe aussi une possibilité de tester les deux fils à la fois en les faisant passer tous les deux dans le trou en faisant
attention au sens. (autrement dit on fait un tour avec un fil et un tour avec le second)
Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 10, 2024, 06:58:34 pm
Pour un CC couper les deux fils ne sert à rien, une coupure suffit.

On a évoqué à plusieurs reprises dans ce fil le cas où le court circuit se produit à la jonction de deux cantons, il y a alors un risque, faible certes, mais réel, que couper un seul fil ne suffise pas. Par ailleurs, il faut juste un relais avec deux entrée/sortie, cela ne complique en rien le montage ni le prix.

Par contre il peut y avoir un problème avec la détection sur un seul fil :
Si un satellite teste une phase et qu'un autre satellite adjacent teste une autre phase alors on peut avoir un CC non détecté.
Il sera donc INDISPENSABLE que tous les satellites soient branchés sur la même phase, ce qui implique qu'on devra
toujours faire les coupures sur le même rail.

Les deux rails sont coupés de toutes façons !

Je pense avoir répondu ou y a t'il quelque chose que je n'ai pas compris ?

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le mars 10, 2024, 08:42:17 pm
Imagine 2 voies parallèles, chacune alimentée via un satellite branché sur le rail extérieur.
Si un déraillement provoque un court-circuit entre les rails intérieurs aucun des 2 satellites ne le détectera.

Si les satellites alimentent tous le même côté il y aura toujours un satellite pour détecter un court-cicuit.

Autrement dit si ton DCC a un fil marron et un fil bleu il faut mettre tous les satellites et les rails coupés sur le bleu et le marron alimentera les rails non-coupés.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 11, 2024, 05:13:44 pm
C'est déjà le cas ! Et les deux rails sont coupés.

tutto bene.  8)
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 12, 2024, 01:43:20 pm
Bonjour à tous,

Ca y est, nous voici à la fin du processus de développement de cette carte de détection de courants faibles et de courts-circuits que nous avons réalisé rNe (René) et moi. Et je tiens à le remercier pour l’énorme travail réalisé avec les nombreux allers-retours et la prise en compte d’un certain nombre de suggestions sur ce fil.

Je rappelle que cette carte permet la détection de locomotives mais aussi et surtout de wagon(s) isolé(s) sur le canton et la détection de courts-circuits avec coupure de l’alimentation des rails en DCC.

Pour des raisons de cohérence et d’ergonomie, nous avons placé ce montage sur la carte Railcom mais cette seule partie détection pourrait faire l’objet d’une carte séparée pour tous ceux qui ne souhaiteraient pas de Railcom.

Dans cette V 1.0, les principaux éléments notables sont :

-   L’utilisation d’un transformateur de courant à 100 spires très bon marché mais très efficace.
-   La possibilité d’alimenter la carte, soit en se « piquant » sur le DCC convertit et filtré (peu satisfaisant) soit par une alimentation extérieure (12/24V) et un convertisseur 5V sur la carte.
-   Un switch à quatre leviers qui autorise la sélection facile de seuils de détection préréglés pour la détection et les courts-circuits. Quatre préréglages pour chaque qui peuvent être modifiés par programmation.
-   L’adoption d’un ATTiny44 qui assure en local la lecture analogique du courant consommé sur le canton. L’ATTiny communique au satellite l’information d’occupation ou non du canton mais aussi de court-circuit. Par ailleurs, l’ATTiny est en mesure de couper l’alimentation des rails en DCC en cas de court-circuit grâce à la présence d’un relais qui coupe les deux fils et est en mesure d’absorber jusqu’à 8A.
-   Sur les préconisations de Pyk35 (Cédric), nous avons également placé un fusible réarmable mais nous n’avons pas encore pu tester l’effet.

René ne manquera certainement pas de vous communiquer les informations plus techniques, dont le schéma et les gerber dès qu’il le pourra.

Merci à tous ceux qui ont contribué positivement à faire évoluer la chose. On mesure d’où nous sommes parti et là où nous sommes arrivés quand on relis les 10 pages de ce fil, qui n’est de surcroit pas encore terminé.

Le temps maintenant de recevoir les PCB fabriqués (au tarif lent 12-15 jours), de monter les composants et de faire les derniers tests.

N'hésitez pas bien sûr à réagir et faire part de vos commentaires.

PS : Sauf à vouloir faire partie des testeurs (il en faut), ne vous précipitez pas à faire fabriquer des cartes et commander des composants. Dès que nous aurons validé la carte après les tests, je vais faire une commande groupée de cartes et aussi de composants. En vous manifestant assez tôt, ce sera sans doute le meilleur moyen d'obtenir des cartes et la totalité des composants avec la meilleure qualité et au meilleur prix.

Christophe
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 13, 2024, 12:14:42 am
Bonsoir à tous.

La recherche des vues 3D pour Kicad n'étant pas toujours un long fleuve tranquille, la vue 3D précédente s'est enrichie depuis.
Après mise jour je vous la diffuse en P.J.
Pour les explications théoriques (et celle qui le sont un peu moins) je reste à votre disposition.
"Posez votre question Monsieur" ...  "A quoi pensez-vous ?" :D

@bobyAndCo
Pour les fichiers GERBER ne penses tu pas qu'il vaut mieux attendre que tu ai fait les premiers essais avant de les diffuser à tous ?

Bonne nuit à tous

René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 13, 2024, 11:01:26 am
Bonjour

J ai avancé de mon coté avec les mesures qu'apportent l'ACS712 pour la gestion de ma boucle de retournement avec mise en protection en cas de dépassement de seuil post bascule. Ce n'est pas le montage retenu ici mais les enseignements que j en ai tiré permettent un retour d'expérience appréciable qui pourra être intégré au montage en cours.

J ai "essuyé les plâtres" si j'ose dire!  ::)

Je ne sais pas comment le montage avec  COIL va se comporter (comme l ACS712?) car je ne dispose pas (encore) du matos pour le tester moi même.

Mais à toute fin utile j'ai actualisé et détaillé les conditions de tests et les résultats obtenus dans le post correspondant.
https://forum.locoduino.org/index.php?topic=1661.0 (https://forum.locoduino.org/index.php?topic=1661.0)  ;D

Je pense qu'il faut du coup bien éprouver les conditions de tests avec différents matériels et se méfier des seuils bas et du "bruit" .

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le mars 13, 2024, 11:02:42 am
On a peut-être un soucis avec les masses.
Je pense que les rails DCC ne sont pas sensés être mis à la masse et c'est pour çà qu'on utilise des isolations opto.
Mais le circuit utilise la même masse et le même 5v des deux côtés donc l'opto ne sert plus à rien.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 13, 2024, 11:19:30 am
Dans son rôle de séparateur en effet avec une même masse commune... l'isolation galvanique est morte! Cependant, il contribue encore au passage des seuils 3v3 et 5V qui ont alors masse commune ici.

Pas sur que cela soit le résultat visé/ attendu puis qu'on va de fait lier la masse du CPU principal ESP32 à la masse de ce montage provenant du DCC ce qu'on désirait ( je présume) éviter également.
Mais c'est bien un rôle de proto de lever tous les "lièvres"...

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 15, 2024, 03:06:41 pm
Bonjour

Lors des tests avec la solution retenue  (COIL) avez vous vous identifié un phénomène de pic transitoire ( INRUSH CURRENT)  lors de l'entrée sur la zone monitorée?

Si en détection 0/1 cela ne joue pas en cas de pic et de seuil de déclanchement, il peut y avoir des surprises...

Laurent
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 15, 2024, 03:31:34 pm
Non les mesures sont très linéaires.

De plus un pic de consommation de courant aurait pour effet de franchir le seuil fixé pour les courts circuits ce qui aurait pour effet immédiat de couper l'alimentation.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le mars 15, 2024, 03:50:05 pm
Normalement le passage d'un bloc à un autre ne doit pas donner de gros pic sauf si les 2 blocs sont alimentés par des boosters différents.

Celà dit, il y a certainement des pics lors des arrêts, démarrages, tamponnements et avec les mauvais contacts à cause de rails/roues sales.
C'est très certainement la raison pour laquelle les détections de CC dans les centrales utilisent un lissage sur n lectures.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 15, 2024, 05:11:37 pm
C est bien ce que mes tests confirment de mon coté

La "clé" est donc bien dans ce lissage et les réglages autours.

Dans des conditions "extrêmes" j ai bien un PIC sur l ACS712 et donc il doit aussi en être de même sur le COIL à la même vitesse.

En revanche là ou j ai probablement une différence est que je faits 100 mesures successives individuellement de 24us chaque donc pour près de 2.5ns sur un AVR x ( j ai pris un nanoevery pour les tests)

L ATTINY44 étant plus lent pour ces même 100 mesures, on va de fait avoir naturellement un lissage sur le même nombre d itérations par le temps unitaire de chacune d elles.

Si je ne me trompe pas 100 mesures sur AVR "classique" type 328P MEGA2560 et consorts ( dont le TINY44) a un coef X4 avec les AVRx ( Serie 0, AVR Dx et MEGATIY)

Enfin cela me semble une explication valable à considérer.

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 17, 2024, 10:11:06 pm
Hello Marc

On s'amuse comme on peut hein ;)!

Mais joli boulot, y a plus qu'a!


Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 21, 2024, 01:03:12 am
Bonjour

rNe as tu sélectionné le fusible PTC?
Quelle valeur lui as tu mis?

Sur ton schéma tu mets 8A.

un PTC (fusible ré-armable) est défini selon 2 éléments principaux (outre sa tension MAX et son I MAX ) qui sont le I hold ( courant nominal supporté) et le I trip (courant de coupure)
Entre ces deux seuils l état est "indéterminé" ( disons plutôt ni totalement l'un ni totalement l'autre)

Généralement I trip = 2x I hold

Si le I de coupure est 8A alors le I hold sera plus bas.

Par ailleurs les temps de déclanchement sont plutôt long ( bien au delà du temps que nous allons utiliser dans notre détection/traitement) ce qui revient à ne pas lui conférer d utilité me semble t il. ( ou très limitée)

A titre d'illustration:

https://www.digikey.fr/fr/products/filter/fusibles-ctp-r%C3%A9armables/150?s=N4IgjCBcoGwBwCYqgMZQGYEMA2BnApgDQgD2UA2uAHRgAEAgiMWFQKwNPULuMC6xABwAuUEAFUAdgEshAeXQBZfJlwBXAE74QAX2LwYyEGkhY8RUhXBwALKwCccTtwDsMa0mZ2ADKzBeQ-CDCogDKQupSEgDmOsQAtEjQRlDhquZkkJSsAdq5QA (https://www.digikey.fr/fr/products/filter/fusibles-ctp-r%C3%A9armables/150?s=N4IgjCBcoGwBwCYqgMZQGYEMA2BnApgDQgD2UA2uAHRgAEAgiMWFQKwNPULuMC6xABwAuUEAFUAdgEshAeXQBZfJlwBXAE74QAX2LwYyEGkhY8RUhXBwALKwCccTtwDsMa0mZ2ADKzBeQ-CDCogDKQupSEgDmOsQAtEjQRlDhquZkkJSsAdq5QA)

Si on regarde la plage de tension et les intensités auxquelles on évolue, il ne faut rien miser sur moins de 500ms comme temps de déclanchement.

A considérer donc.

Ltr

Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 21, 2024, 02:50:11 pm
Bonjour à tous.

Citer
Donc sur un CC, le relai ne pourra plus commuter après 2A et il restera collé, brulera ses contacts et la zener ZD1 comme le transformateur vont prendre un coup dans le nez. L'option polyswitch n'en devient plus une à mon sens. Le relai doit être modifié pour prendre un 10A peut-être.
A ce stade de la réflexion le fusible réarmable était envisagé au cas où le relais, suite à un CC, était resté collé. Je rappelle également que dans la définition le relais possédait un pouvoir de coupure de 2A, ce qui pouvait être limite.
En intégrant vos remarques j'ai modifié le schéma de principe en recherchant et définissant un relais dont le pouvoir de coupure est spécifié à 8A, ce qui repousse la probabilité d'un CC consommant autant. Quid de la puissance maxi. et des protections d'une centrale DCC en pareil cas ?
Et j'ai également introduit un fusible réarmable que j'ai défini à 8A maxi. Ainsi le relais est protégé (puisque son pouvoir de coupure est également de 8A); car c'était le défaut dont on voulait se prémunir (voir la citation ci-dessus).
Maintenant si on résonne en temps de commutation il n'est pas certain que le fusible réarmable réagira avant le relais en cas d'un CC aussi important. Mais qu'en sera t-il d'un CC de valeur plus faible (pensez à toutes les résistances en série entre le booster de la centrale et le CC : connecteurs, bus DCC, rails, éclisses, résistances de contact, etc.) ? Nous ne sommes pas en présence d'une variable binaire. Pouvez-vous m'assurer que le moindre court-circuit provoquera une intensité de 8A et pas moins ?
Le relais retrouve toute sa raison d'être dans ce cas.
Le détecteur est toujours en phase d'essais, attendons les résultats de l'expérimentation de Christophe...
Il sera toujours temps de modifier la valeur d'un composant ensuite.

@laurentr
Quelles caractéristiques de fusibles recommandes tu ?

Dans ma vie active j'ai souvent découvert et expliqué des problèmes bloquants. Mais j'ai toujours proposé une solution en regard...
Si l'on considère la référence RXEF375 de chez LittelFuse : Ih 3,75 A, It 7,5 A, Rmax 50 milliohms. Par contre contre son Time-to-Trip max. est spécifié à plusieurs dizaines de secondes (cf. datasheet https://www.mouser.fr/datasheet/2/240/Littelfuse_PTC_Rline_Catalog_Datasheet_pdf-3310973.pdf (https://www.mouser.fr/datasheet/2/240/Littelfuse_PTC_Rline_Catalog_Datasheet_pdf-3310973.pdf))....
Je préconise donc de le remplacer par un cavalier sur le circuit imprimé car le relais aura commuté bien avant; excepté dans le cas où le relais resterai collé. Mais as t-on des centrales DCC capables de délivrer une I maxi égale ou supérieure à 8A ?
Pour finir sur une note d'humour, les anciens réglaient le problème des court-circuits (boucle de retournement, changement de cantons, déraillements) de la manière suivante : une ampoule à incandescence de forte puissance (mais pas trop, genre ampoule de stop sur les feux des véhicules) en série avec l'alimentation des rails. En consommation normale le filament froid offre très peu de résistance, en cas de CC la température du filament s'élève et limite l'intensité du CC. Retour à la normale après suppression du CC et refroidissement du filament. Simple et efficace.

Bien à vous tous.
René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: rNe le mars 21, 2024, 07:00:29 pm
En complément de mon message précédent et faute de trouver un fusible réarmable avec un Time-To-Trip max. compatible (ce qui n'existe pas à mon humble avis) il est toujours possible de remplacer le Polyfuse (LittleFuse) par un vrai fusible à souder sur PCB pour protéger le système au cas où les contacts du relais resteraient collés.
Le MTTR (Mean Time To Repair) ne s'en ressentirait pas car de toutes manières palette du relais collée = opération de maintenance; seulement au lieu de changer le relais uniquement on change également le fusible...
Je vous le disais : un problème, une solution.

Si la solution du fusible soudable était retenue, il faudrait probablement remonter l'info (fusible HS) vers les satellites et la centrale (j'ignore pour l'instants si cela est réalisé et comment c'est réalisé d'où ma remarque). En avionique on appelle cela un "Flag" (petit drapeau de couleur vive généralement rouge-orange fluo apparaissant dans les fenêtres des indicateurs pour signaler à l'opérateur que la donnée affichée n'est plus valide).

Par ailleurs il faudra aussi se préoccuper de l'intensité maxi que les centrales DCC sont capables de supporter et pendant combien de temps afin de dimensionner correctement cette protection. J'avoue être novice sur ce domaine. Si qq un peut essayer de synthétiser cette information ce serait utile pour la suite de notre réflexion.

Je vous quitte c'est l'heure de l'apéro.

René
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 21, 2024, 10:34:39 pm
Bonsoir rNe

Le mieux est parfois l'ennemi du bien!
A tester pour pouvoir se positionner avec plus de certitudes.

Pour ce qui est des seuils et temps de déclanchement cela varie d'une marque à l'autre:
Par exemple LENZ est proche de 100ms pour le déclanchement. Je n'ai pas le seuil max A en tête.
Coté DIGIKEIJ /YAMORC on peut régler ces 2 valeurs depuis l'interface de paramétrage. Par défaut on tourne sur 1.5A et 30ms mais on peut monter ces chiffres par configuration.

Une valeur mise à au delà de 50ms n'est en rien exagérée et couvre son rôle.

Dans tous les cas il faut garder en tête que le déclanchement de la protection du booster et ou de la centrale doit être le temps le plus long/ ampérage le plus élevé (globalement)  car en haut de chaine venant de la voie.

A voir ce que ROCO sur Z21 et ESU proposent de leur coté respectifs.

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le mars 24, 2024, 04:45:52 pm
Bonjour,

Ayant reçu mes composants (zmct103c, diodes, zeners...) j'ai monté une carte de détection 16 cantons
sur une breadboard à souder connectée aux entrées analogiques d'un mega2560.
(pour l'instant je n'ai connecté que 8 entrées)
Et j'ai monté une voie de test (avec mes vieux rails jouef acier!) avec 3 cantons pour tester le tout.

Et ça fonctionne comme prévu à un détail près : les parasites.
Lors du premier essai à vide j'avais un haut niveau de parasites, d'un ordre de grandeur comparable à la
mesure d'une roue résistive. Du coup tous mes cantons étaient détectés comme occupés.
J'ai monitoré les valeurs lues par le mega et j'ai eu une surprise : les parasites étaient aussi sur les
broches qui n'étaient pas connectées. Donc ça ne venait pas des coils. J'ai rapidement vu qu'ils apparaissaient
dès que j'allumais la centrale.
J'ai essayé de faire des mesures avec un wagon sur un canton et une loco sur un autre. Et là, surprise!
Les deux cantons occupés avaient une valeur plus forte mais surtout les autres n'avaient plus de gros parasites.
Des essais supplémentaires m'ont permis de conclure que je n'ai des gros parasites que si le réseau est
totalement innoccupé (ce qui n'arrivera jamais).
Il est probable que le réseau à vide joue le rôle d'une antenne qui amplifie les parasites.
Donc je valide mon montage et je continue avec les tests de communication avec JMRI.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 26, 2024, 03:04:17 am
Bonjour Etienne

Voila un retour intéressant :)

Si on considère le "bruit" à corriger , de quel ordre de grandeur est il?

Sur mes tests avec ACS712 5A (échelle 185mV/A) et avec un ADC 10bits coté CPU une sensibilité < 50mV semble à proscrire. (soit en gros 10mA) A confirmer par d'autres essais pour voir sil ne faudra pas doubler les valeurs.

Je suis aussi resté sur des valeurs par défaut. Pas d'utilisation de Vref avec par exemple un TLP431 réglé aux petits soins pour étalonner.
L'écart étant ici admissible puisque ce n'est pas la précision la plus fine qui est absolument recherchée.

J ai expérimenté ( et je continue) 2 méthodes pour la correction de celui ci.

Un première consiste à négliger les valeurs unitaires des analoguRead() < à un seuil donné et de les remplacer par "0" en faisant la somme ensuite puis la moyenne.

La seconde complémentaire ou non de la première et de faire une moyenne elle aussi "nettoyée" car si inferieure à une valeur donnée là aussi elle est alors remplacée par "0"

Tests réalises sur un NANOEVERY ( AVR Serie0 ADC10bits dont la lecture unitaire d échantillon ( x100) analogRead() est de 2 samples par mesure par défaut en 22 à 24us)

Pas (encore) eu l'opportunité de sortir un 328P/2560 pour comparer.

Coté bouclier j'ai finalisé ceux ci avec l'ajout en // soit de l'usage d'un ACS712 ( 5A 10A 20A) ou d'un coil ( PE5xxx ou AS-103 ou zmct103)

J ai pour le coup également retravaillé les largeurs de pistes pour bien "encaisser" les différents ampérages sans aléas sur  les sections DCC allant aux voies. La connectique prévue des l'origine n'a subi aucune modification!

Pour rappel j'utilise cette calculette bien pratique:
http://nononux.free.fr/index.php?page=elec-brico-outils#!elec-brico-outil-largeur-piste-pcb  (http://nononux.free.fr/index.php?page=elec-brico-outils#!elec-brico-outil-largeur-piste-pcb)

Les boucliers bouchons sont aussi finalisés.

Pour memo on pourra avoir:

En entrée jusqu'à 8A ( avec le module de protection) et en sortie jusqu'à 3A (via module RAILCOM)( selon les seuils des diodes)


PS: J'étale un peu les dépenses de réalisation car (seul à financer) ca pique (un peu)!
Mais tout finira par être testé!

Ltr



Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le mars 26, 2024, 08:20:57 am
Chez moi les ACS712 sont sur la centrale en detection cc avec plusieurs secteurs limités à 3A et une alimentation 10A.

Pour les cantons c'est le zmct103 qui sort à travers une diode 1n4148 sur, en //, une résistance de 2.7MOhms, un condensateur de 470nF
et une zener de 3.3v.

Il faudrait analyser avec l'oscillosope mais j'ai l'impression que les parasites les plus importants sont au niveau de la masse entre
la carte mega et la carte des coils. (je n'ai pas de prise de terre là où je suis branché)

Mais ces parasites ne viennent pas des coils. Du coup, en faisant 2 ou 3 tours j'augmente la sensibiité du détecteur sans modifier
sensiblement les parasites.
Avec 2 tours je détecte sans soucis une roue résistive de 10kOhms.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 26, 2024, 10:37:43 am
Supposition sur le phénomène ou causes qui peuvent amplifier:
proximité (trop)rapprochée des coils
passage des fils DCC et mesure qui se touchent

dernière hypothèse: la faute à pas de chance :) ( je sais elle plait souvent celle ci!)

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le mars 26, 2024, 11:47:21 am
La piste de masse est // à la piste d'alim DCC du côté coupé. Je pense que ça vient de là.
J'ai vérifié qu'un coil ne crée pas d'interférence avec ses voisins.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 29, 2024, 01:39:00 am
Bonsoir

Pour apporter un peu de visibilité sur les designs discutés voici les 3 constructions de design assurant la détection de courants faibles.

Chaque solution requiert plus ou moins de composants notamment en regard des tensions requises sur les IO du CPU final ( ex 3V3 pour les ESP32 vs 5V sur AVR)


La solution d'Eteinne66 est testée sur AVR (ARDUINO MEGA 2560). Elle fonctionne mais quelques ajustements peuvent être requis ou traités au niveau soft.
Cette solution est l'une des plus économiques.

Pour ce qui est des détections "erronées" un début d'explication dans les propos de R.MULLER:

Traduction GOOGLE:
"J'ai donc essayé de me débarrasser du potentiomètre. Mais un test sur un tracé réel a montré des problèmes avec certains modules, montrant une occupation même sans rien sur la piste. La capacité des fils appariés produisait suffisamment de courant au moins aux bords du signal DCC. Le retard logiciel a rendu le capteur encore plus sensible à cet effet. Un condensateur à la base du transistor a résolu le problème. Aucun des 28 capteurs utilisés lors de la réunion d'Alsfeld n'a détecté de fausses informations. même avec le condensateur, le capteur est suffisamment sensible pour cette application."

Source: voir section CIRCUIT:
http://dcc-mueller.de/wire4dcc/sensor_e.htm (http://dcc-mueller.de/wire4dcc/sensor_e.htm)

Ltr



Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le mars 29, 2024, 09:46:39 am
Pour que le circuit de Muller puisse marcher il faudrait que R23 soit de 10Mohms

Le problème des circuits utilisant un transistor comme détection de seuil c'est que le seuil n'est pas précis.

Pour donner une idée : lors de l'un de mes tests j'avais 0.3v de parasites et 0.4v avec une roue résistive.
En règlant la détection numérique pour 0.35v ça marche mais avec un transistor ça va être très sensible.

L'autre problème qu'il y a avec les circuits qui ont un seuil et une sortie digitale c'est qu'on n'a pas la
possibilité de savoir à quels niveaux sont les courants détectés, alors que dans mon circuit on peut
simplement afficher la valeur analogique lue en utilisant le moniteur de l'IDE arduino et ça permet
de voir le niveau de bruit et comparer avec les niveaux des wagons et locos.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 29, 2024, 11:07:51 am
Voici une autre version "custom" reprise de https://web.archive.org/web/20140825051230/http://home.cogeco.ca/~rpaisley4/DccBODvt5.html (https://web.archive.org/web/20140825051230/http://home.cogeco.ca/~rpaisley4/DccBODvt5.html) dont j ai adapté les sorties.

Le seuil est ici au 2/3 de la tension lue sur les capa de 2.2uF en entrée.


Cela semble donner un fonctionnent très "binaire".

Elle est cependant tronquée de la partie "réglage" par "potar" de la solution de H SCHAFER mais produit un résultat similaire.

A voir ou se trouve l'optimum.

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 29, 2024, 02:58:39 pm
Bonjour,

J’avoue ne pas bien comprendre tout ce qui est dit précédemment. J’ai réalisé le montage de Cédric dont j’ai parlé précédemment dans ce fil. J’analyse la tension avec un ATTiny44.

J’ai fixé des seuils dans le programme, < 20 rien sur le canton, >= 20 et < 60, détection d’une résistance de 10KΩ, de >= 60 et < 450, détection d’une locomotive (même quand celle-ci est en démarrage (plus forte consommation) et >= 450 courts-circuits.

Les lectures sont très linéaires qui ne nécessitent aucune moyenne et lissage.

Le relais fonctionne parfaitement et coupe l’alimentation DCC des deux rails.

Le switch (4 leviers) autorise la sélection de 4 seuils différents pour la détection et 4 autres seuils pour les court-circuits.

Par ailleurs, 2 signaux digitaux sont disponibles qui indiquent

1)   – Canton occupé, valeur >= 20
2)   – Court-circuit, valeur >= 450

Dans mon cas, ces signaux digitaux sont envoyés au satellite.

Testé depuis plusieurs jours sur mon réseau et aucun problème.

La photo montre l’ensemble, satellite, détection Railcom et détection de courant. C’est un peu encombrant mais bon. J’ai redessiné la carte détection qui ne fait plus 100 x 100 comme ici mais 100 x 75

Christophe




Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le mars 29, 2024, 04:43:37 pm
Le lissage on est obligé de l'avoir vu que le coil sort un courant alternatif à la fréquence du DCC, donc il faut le redresser et le filtrer.
Et il n'y a pas 50 façons de le faire : il faut le faire avec un condensateur avant d'envoyer le signal à une entrée analogique ou
un comparateur.
C'est différent des protections dans les centrales qui utilisent par exemple un ACS712 mais qui sont branchées sur l'entrée
du pont en H donc sur un courant continu. Donc on peut envoyer la valeur du courant à l'entrée analogique et faire une
moyenne numérique.

Mais avec un coil on aura une sortie en dent de scie si on ne met pas de redresseur ni de condensateur. Donc les mesures
sur une entrée analogique seront variables en fonction de la phase du signal DCC au moment de la lecture.

Le circuit que j'utilise et celui de Christophe fonctionnent bien et il suffit de choisir les bonnes valeurs pour les résistances,
les condensateurs, les nombres de tours des coils et le seuil numérique.

Je pensais de Christophe ne pourrait pas faire à la fois la détection de présence et la détection de court-circuit avec
un seul coil mais il semble avoir trouvé les bonnes valeurs.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le mars 29, 2024, 04:50:12 pm
Le lissage on est obligé de l'avoir vu que le coil sort un courant alternatif à la fréquence du DCC, donc il faut le redresser et le filtrer.
Et il n'y a pas 50 façons de le faire : il faut le faire avec un condensateur avant d'envoyer le signal à une entrée analogique ou
un comparateur.

Je parlais bien du montage de Cédric qui a été largement commenté précédemment. Je parlais du lissage logiciel qui n'est pas nécessaire !

Je pensais de Christophe ne pourrait pas faire à la fois la détection de présence et la détection de court-circuit avec
un seul coil mais il semble avoir trouvé les bonnes valeurs.

Les valeurs de seuils se calculent de façon empirique et sans avoir besoin d'une grande précision. Le switch permet ensuite comme je l'ai erxpliqué d'affiner les seuils avec quatre positions pour la détection de présence et quatre pour les court-circuits. Ces valeurs peuvent par ailleurs être changées dans le programme ou les pas entre les seuils.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le mars 29, 2024, 05:49:32 pm
Reprise simplifiée du montage précèdent proposé par Eric (NOXPOR) ( dérive du montage de PAISLEY)

https://web.archive.org/web/20140825051230/http://home.cogeco.ca/~rpaisley4/DccBODvt5.html (https://web.archive.org/web/20140825051230/http://home.cogeco.ca/~rpaisley4/DccBODvt5.html)

Je pense que je vais mettre en œuvre celui ci...

Ltr



Titre: Re : Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le avril 02, 2024, 03:55:33 pm


Pour les cantons c'est le zmct103 qui sort à travers une diode 1n4148 sur, en //, une résistance de 2.7MOhms, un condensateur de 470nF
et une zener de 3.3v.


Bonjour Etienne

Est ce que cette valeur RC (1200000 ohms * 0.000000470 Farads qui donne 1.2sec a été sélectionnée  pour ce seuil particulier compte tenu de la tension en entrée de R et de la capa (dispo) ou est ce libre de recomposition de valeurs pout obtenir cette même temporisation proche des 1.2sec ex 1.2uF et R 1 000 000

J essaye de voir ou sont les "optimums"...

(Ce qui m amènera à légèrement reprendre un design de bouclier pour tenir compte des révisions à ce sujet.)

Autre question si on se fie sur le rapport du COIL ayant le plus petit rapport 1:50 (pour 50 tours)
A t on bien si je ne me trompe pas un V max de V DCC/50 ? ( modulo le nombre de tour dans le coil (ici mini 1)( et donc ici max54V/50 =0.045V ?? puisqu'on a d autre part le ration 5A /50 = 0.1 A)

Ou alors il me manque une formule...?

Ltr



Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le avril 02, 2024, 04:29:07 pm
En fait je suis à 2.7Mohms et 470nF
Le produit des deux te donne grosso modo le temps comme tu l'as compris.

La valeur de la résistance te donne la tension en sortie par rapport au courant produit par le coil.
On a le courant de départ (par exemple 1,5mA pour une roue résistive de 10kOhms et alimentation DCC à 15V)
Il est divisé par le nombre de spires du coil (1000 pour le zmct103c)
Et multiplié par le nombre de tours passés dans le trou du coil.
Le courant multiplié par la résistance te donne la tension en sortie, donc le seuil que tu dois tester.

Le temps de retour à la voie libre va dépendre du courant. Il faut plus de temps avec une loco qu'avec une seule roue.
Le temps minimum va dépendre de la proximité du seuil par rapport au courant d'une roue.
Le temps maximum va dépendre du seuil par rapport au voltage max.
Si on veut limiter l'écart entre les deux on peut utiliser une zener avec une tension plus faible, ou réduire le nombre de tours du coil,
ou augmenter la valeur de la résistance et diminuer celle du condensateur.
Je pense qu'il faut surtout avoir un temps assez grand pour une roue de manière à réduire les libérations intempestives par faux contacts.
A noter que la résistance ne joue pas sur le temps de charge du condensateur, seulement sur le temps de décharge.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le avril 02, 2024, 05:50:22 pm
Merci Etienne

On voit bien que si on substitue les COILs (selon leur nombre de tours)  il faut alors ajuster les résistances et capa du montage... sinon on va être au delà des seuils.

Si je reprends le calcul évoqué précédemment et que je mets un COIL 50 tours j ai ceci

0.0015 A= 1.5mA
1.5mA / 50 Tours = 0.00003
NB de passages = 1
 27000000 r = 2.7Mo
0.00003 * 2 700 000 = 81 MORTEL!

Si on veut toujours être sous 5V alors R =< 150000r = 150Ko

car
 0.00003*150000 = 4.5V qui sont ici bien compatible avec la plage d entrée de notre Arduino/AVR qui accepte 5V sur ses entrées

On arriverait à des calculs analogues avec une entrée 3V3 et les valeurs devrait donc être adaptées
 pour R et
Cote capa pour mini 1sec avec 150Ko on pourra partir sur 10uF

car 150 000 x 0.000 010 = 1.5.

(on fait ici abstraction des 2/3 de temps ou des 5emes requis pour la charge complète et la décharge complète en gardant l idée d une linéarité plus simple à comprendre)

Etienne, tu me confirmes bien que le schéma suivant est le bon ?( avec les valeurs indiquées pour un COIL 1000 tours et pas celle pour un COIL 50 tours qui doivent alors avoir pour R 150Ko et C 10uF!)


Laurent




Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le avril 03, 2024, 02:13:13 pm
Bonjour

Petit update sur les calculs des valeurs que j ai reprise dans le tableau suivant en appliquant les formules données.

Tout à droite on voit les hypothèses appliquées au montage d'ETIENNE66 avec les valeurs de R 2.7Mo C 470nF C = 1000 TUNRS et 1 en roulement autours.

Si on fait varier la tension VDCC  on peut dépasser
Idem si on a plus de 1 essieux de 10K en shunt on diminue la résistance d entrée ( mise en parallèle de résistances) ce qui influe aussi sur les valeurs du montage

On voit de fait que la ZENER ne vas pas être superflue pour écrêter tout ce qui dépasse. (elle va même avoir du boulot!)

Si je ne me trompe pas la puissance que doit absorber la zener va être du (delta entre Vin et Vzener) * I en sortie de R.

A priori pas un monstre à prévoir mais pas trop petit non plus.

En rouge les lignes ou les seuils V ou steps sont dépassés. SI la zener écrête on reste sur Vzener en VMax in cote CPU IN et donc au max des pas du convertisseur ADC ( 1023 si 10 bits, 4095 si 12bits,...)

Ou alors j ai mal fait mes calculs...?

De ce que j en déduit il faut:

ajuster les composants selon le nombre de tours du COIL
Déterminer le VDCC ( la norme pouvant aller jusqu à 24V....) nous serons peut être plus raisonnables en nous bornant à l intervalle [16V;18V]
Dimensionner les valeurs selon les seuils attendus et paramètres ayant court.

En montage SMD et fabrication industrialisée il est indispensable de connaitre les valeurs des composants. En revanche en montage traversant, chacun pourra avec ses inputs ajuster les valeurs à monter.

En SMD il serait toutefois possible de combiner avec des sélecteurs mais dans le volume imparti on passerait sur du double couche ( c est bcp plus cher à produire) et il n en est pas moins de devoir retenir quels valeurs imputer aux composants...

Donc reste confirmer ces hypothèses de calculs...

Ltr

 
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le avril 06, 2024, 12:51:31 pm
Bonjour

Petit interlude pour connaitre le mapping de sensibilité(s) que vous arrivez à déceler depuis le primaire? ( et du range de valeurs en sorties).

Quid en fait du seul correspondant en "bruit" et donc d une valeur en deca la mesure de détection est à "nettoyer"?

Ltr
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: Etienne66 le avril 06, 2024, 09:39:25 pm
C'est plus compliqué à calculer car on est sur un signal carré en entrée, il y a le condensateur à charger,
et la diode nous fait aussi perdre un peu.
Et surtout, il y a la linéarité du coil. Le 0.2% de linéarité dans la datasheet du zmct103c est mesuré entre 250mA et 6A et on est loin en dessous à 1.5mA pour une roue.
Du coup on est bien en dessous de la valeur calculée.

Mais bon, l'important est qu'on a des valeurs utilisables et fiables.
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: bobyAndCo le avril 06, 2024, 10:47:26 pm
De mon côté, avec le montage que j'ai présenté précédemment, je ne rencontre aucune difficulté. Les lectures sont très stables et fiables. Au travers du switch, on a 4 choix possibles pour la détection de présence et 4 autres choix pour les seuils de courts-circuits. J'ai pu régler finement les détections sur mon réseau.

C'est un ATtyni44 qui assure la lecture analogique. Le code utilise la lecture et l'écriture directe des ports ce qui accélère grandement la vitesse d'exécution.

Par acquis de conscience, je réalise 4 lectures dont je fais la moyenne pour obtenir les consommations de courant.

En cas de court-circuit, le relais coupe très rapidement l'alimentation DCC sur les rails. Avant même que la centrale elle même ne coupe l'alimentation générale ce qui est bien sûr le but recherché. En même temps, un signal digital est envoyé sur la sortie CC.

/*

  Détection de présence et courts-circuits pour ATtiny44 (84)

  © Christophe BOBILLE 04/24 pour locoduino (www.locoduino.org)
  v 0.4

  Datasheet :
  https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7701_Automotive-Microcontrollers-ATtiny24-44-84_Datasheet.pdf

  Getting Started with ADC on ATTiny
  https://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/TB3209-Getting-Started-with-ADC-90003209A.pdf

  PA0 - PA1 / RX - TX

*/

#include <avr/io.h>


// Variables
uint32_t tempoCC = 5000UL;                             // Tempo réarmement suite à court-circuit
const uint16_t tabSeuilOcc[] = { 30, 40, 50, 60 };     // Seuil pour l'occupation
const uint16_t tabSeuilCc[] = { 250, 350, 450, 550 };  // Seuil pour le court-circuit
uint16_t seuilOcc;
uint16_t seuilCc;

// Etats
byte etatSwitchOcc;  // Etat des bits pour switch occupation
byte etatSwitchCc;   // Etat des bits pour switch court-circuit


uint16_t get_ADC_sample(void) {
  ADCSRA |= (1 << ADSC);  // start ADC measurement
  while (ADCSRA & (1 << ADSC))
    ;
  // return the ADC value
  return (ADCL | (ADCH << 8));
}



void setup() {

  DDRA |= (1 << PA2);   // Signal occupation
  DDRA &= ~(1 << PA4);  // Switch 0
  DDRA &= ~(1 << PA5);  // Switch 1
  DDRA &= ~(1 << PA6);  // Switch 2
  DDRA &= ~(1 << PA7);  // Switch 3
  DDRB |= (1 << PB1);   // Signal cc
  DDRB |= (1 << PB2);   // Relais

  etatSwitchOcc = (PINA & 0x30) >> 4;
  etatSwitchCc = (PINA & 0xC0) >> 6;

  seuilOcc = tabSeuilOcc[etatSwitchOcc];
  seuilCc = tabSeuilCc[etatSwitchCc];


  ADMUX =
    (0 << ADLAR) |  // do not left shift result (for 10-bit values)
    (0 << REFS1) |  // Sets ref. voltage to internal 1.1V
    (0 << REFS0) |  // Sets ref. voltage to internal 1.1V
    (0 << MUX3) |   // use ADC3 for input (PB4), MUX bit 3
    (0 << MUX2) |   // use ADC3 for input (PB4), MUX bit 2
    (1 << MUX1) |   // use ADC3 for input (PB4), MUX bit 1
    (1 << MUX0);    // use ADC3 for input (PB4), MUX bit 0

  ADCSRA =
    (1 << ADEN) |   // Enable ADC
    (1 << ADPS2) |  // set prescaler to 64, bit 1
    (1 << ADPS1) |  // set prescaler to 64, bit 1
    (1 << ADPS0);   // set prescaler to 64, bit 0


  PORTB |= (1 << PB2);   // Relais
  PORTA &= ~(1 << PA2);  // Signal occupation
  PORTB &= ~(1 << PB1);  // Signal cc
}


void loop() {

  uint16_t sample = 0;
  for (byte i = 0; i < 4; i++)  // 4 lectures pour lisser le résultat
    sample += get_ADC_sample();
  sample = sample >> 2;


  if (sample < seuilOcc) {
    PORTA &= ~(1 << PA2);  // Signal occupation
  }

  if (sample >= seuilOcc) {
    PORTA |= (1 << PA2);  // Signal occupation
  }

  if (sample >= seuilCc) {
    PORTB &= ~(1 << PB2);  // Relais
    PORTB |= (1 << PB1);   // Signal cc
    delay(tempoCC);
    PORTB |= (1 << PB2);   // Relais
    PORTB &= ~(1 << PB1);  // Signal cc
  }
  delay(1);
}
Titre: Re : DCC : Détection par consommation avec des courants faibles
Posté par: laurentr le avril 08, 2024, 04:53:51 pm
Bonjour

En effet se passer de "AnaloguRead() comme nous en avons discuté va éviter des temps de traitement relativement "longs" qui plus est sur les AVR "historiques"

Sur les AVR plus récents ( AVR Dx et MEGATINY) il y a 2 éléments à considérer:
1 l analoguRead est beaucoup plus rapide que sur les anciens AVR.

Les mesures faites par Spence KONDE en témoignent:
https://github.com/SpenceKonde/DxCore/blob/master/megaavr/extras/Ref_Analog.md (https://github.com/SpenceKonde/DxCore/blob/master/megaavr/extras/Ref_Analog.md) voir la section mTC/DxC) bool analogSampleDuration(duration)

En grosso ici lecture unique sur 12us ( comme sur les anciens AVR) et temps de traitement (10us) amènent à 22us ( 4 fois plus rapide que sur AVR anciens)

2/ Ces nouveaux AVR on vu 3 versions successives d'ADC et ne se commandent pas de la même façon (ce que masque cependant le analoguRead() classique)

Et pour utiliser directement les registres il faudra selon le CPU retenu tout se "palucher" à la main...

J'ai déjà écrit une partie mais elle n'est pas déclinable à toutes les broches ( il faudrait la retravailler) mais comme l analoguRead est (à priori) "assez rapide" c'est peut être  pousser un peu loin sans réel besoin... A voir par quelques tests.

A noter que sur les nouveaux AVR l'échantillonnage étant réglable (par configuration) peut sortir directement une valeur dont il restera à diviser par le nombre d'échantillons demandés. (le fameux >>4 utilisé par Christophe dans le code ci dessus pour la moyenne de 4 lectures successives)

Lorsque j aurai reçu le matos nécessaire je ferai quelques tests et vous communiquerai les résultats.

Ltr