DCC : Détection par consommation avec des courants faibles

[laurentr]

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

[Etienne66]

Entre les différents sujets on se mélange un peu mais c'est normal vu qu'on est autour du même projet de base.

[rNe]

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

[bobyAndCo]

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

[bobyAndCo]

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.



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

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 

[Etienne66]

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.

[bobyAndCo]

Reste à trouver le bon relais !!!

[rNe]

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

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.

[rNe]

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

[bobyAndCo]

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.



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.

Code: [Sélectionner]

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

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

[rNe]

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
Le prix est raisonnable, le volume me semble compatible avec la surface du PCB.

René

[bobyAndCo]

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

[rNe]

@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

[bobyAndCo]

@ 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

[rNe]

@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