Module de détection par induction pour canton DCC

[nopxor]

Bonjour,

Les circuits classiques de détection  de consommation de courant à diodes ont 2 inconvénients:
La chute de tension de 0,7V inhérente à l'emploi de diodes et l'exposition de celles-ci en cas de court circuit.

J'ai donc opté pour la détection par induction qui utilise un petit transfo torique.
http://www.sumidacrossing.org/LayoutControl/TrainDetection/InductiveDetectionCircuit/

Le principe est de prélever une boucle du fil du circuit DCC qui alimente le canton et de l'enrouler autour du transfo.
Le circuit est donc parfaitement isolé du DCC.

J'ai utilisé le célèbre circuit de Paisley qui a fait ses preuves.
http://www.circuitous.ca/DccBODvt5.html#PCB

Les transfos AS-103 sont disponibles chez Radio-Spares:
https://fr.rs-online.com/web/p/transformateurs-de-courant/3997317/?searchTerm=AS-103&relevancy-data=636F3D3226696E3D4931384E4B6E6F776E41734D504E266C753D6672266D6D3D6D61746368616C6C7061727469616C26706D3D5E5B5C707B4C7D5C707B4E647D2D2C2F255C2E5D2B2426706F3D313326736E3D592673743D4B4559574F52445F53494E474C455F414C5048415F4E554D455249432677633D424F5448267573743D41532D313033267374613D41532D31303326

J'obtiens une sensibilité de 0,7 mA pour un circuit DCC de 15V (détection d'une résistance de 21,3 K Ohm dans le canton).

J'ai réalisé un circuit imprimé simple face de 100 mm x 50 mm qui regroupe 4 circuits de détection indépendants.
Il s'alimente en 5V et les sorties sont au niveau bas pour une détection et au niveau haut en l'absence de détection.

Ci-joint les fichiers au format Eagle, ainsi que les fichiers Gerber pour la fabrication.

Si vous voulez faire fabriquer le circuit imprimé je vous recommande JLCPCB (Singapour) qui fait un travail soigné à des prix canons.
https://jlcpcb.com

Leur prix pour 5 circuits, port compris: 9€.
Livraison 15 jours après la commande.

[nopxor]

Ci-joint une photo du module:


Le schéma:


Le PCB:

[Dominique]

Merci,

Voilà une alternative à essayer.

[Souris verte]

Bonjour,

Alors, un retour sur ce montage...
Il me semble intéressant pour diverses raisons.

Le montage répond-il au besoin? Pas trop de parasites ou de non détection...

Merci

[nopxor]

Bonjour,

Mon réseau est en construction donc je n'ai pas effectué encore de tests en exploitation.
Ce schéma (Paisley) est pas mal utilisé outre atlantique donc je ne suis pas trop inquiet sur sa fiabilité.

[Souris verte]

Hello,

Merci et bon courage.
Attention aux parasites. Ils conseillent de ne pas trop éloigner les capteurs de la voie.

A suivre donc

Yannick

[msport]

Bonsoir,
j'ai testé sur table, et avec du pain sur la planche.
Comme espéré, ça fonctionne sans mal et sans modification.
J'ai utilisé des transfos 1000/1 trouvés sur eBay (4,5€ les 10, entraxe non précisé, mesuré à la livraison : 10,16 mm) :
https://www.ebay.fr/itm/10PCS-HMCT103C-5A-5MA-Precision-Micro-Current-Transformer-Sensor-Module-UK/272242518298
Je pense qu'il n'y a pas trop à craindre les parasites, sauf si ils durent longtemps, le montage est bien tranquillisé à coup de condensateur : le temps de réponse est de l'ordre de la seconde.
Avec une Base Station sous 12V, le montage détecte une résistance de 3,3K et ne bouge pas avec une 4,7K.
Le trou de souris bleu permet de faire plusieurs tours pour augmenter si besoin la sensibilité.

[nopxor]

Bonjour,

Intéressant ces tests.

Les transfos HMCT103C 5A/5MA ont des spécifications différentes.
Sur certaines datasheet on trouve même un ratio = 1:2500
Le courant de base du transistor doit être diminué et le temps de réponse allongé.
La sensibilité semble amoindrie, mais ils sont à un prix attractif.

Les AS103 recommandées par Paisley ont un ratio = 1:300, L = 250mH @10kHz, R = 300Ω
 
Dans le premier lien que j'ai donné (sumidacrossing), l'auteur a effectué des tests de simulation comparatifs du circuit de Paisley et de Müller

Il est possible dans Eagle de définir une empreinte sur mesure pour le transfo avec un pitch de 10.16mm.

[msport]

Bonjour,
merci de mettre à disposition tous les éléments pour faire et modifier les PCB.
est-ce qu'il serait difficile de faire une empreinte multiple pour accepter différents transfos au pas de 2.54 ?
J'ai bien envie de me lancer dans Eagle ou Kicad, mais d'expérience, je sais qu'il faut un certain temps avant d'obtenir quelque chose d'exploitable d'un nouveau logiciel.
J'aimerais disposer d'une double connectique, l'empreinte proposée au pas de 3.5 permet de mettre des bornes à vis débrochables est parfaite pour faire du fixe.
De mon coté, je suis dans le démontable, j'aimerais disposer en parallèle d'un header (pinhead) male en bloc 3 x 4 au pas de 2.54.
Ceci permettrait de faire des liaisons directes avec un sensor shield avec des câbles Du Pont 3 fils.
Chaque détecteur disposerait ainsi d'un VCC, d'un GND et de sa sortie S en ligne.
Les quatre S en ligne permettraient aussi de ne pas créer de boucle de masse en n'en utilisant qu'une.
Serait-ce faisable ?
Merci d'avance.

https://www.ebay.fr/itm/1-2-5-10PCS-NEW-70cm-2Pin-3Pin-4Pin-Female-To-Female-Jumper-Dupont-Cable/162725938315

https://www.ebay.fr/itm/Upgraded-V5-Arduino-Sensor-Shield-for-Arduino-UNO-R3-Expansion-Board-V5-0-IIC/263048819923

https://electronics.stackexchange.com/questions/19182/where-is-the-eagle-component-library-for-0-1-breakaway-headers

[Souris verte]

Bonjour,

Je ne suis pas spécialiste en électricité, mais l’un a un ratio de 1000:1 et l’autre 1:300.
Ce qui voudrait dire que dans un cas, le signal est réduit et l’autre augmenté...

Tme propose aussi les AS-103...

http://dcc-mueller.de/images/sens_top.jpg
Permet de positionner le capteur au plus près de la voie.

Bonne soirée

[msport]

Si on passe deux fois dans le transfo 1000/1 on a 500/1, trois fois 333/1 et ainsi de suite ...

[nopxor]

Bonjour,

Voici donc la version 2 avec pin Header en sortie et  double empreinte de transfo.
Tous les fichiers Eagle sont dans "Detection 4 cantons_v2.zip" y compris le Gerber zippé pour les fabricants de PCB.

[nopxor]

Pour une prise en main de Eagle, Il y a ce tutoriel en français. C'est un pdf qui contient l'essentiel:
ftp://ftp.cadsoft.de/eagle/obsolete/userfiles/doc/tutorial_eagle_fr.pdf

Et pour générer un Gerber pour la fabrication, il y a ce tutoriel en Anglais:
https://www.build-electronic-circuits.com/gerber-file/

[msport]

Super et merci,
comme dit le proverbe chinois, donne un poisson à un homme, il n'aura pas faim pour un jour, donne lui une canne à pêche, ce sera pour la vie ...

[msport]

Juste une petite question, est-ce qu'il serait possible d'avoir les sorties en un bloc 4x3 comme sur le sensor shield ?
Quitte à inverser 1 et 2, 3 et 4 et en faisant passer une piste en dessous des SV# ?

PS : j'ai testé avec un TLC556 (version CMOS) Pas de problème sauf les faux contacts du breadboard ...

Edit : la connexion avec deux cables Du Pont 3 fils : header en rouge