Introduction au digital: concepts (1ère partie)
Nous recevons souvent des lettres ou des courriels d’amateurs nous demandant des conseils sur la possibilité et la façon d’installer un décodeur dans du matériel roulant, moteur ou remorqué. Cet article va vous donner des conseils et des indications pratiques sur la façon d’opérer. Il sera toujours possible d’opter pour d’autres voies, mais la nôtre est pénétrable !
Digital ou analogique ?
Après avoir hésité, pendant peut-être des années, vous avez franchi le pas et vous ne le regrettez pas ! Acquéreur d’un coffret de départ en digital ou amateur tout simplement curieux de nouveauté technologique, vous vous êtes dirigé vers le réseau digital pour la simplicité que présente le câblage d’un réseau exploité en mode numérique et les nombreuses fonctionnalités liées à l’introduction de cette technologie numérique dans le monde du modélisme ferroviaire, en particulier la sonorisation et la gestion de l’éclairage. Il est vrai que la possibilité de commande des feux, voire leur indépendance, de la sonorisation et des fonctions annexes telles que l’émission de fumée ou la commande des attelages offrent des possibilités de « jeu » bien supérieures aux solutions traditionnelles (vidéos 1 et photo 2). Dans le système digital, chaque locomotive ou engin roulant pour être doté de fonctions particulières est équipé d’un décodeur qui permet sa commande autonome. Rail Miniature Flash publie régulièrement depuis plus de 15 ans des fiches techniques expliquant comment installer des décodeurs dans du matériel aussi divers que des rames TGV, les locomotives Jacquemin de Roco, les BB 66000 Jouef ou l’éclairage des remorques d’autorail XR 8000 de Roco (liste de nos fiches prochainement disponible sur le site). Cet article est un complément à ces fiches, couvrant une large gamme de matériel qui soit n’est pas du tout prévu pour recevoir un décodeur sonore, parce qu’ancien, soit ne possède pas de prise normalisée, soit est modifié pour recevoir un éclairage non prévu d’origine.
Pour les amateurs non rompus aux délices du soudage de composants, nous avons prévu un chapitre de vulgarisation et «d’entraînement» avant de passer à la soudure éventuelle de fils sur les platines des locomotives.
Sonore ou muet ?
Point trop n’en faut ! La sonorisation des modèles est à déguster avec modération ! Les décodeurs vont devenir incontournables avec le temps si l’on en juge par l’évolution du marché aux États-Unis où une grande partie du matériel est vendu «DCC ready», c’est-à-dire prêt à recevoir un décodeur, et une part importante est vendue avec décodeur sonore dont les prix ne sont pas les prix européens… L’évolution de la technique numérique, les capacités des mémoires et les progrès en qualité des hautparleurs permettent de rendre de façon crédible les sons émis par les engins, si bien que les appréciations portées sur les engins portent maintenant aussi sur la qualité de la sonorisation, y compris les jingles et autres annonces en gare. Ce nouvel attrait technique atteint ses limites sur un réseau avec deux ou trois engins en fonctionnement, sinon, on atteint vite la cacophonie et l’avantage devient un inconvénient. Chacun choisira en fonction de ses goûts et de ses moyens le type de décodeur qui lui convient. Dans le cas de fonctionnement en UM (unités multiples), il est inutile d’avoir deux ou trois engins sonores, un seul suffit, encore faut-il que les courbes de traction entre décodeurs soient semblables ou pour le moins voisines. Ce point peut-être résolu en utilisant un wagon SDMU de Miniatures Passion et un ordinateur, ou bien le logiciel et centrale e-Link de Hornby, voire
1 – La Pacific PLM de REE : un concentré de technologie !
2 – Rame TER 2N NG Jouef avec aménagement intérieur éclairé selon notre article dans le numéro 563.
plus simplement le wagon EHG 388 d’ESU qui a été présenté dans nos colonnes (revue n°585). Le choix du décodeur sonore se fait aussi à partir des sons annexes : bruits en cabine de mise en service avec VACMA (Veille automatique), KVB (Contrôle de vitesse) et fermeture de disjoncteur, l’exploitant devient alors conducteur du train. Il peut aussi devenir chef d’escale avec les jingles, annonces de trains et le coup de sifflet du départ : la porte est ouverte à de nombreux autres sons tels que le bruitage des groupes compresseurs de wagons frigorifiques ou d’animaux lors de leur transport !
En vidéo
3 – La bourreuse Plasser & Theurer 09-3X de Viessmann, fonctionnelle et spectaculaire !
Digitaliser un parc : un gouffre ?
L’un des premiers arguments souvent rencontrés contre le passage en digital est l’importance et le coût du passage en digital : ajouter un décodeur par engin moteur est relativement onéreux, tout étant relatif, et si l’on multiplie par le nombre d’engins à modifier, le projet est très facilement enterré. Sur le même principe, on peut aussi se demander s’il est raisonnable d’immobiliser les sommes conséquentes représentées par le matériel de ce parc ! Se serait-on lancé dans le modélisme ferroviaire si l’on avait su qu’il faillait y investir autant ? La réponse est souvent directe : c’est une passion, et l’on n’essaie de ne pas compter, ou le minimum, pour se faire plaisir ! Une autre façon d’appréhender le sujet du passage au numérique, plus réaliste, est à notre avis de considérer en premier les locomotives ou autres engins moteurs que l’on fait circuler habituellement sur le réseau et seulement ceux là. Sur un réseau, chacun a ses habitudes et fait couramment circuler ses favoris, alors que de nombreux engins ne circulent que sporadiquement ou occasionnellement : ceux-là seront traités à la demande, en fonction des besoins et des moyens ! De plus, un simple interrupteur permet de commuter la voie en alimentation de système analogique à système digital, ce n’est donc pas un problème technique difficile à résoudre !
Enfin, le cout d’équipement de son parc peut être réduit en utilisant des gammes de décodeur « basic » ou « standard » au tarif économique et avec toutes les fonctions de base (éclairage inversé, compensation de charge, ralenti, 1 fonction auxiliaire, adresse longue), largement suffisantes quand on débute.
Convaincu ?
L’expérimentation sur un réseau digital de machines sophistiquées comme la Pacific PLM de REE avec ses échappements de fumée au niveau des cylindres, la bourreuse 09-3X de Viessmann pour du matériel plus moderne ou la Class 77 d’ESU convaincront ceux qui sont encore réticents ! (vidéos 3 et 4). L’éclairage des trains permettra aussi de profiter de la qualité des aménagements intérieurs produits par les industriels ou les artisans, ou superdétaillés par des amateurs (photo 2). Il sera utile de conserver une zone alimentée en analogique, au moins pour les essais et le remise en route de matériel ancien afin de diagnostiquer les travaux à effectuer avant de passer au montage d’un décodeur. Tout le matériel roulant est digitalisable, plus ou moins facilement, mais sans exception, y compris le matériel ancien, et heureusement ! Le but de cet article est de mettre à la portée de tous les amateurs, les connaissances et les astuces qui leur permettront d’installer eux mêmes des décodeurs sur des machines, quel que soit leur âge, et éventuellement de faire parler des engins muets depuis quelques décennies pour certains !
5 – Condensateur monté sur un décodeur à fiche NEM 21MTC de 141 R Jouef pour améliorer le passage en zones mal alimentées.
7 – Évolution des BB Jacquemin de Roco : passage de l’éclairage à ampoule aux platines à LED.
8 – Châssis de BB 67000 Lima avec éclairage par ampoule (montage décodeur sonore CDF, article dans notre numéro 483).
Conseils avant la pose de décodeurs
Avant toute intervention sur le matériel roulant, moteur en l’occurrence, vérifier au préalable le fonctionnement du moteur et des feux en le faisant circuler sur une portion de voie comportant des aiguilles.
Un mauvais captage de courant en analogique peut ne guère s’améliorer en digital. En effet, si dans un système analogique une perte d’alimentation peut être compensée par un volant d’inertie, ne serait-ce que celui de l’induit du moteur, dans le système numérique, toute coupure d’alimentation, si brève soit-elle, se traduit par une perte d’information, donc détection de défaut du système. Pour pallier la situation, les fabricants de décodeurs ont trouvé une astuce technique qui est un volant d’inertie statique : le condensateur ! Les bons décodeurs actuels ont ainsi une prise ou des plots de connexion pour le branchement d’un condensateur ou encore mieux d’un «power-pack» (photo 5). Ceci est particulièrement valable pour les engins équipés de décodeurs sonores qui, lors d’une interruption d’alimentation, même très brève, recommencent la séquence de démarrage moteur, ce qui devient lassant à l’usage. Le condensateur ne fait pas tout, mais c’est un très gros progrès pour la régularité de fonctionnement.
De plus, et c’est aussi l’un des avantages du système digital, la tension sur la voie est alternative, permanente et de l’ordre de 16 à 18 volts, ce qui facilite le passage du courant et limite l’encrassement de la voie. En simplifiant : pour alimenter le moteur, le décodeur hache le courant selon les ordres qui lui sont donnés par la centrale de commande et envoie vers le moteur des séries d’impulsion dont la quantité augmente en fonction des ordres.
Il faut absolument éviter les courts-circuits, pas toujours visibles en analogique, mais rédhibitoires en digital, car provoquant la mise en sécurité de l’alimentation. Les alimentations dignes de ce nom sont toutes très bien protégées sont ces courts-circuits.
En digital, les vitesses des engins sont aisées à corriger en programmant les CV prévus à cet effet : vitesse minimale, vitesse maximale, vitesse moyenne, vitesse maximale en service, vitesse de manœuvre, les options ne manquent pas ! On peut ainsi simuler pour une CC 6500, une BB 25500 ou une BB 67000, le rapport de réduction pour assurer des trains de voyageurs
ou des trains de fret, sur des machines qui sont exactement les mêmes châssis et la même configuration mécanique.
Il en est de même de l’inertie (accélération, décélération), que l’on règlera avec la main légère pour éviter des tamponnements intempestifs ! Comme en réalité, on gardera la main sur l’arrêt d’urgence…
Les engins anciens ont des dispositifs d’éclairage à base d’ampoules à incandescence, qui dissipent donc de la chaleur, photo 6.
Il faut absolument éviter les courts-circuits, pas toujours visibles en analogique, mais rédhibitoires en digital, car provoquant la mise en sécurité de l’alimentation. Les alimentations dignes de ce nom sont toutes très bien protégées sont ces courts-circuits.
En digital, les vitesses des engins sont aisées à corriger en programmant les CV prévus à cet effet : vitesse minimale, vitesse maximale, vitesse moyenne, vitesse maximale en service, vitesse de manœuvre, les options ne manquent pas ! On peut ainsi simuler pour une CC 6500, une BB 25500 ou une BB 67000, le rapport de réduction pour assurer des trains de voyageurs
ou des trains de fret, sur des machines qui sont exactement les mêmes châssis et la même configuration mécanique.
Il en est de même de l’inertie (accélération, décélération), que l’on règlera avec la main légère pour éviter des tamponnements intempestifs ! Comme en réalité, on gardera la main sur l’arrêt d’urgence…
Les engins anciens ont des dispositifs d’éclairage à base d’ampoules à incandescence, qui dissipent donc de la chaleur, photo 3.
Certaines marques ont fait évoluer leur matériel en remplaçant les ampoules par des LED, voir photo 7, dans le cas présent des châssis de locomotives Jacquemin de Roco (BB 25200).
En analogique, rares sont les réseaux où les engins peuvent circuler à pleine vitesse (12 V) pendant des temps très longs, les échauffements des ampoules sont donc limités, et leur brillance est liée à la tension sur la voie, ce qui n’est pas réaliste.
En digital, les systèmes d’éclairage sont alimentés sous une tension fixe, celle de la voie, environ 16 volts. Dans ce cas, l’échauffement
15 – Locotracteurs Y 7100 digitalisé et éclairé à côté d’un Y 6400 EPM.
d’ampoules est maximal dès que l’éclairage est commandé. Ceci se traduit, dans le cas où les ampoules sont proches d’éléments en plastique, par un échauffement qui peut aller jusqu’à la fusion des éléments, intérieur de cabine par exemple. Il faut alors remplacer les ampoules par des LED (photo 8 sur des châssis Lima de BB 67000 et des éclairages de BB 66000), ceci peut souvent s’effectuer en conservant les circuits imprimés supportant les ampoules.
9 – Remplacement d’une ampoule sur un éclairage de BB 66000 Jouef unicolore par une LED PLCC bicolore (article RMF).
Installation d’une LED CMS 0603 dans un phare de locotracteur Y 7100 LS-Models (revue n°559).
11 – Châssis de V 211 Roco, avec éclairage par LED
12 – LED bicolore (CDF) pouvant remplacer une ampoule sur un châssis de BB 8100 Roco
On peut profiter de ce changement pour remplacer les ampoules par des LED bicolores, comme c’est le cas sur la photo 9 : éclairage de BB 66000 Jouef (Champagnole), ce qui permet d’avoir de façon économique l’inversion des feux. C’est aussi le cas sur les photos 10 et 11 montrant le remplacement d’ampoules sur une locomotive V 211 Roco par des LED, lors du montage d’un décodeur ; on aperçoit sur la photo 11, les résistances de protection des LED. Le circuit imprimé d’origine supporte les LED et leurs résistances de protection, les conduits de lumière sont réutilisés, le changement est minime, mais très profitable!
Conclusion : lors de la digitalisation d’un engin ancien, il est indispensable de remplacer les ampoules par des LED. L’échauffement et le danger de dégrader l’environnement des ampoules sont une première raison, la seconde est que ces ampoules sont faites pour la tension nominale d’alimentation des circuits analogiques, soit jusqu’à 12 volts, et qu’en digital, on va leur appliquer en permanence 16 volts, mortels pour beaucoup !
Le choix des LED est suffisamment vaste pour que toutes les solutions existent, photos 12 à 14. Il faut aussi se rappeler que les LED doivent impérativement être protégées par une résistance et que l’intensité lumineuse peut être réglée en complément en agissant sur un CV qui gère la tension de sortie des auxiliaires (CV 60 sur les décodeurs Zimo).
Donc, avant la pose d’un décodeur, passage sur la voie d’essai pour un bilan fonctionnel, ce qui est toujours l’occasion d’une bonne révision pour le matériel ancien ou l’occasion de superdétailler un modèle : nous donnerons le cas échéant des informations ou conseils selon les modèles traités.
Les exemples d’application traités par Rail Miniature Flash
La taille des LED permet de les placer partout, même dans des volumes très petits tels que les phares des locomotives ou des draisines. Il faut un peu de soin pour effectuer les perçages, par exemple dans les phares en bronze, ce travail étant beaucoup plus simple dans les phares en plastique injecté, tels ceux de Y 7100 LS-Models de la photo 13. Rail Miniature Flash a d’ailleurs largement expliqué ces montages dans des articles dont les photos 15 à 18 sont issues.
Par expérience, il est chaudement recommandé de protéger chaque LED par une résistance et non de protéger un groupe de LED par une seule résistance. Leur résistance interne, surtout celle des LED blanches, fait que deux diodes en parallèle ont peu de chance de donner le même éclairement, alors que deux LED identiques mises en parallèles, mais protégées chacune par une résistance donneront un éclairement identique.
Les LED CMS (photos 9, 13, 14) peuvent être livrées avec ou sans fil d’alimentation. La seconde solution est nettement préférable, bien que légèrement plus onéreuse, mais beaucoup plus confortable. Ceux qui ont essayé de souder des fils sur ces LED comprendront !
Quelques professionnels fournissent des ensembles complets de diodes et de résistances adaptés à des montages particuliers : platine des LED pour locotracteur Y 8000 Roco chez CDF (photo 19), kits d’éclairage pour de très nombreux engins moteurs chez Miniatures Passion, photo 20. Ces derniers kits sont d’ailleurs une excellente initiation, sans risque, à la soudure de composants électroniques.
Pour aller plus loin dans la modernisation et la digitalisation d’engins anciens, on trouvera chez Miniatures Passion de nombreuses platines avec prises décodeur, platines conçues en relation avec les kits d’éclairage qui permettent la séparation des feux blancs et rouges et l’extinction des feux rouges lorsque la machine est attelée à un train (photo 21). #
13 – Installation d’une LED CMS 0603 dans un phare de locotracteur Y 7100 LS-Models. (LED CDF, article RMF).
14 – LED CMS 0605, bicolores. (diffusion CDF).
16 – Une draisine Billard AMF 87 avec feux fonctionnels.
17 – Feux fonctionnels avec LED CMS 0603 (CDF) sur un chasse-neige Nevers de SMD.
18 – Installation de diodes CMS 0605 bicolores dans la draisine 4 P 620 d’AMF 87, avec résistances de protection et mini-connecteur.
19 – Platine CDF d’éclairage à LED pour locotracteur Y 8000 Roco.
20 – Jeu de LED, résistance et platine pour X 2800 Roco, produit par Miniatures Passion.
21 – Assortiment de platines pour rénovation de matériel sans platine décodeur et séparation des feux, produits Miniatures Passion.
