Description d'une alim pulsée (PWM) commandée par PC

Cahier des charges

Le cahier des charges répond aux critères suivants:
1. faible coût et schéma simple
2. Contrôle facile par PC
3. Détection de présence d'un train sur les cantons alimentés par l'alim

Principe de fonctionnement

Le schéma de principe est représenté sur la figure ci-dessous.

L'alimentation est constituée des éléments suivants:
1. un générateur de signaux triangulaires à la fréquence de 400 Hz environ
2. un générateur de tension de référence commandé par le PC
3. un comparateur qui délivre en sortie les impulsions de largeur variable
4. une lampe ballast qui sert à protéger le circuit et aussi de détecteur de courant
5. un inverseur de tension commandé par le PC
6. un détecteur de présence d'un train qui fournit l'information au PC

L'alimentation est réglée pour que la tension minimale ne soit pas tout à fait nulle, elle délivre toujours des impulsions de duréee très courtes qui ne sont pas suffisantes pour actionner une loco (mais suffisantes pour éclairer des LED ou lucioles).
En conséquence, le courant et donc la tension aux bornes de la lampe ballast ne sont nuls que s'il n'y a pas de loco sur le circuit.

Description du circuit réalisé

Le schéma réalisé est représenté sur la figure ci-dessous.

Le choix s'est orienté vers un circuit à base d'amplis opérationnels classiques (741). L'alim est constituée par 2 amplis opérationnels seulement et un transistor de puissance (BD 243C).

Le principe de fonctionnement est le suivant:
Le premier ampli op (IC1) génère un signal carré à la fréquence de 400 Hz environ. La fréquence est déterminée par le réseau R1-C2. Le signal carré à la sortie 6 de IC1 est converti en un signal triangulaire par le réseau R5-C3 qui est appliqué à l'entrée - (2) du circuit IC2.
Le deuxième ampli op est utilisé en comparateur. Une tension continue est appliquée sur l'entrée + de ic1 (pin 3) qui permet de régler la durée des impulsions entre 0 et 25 ms.

La sortie 6 de IC2 est reliée via R8 à la base du transistor de puissance BD 243C. Une lampe de 12Volts, 21Watts est utilisée en ballast entre la sortie collecteur et la voie.
Deux relais commandés par le PC (interface //) suffisent à commander le départ et l'arrêt des trains. Lorsque le premier relais est activé, la capa C4 se charge lentement via la résistance R6 qui est reliée au +12V et la vitesse augmente progressivement. la vitesse est réglée par la durée de fermeture du contact du premier relais (la durée correspondant à la vitesse max est d'environ 20 sec). Lorsque la vitesse désirée est atteinte, le contact s'ouvre et la capa C4 conserve sa charge jusqu'à ce que le contact du deuxième relais se ferme, ce qui provoque la décharge de C4 via la résistance R7 qui est reliée à la masse et donc l'arrêt progressif du train.
En outre, l'alim permet de commander un détecteur de présence d'un train sur le canton alimenté lorsque le dispositif d'arrêt utilise une diode.
Comme les amplis op sont alimentés en mono tension, il y a toujours une tension résiduelle à la sortie (pin 6), ce qui correspond à une tension non nulle entre la sortie de la lampe (Vc+) et la masse lorsqu'un train est alimenté. Le canton est donc toujours sous tension, mais la tension minimale est heureusement insuffisante pour actionner un moteur de loco.
La tension Vc+ prend les valeurs suivantes:
Vc+ = 0 lorsqu'il n'y a pas de train sur le canton alimenté
Vc+ > 0.3 Volt lorsqu'un train est présent sur le canton
Cette tension Vc+ commande le détecteur de présence décrit ci-après.
Ce détecteur unique évite l'utilisation d'un détecteur à chaque canton d'extrémité (pour le réseau réalisé, il faudrait 5 détecteurs classiques).


Détecteur de présence
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