Câblage des aiguillages

Parmi les questions que l'on me pose souvent, celle du câblage du réseau a souvent des allures de casse-tête. Comment en effet proposer une solution qui soit applicable à tous mais qui apporte tout de même l'aide nécessaire à ceux qui ne savent pas par où entamer le problème ?

Pour cette raison, j'ai décidé de présenter sur cette page quelques solutions pour le câblage d'un aiguillage. On commence par 4 exemples élémentaires puis on verra un exemple pratique conventionnel et pour finir le même exemple ainsi qu'un autre un peu plus complexe où la commande classique d'aiguillages est remplacée par une "matrice à diode".

Prêt ? Alors on embarque en commençant par l'explication des symboles.

Légende

1^ère partie: exemples élémentaires

Pour commencer, voyons la manière la plus simple de câbler un aiguillage équipé d'un entraînement par électro-aimant comme c'est le cas de manière usuelle sur les aiguillages Roco, Fleischmann, Märklin, Minitrix ou encore les solénoïdes (PL-10) de Peco.

A partir des bornes d'alimentation des accessoires du transformateur, on alimente d'une part le pôle "commun" du solénoïde (chaque marque à son code de couleur, chez Märklin il s'agit ici du fil jaune, chez Minintrix du blanc) et les deux autres fils (bleu chez Märklin, vert et jaune chez Minitrix) sont reliés à des "boutons-pressions". Ces boutons pressions peuvent être intégrés dans un pupitre de commande d'un fabriquant (image) ou dans un tableau de commande optique. Appuyer sur l'un ou l'autre des boutons alimente la bobine correspondante et déplace l'aiguillage dans sa position. Attention, si une bobine est alimentée trop longtemps, elle risque de griller. Pour cette raison, on utilise des boutons-poussoirs.

Remarque: on peut très bien aussi alimenter un solénoïde en courant continu. Nous verrons d'ailleurs ci-dessous dans les exemples pratiques que c'est même parfois nécessaire.

Certains solénoïdes sont équipés d'interrupteur de fin de course. Cela signifie que lorsque l'aiguillage est dans une position donnée, si on alimente la bobine qui le placerait dans cette position, elle ne reçoit aucun courant. Ce genre de solénoïde à l'avantage de pouvoir recevoir du courant sur une plus longue durée (voire de manière permanente) sans risque de griller. On peut dans ce cas remplacer les boutons-poussoirs par des interrupteurs à bascule bi-stables (mais cela fonctionne aussi avec des boutons-poussoirs). Dans un tableau de commande optique, c'est avantageux, car on n'a besoin que d'un trou pour l'interrupteur et non deux comme pour les boutons-poussoirs. Ce cas est illustré ci-dessous:

Comme je l'ai montré sur une page spécifique, on peut aussi entraîner les aiguillages par des moterus dits "lents", tels ceux de Fulgurex ou Lemaco (voir la page consacrée au montage). Ces moteurs ont besoin d'une alimentation en courant continu, sont pourvus d'interrupteurs de fin de course et nécessitent une inversion de la polarité pour le changement de sens du moteur et par conséquent de la position de l'aiguillage.

L'alimentation en courant continu provient donc d'un transformateur spécifique ou de l'alimentation accessoire, mais redressée comme ce sera montré dans les exemples pratiques. On peut aussi simplifier le montage et utiliser du courant alternatif, à condition de le redresser grâce à deux diodes. Dans ce cas, un interrpteur à bascule simple suffit:

Il ne faudrait bien sûr pas alimenter de cette manière un moteur prévu pour du courant continu sur une longue période (car il ne reçoit pas du courant continu, mais des pics de courants), mais le changement de position d'un aiguillage dure environ 2 secondes, et dans ce cas, le moteur n'est pas mis en danger.

Après ces quelques exemples introductifs élémentaires, voyons 2 cas pratiques.

Cas pratique 1: entrée sur une gare à 4 voies

Nous avons en haut le schéma des 4 voies (V1-V4) et les 3 aiguillages nécessaires. Afin de simplifier le dessin, je n'ai pas représenté les solénoïdes à côté des aiguillages comme c'est le cas dans la réalité, mais en-dessous avec les lettres G et D qui correspondent aux positions gauche et droite des aiguillages.

Dans ce premier exemple, je montre le cas de solénoïdes qui n'ont pas nécessairement d'interrupteurs de fin de course (mais ils pourraient en avoir, et on pourrait à choix remplacer les poussoirs par des bascules). Il faut ici utiliser 6 boutons-poussoirs pour permettre de commander tous les aiguillages et si l'on veut faire aller sur la voie 3 un train qui vient de la gauche, il faudra appuyer sur les poussoirs 1D, 2D et 3G. Mais cela n'est rien d'autre que la juxtaposition de 3 commandes élémentaires illustrées ci-dessus.

Cas pratique 1b: Matrice à diode

Si l'on observe un tableau de commande optique dans la réalité, il n'y a pas d'interrupteurs à bascule pour commander les aiguillages ni un petit bouton pour chaque direction de chaque aiguillage. En général, il y a un bouton par voie et un bouton par voie d'entrée en gare. Dans notre exemple simple, on peut commander les 3 aiguillages avec seulement 4 boutons-poussoirs:

On utilise ici la méthode de la "matrice à diode". Matrice, car il faut d'abord à l'aide du tableau illustré à droite (appelé une matrice par analogie aux mathématiques) indiquer la position de chaque aiguillage pour chacune des voies, puis séparer les bobines par des diodes pour éviter les commandes contradictoires. Dans notre cas, pour aller sur la voie 1, l'aiguillage 1 doit être en position gauche peu importe la position des autres aiguillages, ce qui est illustré par la croix dans la cellule V1/1G et aucune autre croix dans cette colonne. De même, pour accéder à la voie 3, l'aiguille 1 est en position D, la 2 aussi et la 3 en position G.

Une fois que l'on a cette matrice, on peut l'appliquer à la commande des aiguillages. Pour chaque voie, on déduit de la matrice quel aiguillage doit être positionné de quelle manière et chaque croix correspond à un câble entre un bouton et une bobine de solénoïde. Lorsque deux câbles partent d'un même bouton et que deux boutons peuvent actionner la même bobine, il faut empêcher le retour du courant. Pour cette raison, on utilise des diodes et le courant utilisé est cette fois du courant continu que l'on obtient soit d'une source de courant continu comme dans l'exemple élémentaire du moteur lent, ou comme ici, à partir des bornes accessoires (courant alternatif) et d'un pont redresseur.

Voyons dans notre exemple ce qui se passe lorsque l'on appuie sur le bouton de la voie 3: le courant est donné aux bobines 1D, 2D et 3G. Vers les bobines 1D et 2D, la diode empêche que le courant qui serait donné par le bouton V4 ne puisse aller en direction de la bobine 3G en même temps que vers 3D, ce qui est totalement contradictoire. Ainsi, dès que deux boutons-poussoirs peuvent diriger un aiguillage dans la même direction, c'est à dire qu'il y a plus qu'une croix par ligne dans le tableau, il est nécessaire de mettre une diode.

Vous êtes toujours bien accroché ? On continue.

Cas pratique 2: deux voies à gauche, 4 à droite, 8 possibilités.

En compliquant un peu l'exemple, on rajoute une deuxième voie à gauche, deux aiguillages et on remplace l'aiguillage 3 par une traversée-jonction-double à deux commandes indépendantes (comme par exemple celle de Peco, mais pas celles de Märklin ou Minitrix). Je parle ici d'une vraie TJD, qui agit en fait comme deux aiguillages imbiqués. Ce cas aussi peut être commandé à l'aide du principe de la matrice à diode, cette fois en actionnant pour chaque itinéraire 2 boutons-poussoirs: V10 ou V20 à gauche et V1 à V4 à droite. On détermine ainsi d'où vient le train et où il va.

Remarque: l'itinéraire V20-V3/V4 ne passe que par les aiguillages 6, 4 et 3 et pas par en haut (6-5-1-2-4-3).

On commence bien sùr par la matrice:

On constate que les voies 10 et 20 déterminent les positions des aiguillages 4 et 5, puisque seuls ces deux aiguillages n'ont pour les deux boutons qu'une seule croix dans la colonne correspondante. Inversément, les voies V1-V4 déterminent les positions des aiguillages 1, 2, 3 et 6. La position de 4 est totalement égale pour les voies 1 et 2, de même que la position de 6 pour la voie 10.

En raison des constatations ci-dessus, le schéma électrique du câblage montre les voies 10 et 20 en haut et les voies 1 à 4 en bas. De même, les solénoïdes 4 et 5 sont présentés de manière inversée. Une autre conséquence serait (mais le cas n'apparaît pas ici) que si des diodes devaient être placée après les poussoirs V10 et V20, elle serait inversée par rapport aux diodes des poussoirs V1-V4.

Et voilà le résultat. Voyons trois exemples que vous pourrez suivre le long des câbles et sur le schéma des voies:

Exemple 1: V10 - V4: 1D, 2D, 3D, 4D et 5D. L'aiguillage 6 par contre n'est pas influencé, car même si le poussoir 4 donne du courant à la bobine 6D, le solénoïde n'est pas alimenté en retour, puisque ceci ne se passe que lorsque V20 est actionné.

Exemple 2: V20 - V3: 1D (même si ça n'a pas d'importance puisque le train n'y passe pas), 2D (même remarque), 3G, 4G, 5G (même remarque que 1D) et 6D.

Exemple 3: V20 - V2: 1D, 2G, 4G (même si ça n'a pas d'importance), 5G et 6G.

Nous voilà au bout de cette petite "fiche pratique" sur le câblage des aiguillages. J'espère que vous ne m'avez pas perdu en route... en cas de question, envoyez-moi un email.

Remarque: une variante par rapport au système des deux boutons-poussoirs pour le départ et l'arrivée du train, on peut aussi définir tous les itinéraires possibles et commander tous les aiguillages en fonction des itinéraires. Ceci fera l'objet d'une autre page...

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