Débutons dans le train miniature

Exemple 3: La double voie et une petite gare

Après notre petit réseau à voie unique, nous pouvons augmenter le plaisir du jeu en réalisant un réseau à double voie avec quelques voies de services et bretelles. Voici un plan de base que je vous propose, d'autres sont possibles, l'imagination est ici reine:


Si on imagine la circulation de l'un ou l'autre train, avec notre seul commande, on se rend vite compte que, sans aménagements, le jeu sera limité. Chaque train placés sur le réseau tournera en même temps sans possibilités de contrôle individuel. Nous devons donc prévoir quelques petites choses pour modifier cela. La première possibilité est d'introduire des 'zones d'arrêt' qui seront commandées par des interrupteurs idéalement placés et des éclisses isolantes. Voici un exemple de ce que l'on peut imaginer, je n'ai pas dessiné les raccords électriques, cela rendrait le dessin trop difficile à lire.


4 zones d'arrêt sont proposées: 1 par voie principale et en gare et une par tiroir. Il est ainsi possible de faire cohabiter jusqu'à 4 locomotives sur ce réseau mais nous ne pourrons toujours en contrôler qu'une seul en vitesse et sens de marche. les autres l'imiterons ou resterons à l'arrêt. Pour augmenter les possibilités, nous devons disposer de plusieurs stations de contrôle en vitesse et sens de marche. La première solution qui vient à l'esprit est d'avoir plusieurs transformateurs mais, car il y a un mais, vous devrez toujours veiller à ne JAMAIS avoir les alimentations qui se rejoignent, sur les deux fils! Pour obtenir cela, voici une possibilité de répartition des zones isolées sur les DEUX fils de rails!


En orange et vert, les zones qui seront alimentées en permanence chacune par un transformateur/contrôleur distinct. La zone en bleu est isolée de sont circuit normal pour permettre d'avoir un train en gare tout en réalisant des manœuvres entre les tiroirs et ce même circuit, donc sans devoir passer sur le réseau vert. Ce qui permet donc de faire tourner un train 'vert' tout en manœuvrant. La zone en mauve est la zone commune, celle qui devra donc faire l'objet de vos soins. Elle sera alimentée tantôt en vert, tantôt en orange. Vous pouvez évidemment conserver les deux zones isolées sur les deux tiroirs, en limitant cette isolation sur la moitié finale, ainsi vous pourrez manœuvrer une rame tout en laissant une locomotive contre le heurtoir. Pour alimenter cette zones en mauve par l'un ou l'autre des transformateur/contrôleur, nous utiliserons un double inverseur raccordé comme ici:


Vous pouvez prendre un interrupteur avec position centrale mais ce n'est pas obligatoire, il faut juste s'assurer que les contacts seront bien séparés, mais c'est souvent le cas. Vous aurez aussi remarqué que je n'ai pas inclus les aiguillages du circuit vert dans la zone mauve, c'est voulu, voir ci-dessus.
Une autre possibilité est d'utiliser une alimentation digitale. Vous aurez un contrôle totale sur toutes vos machines et ce, de manière totalement indépendante. Plus besoin de prévoir des zones isolées, l'arrêt d'une machine se faisant via la commande unique MAIS ce sera un peu plus complexe à utiliser et certainement plus cher. Le réseau ressemblera donc à ceci:


Si vous êtes un 'papa' qui réalise un petit réseau pour ses enfants, je pense que la solution à deux transformateurs, ou un seul et deux contrôleurs, est l'idéale. Elle est assez simple à mettre en œuvre, ne nécessite que quelques interrupteurs et inverseurs ainsi que des éclisses isolantes. Par contre, si vous vous préparez à aller plus loin dans l'aventure, passez au digitale, il devient démocratique et tout de même plus simple à 'câbler'.
Pour du 3R, vous pouvez utiliser la solution à deux transformateurs/contrôleurs mais n'oubliez pas d'isoler les circuits, la mise en parallèle de transformateurs n'est pas conseillée.

Pour ceux qui veulent pousser plus loin dans la réalisation des contrôle du circuit, vous pouvez utiliser des accessoires comme :
Un boitier inverseur par exemple. Il se fixe sur le plateau du réseau, à côté des transformateurs/contrôleurs.
Stef

Ou, pour faire encore plus vrai... un système intéressant:


Ce système permet de reproduire un schéma du réseau avec les contrôles d'accessoires à leur place.

Stef

Du choix entre les différents systèmes
Voilà bien une question à laquelle il sera difficile d'apporter une réponse absolue! Il n'y a pas de système idéal, chacun à du pour et du contre. Ce qui va faire la différence sera essentiellement ce que vous compter en faire et votre budget (présent et futur).
Ce qui suit fait référence à l'échelle HO, la plus courante dans le commerce. Il est clair que cela reste également valable pour d'autres échelles mais... voir en fin de texte!

Pour rappel, deux systèmes de voies: 2 rails et 3 rails, l'un généralement associé au continu, l'autre à l'alternatif, mais...
Avec le digital, on dispose maintenant de plusieurs moyens de contrôle de nos trains: Le système analogique simple, le système analogique avec commande électronique et le système digital.
Pas simple donc... Voyons les choses d'un autre point de vue... celui de l'utilisation!
a) Vous êtes un utilisateur souhaitant réaliser un petit réseau de train électrique pour vos enfants (ou vous même) mais sans prétention, si la flamme vient.... Oubliez le digital et l'électronique... Ces systèmes sont super mais peut-être un peu compliqués pour une première approche qui pourrait être sans lendemain. En digital, il faut apprendre à maitriser la commande et dès que vous souhaiterez faire rouler une seconde loco, vous risquez fort d'être confronter à des problèmes d'adresses dont vous n'aurez que faire et puis, il y a le coût. Il reste le choix entre 2R et 3R... là, c'est une affaire de goût, de budget et d'utilisateurs.
En 3R Marklïn, un set de départ comprenant une loco, 2 wagon et un ovale + alim tourne autour de 90€
En 2R Roco, un set assez similaire fait 75€
On est donc dans des prix similaires, sachant que le 3R a une bonne réputation de solidité.
Prenez donc de l'analogique simple en restant dans une même marque pour simplifier la suite. L'achat sur le woueb est une bonne première approche MAIS n'oubliez pas que le service après vente, dans votre cas, sera essentiel. Les commerçant restent des commerçants, ils ont plus facile avec les habitués qu'avec les visiteurs occasionnels.

b) Vous êtes un utilisateur plus impliqué mais se cherchant... Si votre budget est limité ainsi que l'espace directement disponible, vous pouvez aussi débuter avec des sets de départ que vous étendrai progressivement. L'achat sur le woueb est une bonne possibilité et vous avez la communauté pour vous aider, mais n'en attendez pas trop, un contact personnel est plus efficace! Vous pouvez commencer en analogique et passer au digital par après, la plupart des nouvelles loco sont prêtes pour passer en digital. Vous devrai apprendre pas mal de choses mais c'est par là que nous avons tous débuté. Le choix du 2R ou 3R va dépendre pour beaucoup de votre orientation, je pense. Le 3R n'est aisément disponible que via la même marque, les autres marques offrent bien de temps à autre des possibilités 3R mais c'est fort dépendant du marché et cela a un coût. Par contre le 2R a pour lui la diversité des fabricant, mais aussi des qualités et coûts par contre, il est plus sensible à l'usage (courts circuits, complexe dans certaines situations (raquette) et peut-être un peu plus fragile).

c) Vous êtes un utilisateur décidé, avec un projet clair... Les choix sont donc faits... il vous reste à acquérir l'expérience et le matériel. Que vous dire de plus.


Question d'échelle
J'ai volontairement limité mes posts à l'échelle HO, la plus connue et la plus courante dans le commerce. Il est évident que d'autres échelles sont disponibles. Pour n'en citer que quelques unes: le Z (1/220ème), le N (1/160ème), le HO, le O (1.43ème), etc... Je crois pouvoir dire que, en dehors du HO, il s'agit d'échelle qui s'adressent plus à des personnes décidées, cherchant autre chose. C'est peut-être moins vrai avec le N qui est intéressant mais moins ciblé pour les plus jeunes.
Que peut-on en espérer ?
- Le Z est une échelle très petite et très ciblée. Elle a l'avantage de ne nécessiter que très peu de place pour faire un réseau de base.
- Le N est une échelle beaucoup plus fréquente et mieux distribuée. Plusieurs constructeurs offrent du matériel en 2R uniquement. Si la place disponible est réduite et que vous souhaitez malgré tout avoir un grand réseau... Par contre, pour des plus petites mains, c'est peut-être un peu juste.
- Le O (Zero) est la plus petite des échelles initiées par Marklïn, au départ du modélisme ferroviaire. Mais vu la place qu'elle requiert, elle fût vite supplantée par le HO (Half Zéro) arrivé plus tard. Pourtant, on y revient, surtout pour les réseaux d'atmosphère, plus 'présent'. Pour trouver du matériel, il faut s'adresser à des spécialistes, cette échelle ne se trouve pas en grandes surfaces, désolé!

Voilà, c'est assez court et résumé, j'enrichirai si besoin

Stef

Électricité: un peu de base

Oui, le titre n'est pas top pour le contenu mais bon... Je simplifie au max. désolé pour les puristes.
Parlons un peu de l'alimentation de nos réseaux, 3R, 2R, DCC, autres... Pas simple pour ceux qui n'ont aucune notion et qui rame un peu. Commençons donc par le début, vous savez tous que notre courant électrique est du 220V alternatif monophasé, parfois du triphasé. C'est ce courant que vous utilisé pour vous éclairer, passer l'aspirateur ou bricoler. Voici une représentation de ce courant:

Image issue du site 'http://www.labo-technique.org'

On voit que le potentiel de 230V est tantôt positif, tantôt négatif et cette variation se fait, chez nous, à une fréquence de 50Hz (50 oscillations par secondes). Inutile de mesurer avec vos doigts, ce sera le choc électrique Pour utiliser ce courant dans nos réseaux, il est nécessaire de baisser la tension à une valeur non dangereuse, 15v par exemple. Comment y arrive t-on ? Par l'utilisation de transformateur, pas le boitier de nos réseaux mais sont composant de base.


Schématiquement, il se compose de deux bobines de fils de cuivre enroulées autour d'un même noyau de fer. C'est l'alternance sur la bobine principale qui va générer une variation d'un flux magnétique dans le noyau de fer. Cette variation de flux magnétique va elle même générer une variation de tension dans la bobine du secondaire. Si vous réaliser une bobine de 250 spires pour le primaire, et une bobine de 15 spires pour le secondaire vous obtiendrez une tension de 15V sur le secondaire à partir de 250V sur le primaire (grosso modo hein ).

image issue de wikipédia

Une fois cette tension de 15V alternative obtenue,
- en 3R, elle est directement utilisable pour nos trains. Il suffit de placer un système permettant de régler la tension pour pouvoir contrôler la vitesse. Pour ce qui est du changement de marche, il faut agir sur le sens d'alimentation du moteur, au départ de manière mécanique et maintenant plus électronique.
- en 2R continu, il faut la redresser, faire en sorte qu'il n'y ait plus d'inversion du potentiel. Comment ?

Courant continu.
(lecture intéressante)
Pour obtenir une première version du courant continu, on place un système qui va supprimer l'alternance négative de l'alimentation. Aujourd'hui, cela se ferait au moyen d'une diode qui va laisser passer le courant dans un sens mais pas dans l'autre.

Image issue du site http://www-esbs.u-strasbg.fr/esbs/?lang=fr

L'inconvénient majeur de cette solution est la perte d'une alternance, le moteur n'est donc alimenté que 25 fois par seconde! Le résultat est l'impression qu'il roule comme si il était alimenté par une tension de 7V au lieu des 15V espérés. Cela se corrige en utilisant un redresseur à double alternance, ou pont de diode. Qui va donc faire en sorte d'inverser les bornes de sorties par rapport aux bornes d'entrées au rythme des alternances.


La tension obtenue est donc continue mais variant rapidement de 0 à 15V à 0V de manière rapide (100 fois). On peut encore améliorer cela en utilisant un système capable d'accumuler du potentiel durant la phase montante et le redistribuer durant la phase descendante, cela s’appelle 'lisser' le potentiel au moyen d'un condensateur.


Les premiers transformateurs de réseaux utilisaient des systèmes à pont de diodes et parfois un filtre (une bobine) pour l'alimentation des réseaux. Mais avec les nouvelles technologies et les besoins des amateurs, on est vite passé à des alimentations utilisant des régulateurs de tension s'appuyant sur une source de potentiel plus élevée et qui 'écrêtent' les excès de tension. La courbe de tension ainsi obtenue est plus plate, plus régulière et, ce qui n'est pas négligeable, constante malgré la charge.


La variation de la vitesse s'obtient en variant la tension aux bornes de nos machines, soit en utilisant un potentiomètre qui va 'consommer' une partie du courant, soit en faisant varier la valeur de référence du régulateur. Sur des systèmes à courant 'pulsé', on utilise le principe de la tension moyenne. L'alimentation est toujours au maximum mais elle est coupée à intervalles réguliers. Le moteur reçoit donc une alimentation au maximum coupée de manière plus ou moins longue, ce qui donne l'impression d'avoir plus ou moins de potentiel. L'intérêt est de n'utiliser que du potentiel Max. et donc d'offrir de bons ralentis. C'est en quelque sorte du DCC sans la possibilité de contrôler plusieurs machines.


Pour ce qui est de l'inversion du sens de marche, vous l'aurez compris, il suffit d'inverser le sens d'alimentation du moteur, un simple inverseur suffit donc.

Et le DCC ? On y viendra mais comme nous n'avons encore rien fait dans ce domaine d'un point de vue réseau...

Stef

Un réseau: conception et réalisation: part 2
je voulais commencer par une page un peu théorique mais compte tenu des variantes possibles, je crois préférable d'entrer directement dans le vif du sujet en complétant si besoin. Donc, je vous expose le projet comme si j'étais dans la peau du futur propriétaire. Pour rappel, c'est un projet imaginaire, qui pourra avoir des variantes en fonction des situations à expliquer!

La pièce que nous allons équiper ferait 5m x 4m, munie d'une porte dans un coin et d'une fenêtre, prises de courant et éclairage classique pour une chambre.


La présence d'une porte s'ouvrant vers l'intérieur et d'une fenêtre qui devrait rester accessible va apporter quelques contraintes que nous essayerons de négocier. L'éclairage est aussi un élément délicat! Celui habituellement présent dans une chambre n'est pas très adapté à un réseau ni a un lieu de bricolage, nous devrons trouver une solution. Pour ce qui est de l'électricité, généralement, les installations sont conçues pour supporter des puissances suffisantes pour nos réseaux, mais nous devrons le vérifier...

Les thèmes qui seront évoqués vont nous aider à ébaucher le plan du réseau. Cette thématique va dépendre pour beaucoup de vos envies et du style que vous voulez retrouver. Les uns seront plutôt pour le jeu, la diversité... d'autres seront plus attiré par un certain réalisme, de l'épuré. Pour ce qui est d'un réseau 'riche' en possibilités, je ne crois pas nécessaire d'expliquer le 'comment faire'! Cela reste une affaire de goût et d'envies. Il y a pas mal d'exemples sur ce forum qui vous fourniront assez de trucs et astuces pour régler les éventuels problèmes rencontrés. De beaux grands réseaux seront d'excellentes sources d'inspiration et les auteurs sont souvent pleins de bons conseils. Pour ma part, je ne le cache pas, je suis plus attiré par le côté réaliste sans être hyper fidèle à la réalité.
Les thèmes retenus en première réflexion pour ce réseau vont tourner autour d'une petite ligne desservant de petites industries locales genre silos à grains, zoning industriel... Pour mettre les choses au clair, un petit schéma:


Une grande ligne, électrifiée, reliant deux grands centres sur laquelle figure une gare de moyenne agglomération servant de tête de pont pour une ligne locale. A une extrémité, un zoning industriel comportant diverses industries et raccordé à notre gare. La ligne locale est parsemée de raccordements et de petites gares, elles même utilisées par l'industrie local. Cette ligne se terminant par une gare de plus grande importance qui ne sera pas reproduite.
L'époque reproduite tourne autour des années 1970, fin de la vapeur et grande activité du parc diesel. Les grosses restructurations ne sont pas encore passées par là.

Comme vous le voyez, il ne faut jamais sous estimé l'imaginaire. Si votre objectif est de réaliser une ligne plausible, vous pouvez / devez créer une histoire à votre réseau, cela donne souvent de bonnes sources d'inspiration. Le schéma ci-dessus est très simplifié, les installations ne sont pas reproduites, simplement évoquées. Toute l'étude du réseau avant construction, va permettre de 'dimensionner' les installations et de vérifier si cela s'installe dans l'espace prévu. Il sera peut être nécessaire de réduire, peut-être possible également d'enrichir. Pour l'époque évoquée, il me semble important de se fixer une période afin d'éviter les incohérences. Sur un réseau plus riche, ou le décor n'a souvent qu'une place réduite, cela n'a pas une bien grande importance. On pourra toujours jouer les thématiques: période vapeur, diesel, TGV, etc. comme on peut aussi laisser cela de côté. Dans le cas ou le plausible est recherché mais que l'on veut se ménager des possibilités, le plus simple sera de choisir une période charnière et de jouer la 'non modernisation' des installations, ou une modernisation réduite.
Dans notre cas, on joue donc la charnière entre les époques III et IV, en limitant les vapeurs à des présences sporadiques.

Prochaine étape, une première ébauche du plan de voie.

Stef