Centrale de commande de feux routiers

Le monde miniaturisé du modélisme est agrémenté chaque fois que l’on y apporte une touche complémentaire de réalisme. C’est le cas de cette centrale de commande de feux routiers équipant un carrefour de quatre routes.

Le fonctionnement de ce montage repose sur l’utilisation d’un compteur décimal qui gère les commutations nécessaires pour aboutir aux différentes configurations relatives à la succession des trois feux montés dans quatre potences.

Principe adopté

L’échelle retenue dans la présente réalisation est le 1/50^e. Il s’agit d’une valeur courante qui caractérise la plupart des véhicules routiers vendus dans les grandes surfaces et les magasins spécialisés. C’est aussi une échelle pour laquelle il est encore possible, au niveau de l’amateur, de reproduire les potences. En effet, avec cette échelle, ces dernières se caractérisent par des hauteurs de l’ordre de 50 mm pour une taille réelle de 2,50 m. Des leds de 0 3 mm correspondent ainsi à des feux de Ø 150 mm. Les potences sont séparées par une distance de 115 mm environ, ce qui représente une largeur de route de près de 6 m.
Il est, bien sûr, possible d’adapter le montage à une échelle plus petite, par exemple le 1/87^e (échelle HO), échelle ferroviaire la plus répandue pour laquelle on trouve également des véhicules routiers. Il convient alors de se procurer les feux routiers auprès des revendeurs spécialisés. En effet, les potences se limitent, dans ce cas de figure, à une hauteur de l’ordre de 25 à 30 mm.
En revanche, on peut éventuellement conserver l’implantation des quatre potences. On aboutirait simplement à des routes un peu plus larges: environ 10 m, ce qui reste tout à fait dans le domaine du vraisemblable.

Fonctionnement

Alimentation

L’alimentation du montage est très classique. L’énergie provient du secteur 230 V par l’intermédiaire d’un transformateur (figure 1). La tension alternative récupérée au niveau du secondaire est redressée en double alternance par un pont de diodes, tandis que le condensateur C1 réalise un premier lissage.
Sur la sortie d’un régulateur 7809, est récupéré un potentiel continu et stabilisé à +9 V.
Le condensateur C2 effectue un filtrage complémentaire et C4 fait office de condensateur de découplage.

Base de temps

Le circuit intégré IC1 est un LM 555, le « timer » à tout faire.
Ce dernier fonctionne au rythme des charges/décharges du condensateur C3 : charge à travers R13 et R14, puis décharge à travers R14.
En sortie (broche n03), est recueilli un signal rectangulaire caractérisé par une période définie par la relation:
T (s) = 0,7 x (R13 + 2 x R14) x C 3
Le lecteur vérifiera que, dans la pré¬sente application, cette période correspond à environ 7 s.
Le signal est inversé par la porte NOR (III) de IC3 avant d’être exploité pour assurer l’avance du compteur déci¬mai placé en aval.

Compteur décimal

Le compteur décimal utilisé (lC2) est un CD 4017. Un tel compteur avance au rythme des fronts montants présentés sur son entrée « horloge » (broche n014) à condition toutefois que son entrée de validation (broche n013) soit reliée à un état « bas ». L’entrée de remise à zéro « RAZ ” (broche n015) est également soumise à un état « bas” permanent.
Il en résulte le fonctionnement continu du compteur. Un état « haut” tournant se déplace indéfiniment d’une sortie Sn à la sortie Sn+ 1. Une rotation complète du compteur a une durée de l’ordre de 70 s qui correspond à un cycle complet de gestion des feux.

Logique des commandes de feux

Le compteur IC2 est également doté d’une sortie de report « R » (broche n012) destinée, en principe, à commander l’avance d’un compteur du même type placé en aval. Cette sortie présente un état « haut» pour les cinq positions 0, 1, 2, 3 et 4 et un état « bas » pour les cinq positions suivantes, à savoir 5, 6, 7, 8 et 9.
Par convention, nous désignons par « G1» le groupement que forment une première série de deux potences diagonalement opposées et par « G2 », l’autre groupement des deux potences restantes. Bien entendu, chaque potence comporte trois feux: rouge, orange et vert.
Le cycle complet d’une commande se décompose en deux parties:
– celle où l’état « haut» est disponible sur les cinq sorties 80 à 84 (sortie « R » à l’état « haut »)
– celle où l’état « haut» est disponible sur les cinq sorties 85 à 89 (sortie “R» à l’état « bas »).
Sortie « R » à l’état « haut» (positions 0 à 4 du compteur) Les feux rouges (leds L 1 et L2) du groupement G1 sont allumés pen¬dant toute cette durée. Les feux verts du même groupement sont éteints étant donné que l’entrée (1) de la porte NOR (1) est soumise à un état « haut ». Les feux oranges sont égaIement éteints, étant donné qu’ils sont reliés à la sortie 89.
Concernant le groupement G2, la sortie de la porte NOR (IV) présente un état” bas -, d’où l’extinction des feux rouges. Pour les positions 0 à 3 du compteur, les deux entrées de la porte NOR (II) sont soumises à un état” bas ». La sortie présente donc un état « haut -, ce qui assure l’allumage des feux verts. Pour ces positions du compteur, les feux oranges sont éteints puisqu’ils sont reliés à la sortie 84. Lorsque le compteur arrive à la position 4, l’état « haut» est disponible sur la sortie 84. La sortie de la porte NOR (II) passe à l’état « bas », ce qui provoque l’extinction des feux verts. En revanche, les feux oranges s’allument.
Sortie « R » à l’état « bas» (positions 5 à 9 du compteur) Pour le groupement G2, les feux rouges s’allument étant donné l’état « haut» disponible sur la sortie de la porte NOR (IV). Les feux verts restent éteints puisque l’entrée (6) de la porte NOR (II) est soumise à un état « haut -. d’où un état « bas» sur la sortie. Les feux oranges, reliés à la sortie 84 restent également éteints. Les feux rouges du groupement G1 restent éteints. Les feux verts sont allumés pour les positions 5 à 8 du compteur. Il en est de même pour les feux oranges.
En revanche, dès que le compteur atteint la position 9, les feux verts s’éteignent et les feux oranges s’allument.
Ainsi, pour une potence donnée, lors du déroulement complet d’un cycle, on observera successivement l’allumage:
– du feu rouge pendant 35 s
– du feu vert pendant 28 s
– du feu orange pendant 7 s
Le tableau 1 résume toute la logique de commande des feux pour un cycle complet.
Les résistances R1 à R12 assurent la limitation du courant dans les leds

Réalisation

Circuits imprimés

Le circuit imprimé principal comporte à la fois la partie réservée à la commande et celle correspondant à l’implantation des quatre potences (figure 2). Il tient compte des remarques relatives à l’échelle de la réalisation, évoquées en début d’article. Il est essentiellement limité par les dimensions usuelles des plaques présensibilisées disponibles auprès des revendeurs. Quant au circuit imprimé commun aux quatre potences, les largeurs des pistes imposent leur dimensionnement et, par la même occasion, l’échelle (figure 3).

Le montage des composants

Peu de remarques sont à émettre à ce sujet. Le module comporte quelques straps de liaisons. Avant de commencer le perçage des trous, coller auparavant du papier ou du carton sur la face lisse pour obtenir un décor rappelant une route et des bordures. Attention à l’orientation des condensateurs polarisés et des circuits intégrés (figure 4 et photo A). Le soudage des leds et des connecteurs coudés des potences est à mener avec beaucoup de soin. Également à ce niveau il convient de bien respecter l’orientation (figure 5 et photo B).
Le montage ne nécessite aucun réglage.

R.KNOERR