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Un BalBid nouveau cru :
le BalbiNand (1) |
| Par Robert Voisin |
 Pour
tout comprendre, allez lire avant tout la page BalBid parue il y a deux
ans dans cette même rubrique.. |
Préliminaires. —
Ayant hérité d´une collection de trains Jouef, j´ai décidé de
construire un petit réseau avec une partie du matériel à disposition. Le principe
du réseau modulaire a été retenu dès le départ de façon à permettre
des extensions dans le futur. Les modules sont de géométrie libre.
 Le réseau se compose actuellement de la “planche de base” qui accueille une
petite gare de passage à voie unique avec débords marchandises, ainsi que la coulisse à trois
voies, et de deux modules d´extrémité composés chacuns d´un demi-cercle
de voie (au rayon de 325 mm !) permettant le retour des trains de la gare à la coulisse.
Le réseau de base est donc un simple ovale de voie unique. La coulisse, outre qu´elle
permet de composer des rames hors de la vue du spectateur, donne surtout une impression de distance.
Pour accentuer cette impression, j´ai choisi
d´installer un signal de BAL, juste avant
chaque entrée de la coulisse, dont les feux seront pilotés par un BalBid, tel
que proposé par
Ptitrain  : à la
notion de distance s´ajoutera la notion du temps... |
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Je suppose que certains se demanderont
quel peut être l´intérêt de développer une nouvelle version du BalBid...
Voici quelques réponses :
1. J´ai hélas un gros défaut qui consiste à vouloir
réinventer le fil à couper le beurre pour mon propre usage ;
2. Je souhaitais utiliser
un composant un peu plus commun dans les fonds de tiroir du modéliste que le CD4528 utilisé dans
le BalBid , en l´occurrence un boîtier de
portes nand ;
3. Il semble (d´après le diagramme
logique du CD4528 - à confirmer
par les testeurs) que le “BalBid Ptitrain” ne soit réamorçable
qu´une
fois l´état “voie libre” actif ; je souhaitais au contraire que l´état “sémaphore” puisse être
réenclenché quel que soit l´état du signal au passage du train ;
4. Je
souhaitais utiliser un circuit TTL dans le but de supprimer les étages amplificateurs pour
le pilotage des leds mais suite à un échange
avec Jidé [NDLR : pour assurer la compatibilité avec tous les montages de Ptitrain,
Meccano, etc.] ,
j´ai
testé le
prototype du BalbiNand avec un circuit CMOS, le CD4093, qui a donné toute satisfaction. En
outre, d´après
les données des fabricants, les sorties des circuits de cette technologie permettent
d´envisager
le pilotage direct de leds standards.
5. [NDLR : la simplification du schéma
permettra d´envisager une amélioration sur laquelle Ptitrain planche
depuis longtemps, la mise au feu rouge fixe si une aiguille en aval est fermée.]
Et maintenant, assez de blabla ; place au schéma !
Explications...
Chaque led du signal est pilotée par une porte
nand. Une led est allumée lorsque la
sortie de la porte qui lui est associée est à l´état bas (c´est-à-dire
lorsque ses deux entrées sont à l´état haut).
À la mise sous tension,
il n´y a pas
de hasard
: les condensateurs C1 et C2 sont déchargés
; nand-Vert [A] et nand-Jaune [B] sont à l´état haut, donc nand-Rouge [C]
est actif : la led rouge 2 est allumée.
C1 ne peut se charger car son pôle positif
est à  (zéro
volt) via la diode D. Par contre, C2 se charge via R1. Lorsque la tension aux bornes de C2 atteint
une valeur correspondant à un état
haut (+V/2 environ), nand-Jaune [B] devient active et nand-Rouge [C] passe à l´état
haut : la led 3 jaune s´est allumée et la led rouge 2 s´est éteinte.
Pendant que C2 continue de se charger (jusqu´à +V),
C1 se charge via R2, la sortie de nand-Rouge [C] présentant une tension de +V. Lorsque la
tension aux bornes de C1 atteint une valeur correspondant à un état haut (+V/2 environ
soit 6 volts), nand-Vert [A] devient active et nand-Jaune [B] passe à l´état haut
: la led 1 verte s´est
allumée
et la led 3 jaune s´est éteinte.
Ensuite cet état (feu au vert) reste stable (alors que C2 et C1 continuent de se charger jusqu´à
+V), jusqu´à une action sur le bouton poussoir que constitue la pédale de voie
(ou autre système de détection).
Au passage d´un train, ce contact est fermé. C2 se décharge alors instantanément
via le contact ;
nand-Vert [A] et nand-Jaune [B] passent à l´état
haut ; nand-Rouge [C] devient active et C1 se décharge instantanément via D, la sortie
de nand-Rouge [C] présentant une
tension de 0V : La led rouge 2 est allumée.
Un nouveau cycle commence dès que la pédale est libérée.
Il n´est pas nécessaire d´attendre l´état “voie libre” pour
redéclencher le dispositif : un train qui passe au jaune ou au rouge fait
redémarrer le cycle depuis le début. (Le sémaphore commande l´arrêt
du train avant le signal, mais autorise la reprise en marche à vue
soit 30km/h maximum, si rien ne s´y oppose, et ce jusqu´au prochain signal — qui peut être...
les lanternes rouges de fin de convoi du train précédent !)
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R1, R2
Rled
IC |
470 kΩ
4700
Ω
4093
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C2, C1
C3
D |
100 µF
0,1µF
1N4148
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3 leds RJV
alim 12-15
volts
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basse conso (2 mA)
alim 020 |
 Avec ces valeurs de composants (R1-R2 et C2-C1),
les temps d´allumage
des led rouge 2 et jaune 3 sont d´environ
30 secondes. En diminuant ces valeurs, on diminue le temps. C3 (condensateur de découplage)
doit
être placé au plus près du circuit intégré, mais les leds et la
Rled peuvent être situées loin dans
le décor... La porte nand inutilisée (le cicuit intégré en compte 4)
doit avoir ses deux entrées reliées à la masse [NDLR : à voir bientôt,
la mise en place sur un C.I.MEC].
Enfin, concernant le courant de sortie des portes, le fabricant indique que celles-ci peuvent fournir
jusqu´à 8
mA (soit assez pour des feux Jouef) en “boostant” l´alimentation à 15
volts. On peut donc se passer sans problème
des montages amplificateurs en adoptant des leds basse consommation.
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Ptitrain 