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Le câblage 1° partie : les règles de base |
| Sur ce
réseau, j'ai utilisé un système de "Bus" pour distribuer les
alimentations électriques telles que : DCC, éclairage des maquettes,
moteurs d'aiguillage, circuits électroniques, etc . . . Ici, le Bus est une paire de fils torsadés de 1,5 mm² qui parcourt tout le réseau. A partir de ce Bus, j'alimente tous les points avec des fils de section plus faible (AWG 22 et 26). Vous trouverez en bas de page,une table de correspondance des AWG (American Wire Gauge) en mm². Vous y trouverez aussi les différentes lois qui permettent le calcul des sections de câble. |
| Règle n° 1 : Définissez un code de couleurs et respectez-le. Sur ce réseau : Bleu - Gris : Bus DCC principal Bleu - Noir : Bus DCC de canton Bleu - Blanc : Connexion Bus DCC vers rail Blanc - Blanc : 12 V AC éclairage des bâtiments Orange - Gris : 12 V AC moteurs d'aiguillage Rouge - Blanc : 18V AC centrale DCC Noir - Rouge - Bleu : 12V et 24 V DC pour tous circuits électroniques et relais. Vert : pointe de coeur d'aiguillage Voyez ici les différents bus qui parcourent le réseau. Notez les fils de plus faible section (AWG22) qui alimentent un coupon de rail depuis le bus DCC. |
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| Règle n°2 : Ne sous-dimensionnez jamais la section des fils sous peine d'échauffement et même d'incendie ! Sur ce réseau : 1,5 mm² monobrin torsadés : les Bus AWG22 : Connections entre Bus DCC et rail AWG26 : Connections entre Bus et moteurs d'aiguillage, éclairage des maquettes, etc . . . Les AWG 22 et 26 sont multibrins pour une meilleure flexibilité. Câble téléphonique 4 paires 0,6 mm² : pour les commandes de signaux, aiguillages, etc . . . |
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| Règle n°3 : Effectuez de bonnes soudures. Utilisez un fer à souder adapté au travail, 40 à 60 W me parait être un bon choix. Choisissez-le avec les pannes interchangeables, une panne fine pour les circuits électroniques, une panne moyenne pour le câblage. (voir photo) Préférez les pannes "long life" faites d'alliages de Cu - Fe - Ni - Cr plutôt que les pannes en cuivre qui s'oxydent rapidement. Cette panne doit être bien étamée et toujours propre. Choisissez la brasure de type "électronique" composée de 60% Sn et 40% Pb d'un diamètre de +/- 1,5mm. Prévoyez une éponge humide pour essuyer le fer avant et après chaque soudure. Ne jamais souffler sur une soudure pour accélérer son refroidissement, sous peine de la fragiliser ! |
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| Règle n° 4 : Chaque rail doit être soudé: - soit au Bus DCC - soit au rail voisin via 2 fils AWG22 multibrins ou équivalent. Ne faites aucune confiance aux éclisses en matière de conductibilité électrique, leur rôle se limite à un maintien mécanique et à l'alignement des rails. Etape 1 : préparation des rails pour soudure. Avant soudure, les rails doivent être exempts de vernis, huile ou tout autre produits poluants résidus de leur fabrication. |
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Etape 2 : étamage des fils et des rails à souder |
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Etape 3 : soudure du fil AWG22 sur chaque rail en respectant le code des couleurs et les "polarités". Ben oui, bien que le DCC soit un signal alternatif carré, vous devez respecter la "polarité" des rails sous peine de court-circuit ! N.B. A l'oeil, une bonne soudure doit être brillante. |
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Etape 4 : préparation du Bus avant installation sur le réseau, cela facilitera le câblage quand vous serez couché sous la structure. Ici, je prépare à chaque endroit de connexion, deux fils AWG22 qui seront connectés aux deux fils des rails. Ce Bus est torsadé à laide d'une simple foreuse, à partir de fils monobrin 1,5 mm² type utilisé dans les installations électriques d'habitation. Pourquoi torsader les fils : 1 - Augmente sa rigidité mécanique. 2 - Permet de mieux identifier les Bus. 3 - Diminue la diaphonie entre les fils, c'est à dire, l'influence électro-magnétique d'un Bus à l'autre. |
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Détail de la connexion des fils AWG22 sur le bus. Notez le décalage de +/- 1 cm entre les 2 dénudages du bus, ceci permet d'utiliser une seule gaine isolante sur l'ensemble des 2 connexions. Après cette opération de soudure, la gaine thermo-rétractable (en noir à gauche de l'image) sera mise en place et rétrécie à l'aide d'un décapeur thermique. |
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Etape 5 : soudure des fils AWG22 venant des rails sur le Bus du canton concerné. Lors de cette opération, coupez les fils aussi court que possible. |
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Etape 6 : Isolation des différentes connections. Pour cette opération, préférez la gaine thermo-rétractable aux machins collants qui finissent toujours par se décoller ! Le câblage du réseau doit durer des années ! |
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Etape suivante : le confort est aussi important quand vous devez câbler durant des heures ! Notez le petit coussin sous la tête ! Vous trouverez la description de ce petit chariot sur la page Outillage. |
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| Règle n° 5 : Choisissez des connecteurs à souder ou à sertir. Lorsque vous devez déconnecter certains câbles du réseau (exemple : les jonctions entre les modules), préférez des connecteurs à souder ou à sertir. Ici, les différents types de cosses "Fast-On" bien connues en électricité automobile. Elles offrent un bon contact, existent en différentes dimensions, résistent très bien aux manipulations, sont faciles à trouver et sont bon marché. Toutefois, pour un bon usage vous devez : 1 - Utiliser une pince de sertissage adaptée. 2 - Adapter la taille de la cosse à la taille du fil. Attention : cette cosse est prévue pour des fils multibrins. Il existe des isolants spécifiques (voir photo). Toutefois, une gaine thermo-rétractable fera très bien l'affaire. |
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Il est possible d'utiliser ces cosses "Fast-On" sur des fils monobrins à condition de prendre certaines précautions : Etape 1 : Sertissage Ici, le sertissage n'assure absolument pas un bon contact électrique. |
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Etape 2 : Soudez la cosse sur le fil. Cela limitera fortement la résistance de contact et assurera une bonne tenue mécanique. |
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Voici un exemple d'utilisation de ces cosses pour la jointure électrique inter-modules des différents bus. Notez l'isolant spécifique utilisé autour des cosses mâles et femelles. Si vous ne disposez pas de tels isolants, une gaine thermo-rétractable fera tout aussi bien l'affaire. Notez aussi les petits marqueurs qui définissent le numéro de chaque bus. (1 - 2 - 3) Ceci simplifiera grandement la reconnaissance des bus en cas de démontage - remontage, surtout si vous avez plusieurs bus de couleurs identiques comme c'est le cas ici. |
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| Règle n°6 : Etamez les fils multibrins à connecter par vis. Cela leur assurera une bonne surface de contact et améliorera fortement la tenue mécanique. Si vous devez connecter plusieurs fils multibrins dans la même borne, dénudez 1 cm, torsadez -les et soudez-les ensemble avant de les introduire dans la borne. |
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Pour la connexion aux circuits imprimés, vous pouvez utiliser : - soit la cosse à souder, - soit la cosse "Fast-On" sur une borne soudée. (voir photo) Voici un détecteur d'occupation de canton par mesure de courant, vous trouverez sa description complète sur la page : Technique / Câblage 3° partie. |
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Les lois fondamentales en électricité |
| La loi d'ohm : U = R x I U : la tension s"exprime en Volts R : la résistance s'exprime en Ohms I : le courant s'exprime en Ampères Un fil conducteur transportant un courant électrique (I) oppose une certaine résistance (R) au passage du courant. Cette résistance (R) sera d'autant plus grande que le fil sera fin et long. On peut calculer la résistance d'un conducteur : R = rho x L / s R : résistance en Ohms rho = 17 x10 -9 pour le cuivre L : longueur du fil en m s : section du fil en mm² Plus le fil sera gros, moins il offrira de résistance au passage du courant La puissance dissipée : P = U x I ou par transformation : P = R x I² P : la puissance s'exprime en Watts. L'effet Joule : W = R x I² x t W : énergie (chaleur) dissipée en joules t : temps de fonctionnement du circuit en secondes. Plus le fil sera gros, moins il s'échauffera. Notion de résistance de contact Lorsque vous connectez deux fils ensemble, ou un fil dans une borne, ou deux rails via un éclisse, etc . . . Il apparaît au raccord de ces deux conducteurs une résistance de contact due principalement à l'oxydation et à la faible surface de contact des métaux en présence. Pour diminuer cette résistance, il faut : Souder les conducteurs l'un à lautre Utilser des connecteurs de bonne qualité |
Table de conversion AWG en mm²AWG (American Wire Gauge) est une manière d'exprimer la section des fils.Vous trouverez souvent ce type d'expression dans les fils et câbles destinés à l'électronique. |
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| Par exemple : si I = 1 A
et longueur du fil = 10 m : nous aurons une chute de tension aux bornes
de ce fil : U = R x I AWG 26 = 1.34 V AWG 22 = 0.53 V AWG 15 = 0.1 V AWG 15 est +/- équivalent au fil de 1.5 mm² qui compose les Bus C'est à dire que la chute de tension dans ce Bus est 13 fois moindre que dans un fil AWG26 Nous voyons donc l'intérêt d'utiliser des fils de section la plus importante possible. |
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Résistivité des matériaux (rho) en Ohms . m |
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Ce qui veut dire que nos rails en Maillechort (Cu - Ni - Zn) offrent une résistance 18 fois supérieures au Cuivre. Il est donc intéressant de connecter ces rails le plus fréquemment possible à l'alimentation électrique (Bus). Vous voyez aussi la très mauvaise conductivité de l'association Maillechort (rails) avec l'inox (éclisses). |
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