À la recherche d’un poste d’aiguillage à modéliser pour l’entrée sud de la gare, je suis tombé sur cette photo du magazine La Vie du Rail, représentant le poste n°3 d’Ambérieu-en-Bugey :
Pour modéliser le bâtiment, j’avais besoin de différents points de vue de celui-ci mais je n’ai pas trouvé d’autre photo. Je me suis rabattu sur Google Street View à partir duquel j’ai réalisé les copies d’écran ci-dessous :
Avec ces vues, je peux désormais extrapoler les dimensions du bâtiment. La proximité de la BB 67000 sur la photo de la Vie du Rail va m’y aider.
Après avoir évalué les différentes cotes, je me lance dans la modélisation à l’aide de Fusion 360.
Table des matières
Création du bâtiment en 3d
Modélisation 3d
Comme d’habitude, j’utilise Fusion 360 pour dessiner le poste d’aiguillage.
Pour commencer, je modélise la structure du bâtiment.
Puis j’ajoute les murs en briques,
ainsi que les huisseries des fenêtres,
en continuant par l’escalier extérieur,
… et enfin l’escalier intérieur.
N’ayant pas trouvé de documentation sur ce bâtiment, j’ai imaginé un escalier intérieur en colimaçon.
Ensuite, j’ajoute le support du TCO, comme je l’avais fait pour le poste n°1.
Maintenant, Je dessine quelques éléments d’aménagement intérieur :
Leviers Saxby
Base du bâtiment, à coller au module.
Et voici le poste d’aiguillage au complet.
Fichiers disponibles en téléchargement
Les fichiers STL sont disponibles en téléchargement sur cults3d. Deux versions sont proposées :
- une version comprenant le support du TCO ainsi que l’espace prévu dans le plancher pour passer les fils électriques,
- une version sans support du TCO et sans ouverture dans le plancher
Impression 3d
J’imprime les pièces sur mon imprimante résine Elegoo Mars 5 ultra. Le bac est chargé de résine Siraya Tech Fast ABS-Like Navy Grey.
La pièce la plus compliquée à imprimer est la structure du bâtiment. J’ai effectué de nombreux essais et j’ai opté pour le positionnement ci-contre dans Lychee slicer : presque pas de support en façade, pas de support sur les côtés. Seul l’arrière du bâtiment, qui ne sera pas visible sur le réseau a de nombreux supports. Le fait d’avoir des supports sur les parties en briques abîme celles-ci, ou en tout cas, rend « moins net » le résultat.
J’ai utilisé des supports lourds (Heavy) à la base du bâtiment afin de disposer d’une assise solide pour l’impression et ensuite des supports légers (Light) pour le reste.
Dans les fichiers à télécharger, j’ai inclus le fichier Lychee (.lys) avec les supports que j’ai mis en place.
Les pièces du bâtiment sont imprimées.
Nous voyons ci-contre, la structure du bâtiment, l’escalier intérieur et les huisseries.
Détail de l’escalier intérieur
Le toit et sa cheminée
2 exemplaires du bloc de leviers Saxby sont imprimés. Les extrémités sont extrêmement fines. Il faudra faire bien attention à ne rien casser lors de la mise en peinture. La peinture est visible plus loin dans l’article.
J’imprime la lampe qui figurera à l’étage principal (deuxième étage).
Essai sur le réseau
après sous-couche, les pièces sont présentées sur le réseau.
La base du bâtiment a été collée sur le module.
Premier aperçu du modèle sur le réseau :
Mise en œuvre du TCO
À l’instar de ce que j’avais fait pour le poste 1, le TCO est réalisé à l’aide d’un microcontrôleur IoD-09TH de chez 4D Systems. Ce microcontrôleur intègre un écran LCD et possède les dimensions suivantes : 31.8 x 16.4 x 11.7mm. La résolution de l’écran est de 160 x 80 pixels. Le microcontrôleur intègre également un module wifi qui lui permet de recevoir les informations du réseau via un autre microcontrôleur (ESP32) en charge d’écouter le bus DCC à l’aide de la librairie Arduino NmraDcc.
Principe de fonctionnement
Connecté au bus DCC, le dispatcher est en charge d’écouter les commandes envoyées par la centrale.
Si la commande concerne le positionnement d’une aiguille ou d’un signal figurant dans le périmètre des postes 1 ou 2, alors le dispatcher transmet l’information par le wifi au poste 1 ou au poste 2.
Choix d’architecture
J’ai choisi cette architecture pour deux raisons :
- je ne suis pas parvenu à faire fonctionner la librairie NmraDcc sur les IoD-09TH.
- le fait de disposer d’un dispatcher unique me permet ensuite d’ajouter facilement d’autres accessoires que les TCO, sans avoir besoin de connecter ceux-ci au bus DCC. (seuls les 2 fils d’alimentation 5v sont nécessaires sur les accessoires concernés)
Le réseau wifi est ici un réseau privé qui n’est pas connecté à un routeur (et donc à Internet).
C’est le dispatcher qui fait office de point d’accès wifi pour les postes 1 et 2.
Le dispatcher est en charge de conserver l’état des équipements dont il a la responsabilité, à savoir :
- Les aiguilles et les signaux du poste 1
- Les aiguilles et les signaux du poste 2
Et les postes 1 et 2 demandent très régulièrement (chaque seconde) au dispatcher l’état des équipements qui les concernent.
Dans une première version, c’est le dispatcher qui transmettait au poste concerné la commande DCC qui venait d’être reçue. Mais il s’avère en final qu’il est plus efficace de confier un rôle simple à chaque partie :
- Le dispatcher écoute le bus DCC et enregistre les états de chaque équipement. Il transmet l’ensemble des états concernant un TCO sur demande de ce dernier.
- Chaque TCO se connecte en WiFi sur le point d’accès offert par le dispatcher et demande régulièrement à celui-ci l’état des équipements le concernant via une requête HTTP.
Cette solution permet de multiplier facilement le nombre de TCO (ou autre), probablement jusqu’à quelques dizaines.
Code source du dispatcher et du TCO
Le code du dispatcher et du TCO est disponible dans l’article Programmation Arduino : Code complet pour TCO et dispatcher ferroviaire en DCC.
Raccordement du dispatcher au bus DCC
Le schéma de raccordement de l’ESP32 au bus DCC a déjà été décrit dans mon article sur le poste 1 mais j’en redonne ici les détails.
Avant de brancher la voie aux broches d’entrée du Dispatcher, il est nécessaire de prendre des précautions : la voie est en 15 volts, les signaux d’entrée de l’ESP 32 fonctionnent en 5 volts, il convient de créer un petit circuit entre les 2 de façon à ramener le signal DCC à 5 volts.
Deux chaines Youtube m’ont bien aidé à la mise au point de la connexion physique du microcontrôleur au bus DCC :
@rudyshobbychannel
@digitaltown5442
Ci-dessous, le prototype du circuit. La conversion du voltage est assurée par un optocoupleur 6N137.
Une fois le schéma électronique validé, je mets tout cela au propre sur un petit circuit imprimé. Le bornier bleu à vis sert à y connecter le bus DCC :
Interface de programmation du TCO
Le microcontrôleur IoD-09TH ne possède pas de connecteur USB mais le constructeur propose une interface pour y palier.
On peut bien sûr se passer de cette interface en réalisant soit même une connexion des broches du microcontrôleur au port USB, mais j’ai choisi la facilité. 😬
Intégration du microcontrôleur IoD-09TH dans le bâtiment
Soudure du microcontrôleur au PCB
Ici, nous voyons l’envers du microcontrôleur et à droite, le « circuit « imprimé » auquel je vais le relier. Ce PCB a pour seul objectif de lier les broches du microcontrôleur aux fils d’alimentation et de programmation.
Les broches sont soudées et ensuite, je les coupe de façon à pouvoir tenir dans le support du poste d’aiguillage. Avant soudure, il convient d’enfoncer au maximum le microcontrôleur dans le PCB et de réaliser des soudures très fines car nous ne disposons pas de beaucoup de profondeur pour se loger dans le poste d’aiguillage.
Ajout des fils d’alimentation et de programmation
Les fils sont soudés aux broches nécessaires.
Il serait également possible de souder les fils de l’autre côté de la carte, entre celle-ci et le microcontrôleur. Il faudrait alors mettre en place les fils avant de souder le microcontrôleur.
J’utilise des connecteurs JST SH de 1mm pour raccorder le bâtiment au module. Ces connecteurs sont très petits, ils passent aisément dans l’ouverture du plancher et permettent un démontage aisé de l’écran si besoin est.
J’ai acheté sur Amazon un lot de ces mini-connecteurs, déjà câblés :
Lot de 20 paires de mini connecteurs de câble micro 6 broches JST SH 1,0 mm, connecteur mâle femelle à 6 broches avec câbles de 150 mm 26 AWG
Le tout est glissé dans le bâtiment. J’ai légèrement poncé le fond du logement du TCO afin de faciliter le passage des câbles. Attention, procéder délicatement, le bâtiment est très fragile.
Si vous choisissez de passer les fils de l’autre côté de la carte, ça rentrera plus facilement. Il faudra alors installer les fils avant de souder le microcontrôleur au PCB.
Côté module, seuls les 2 fils de l’alimentation 5v seront branchés. Les fils de programmation ne seront utilisés que lorsque le poste sera retiré du module et connecté à l’ordinateur.
Le PCB étant désormais alimenté en 5v, je vais y fixer 2 fils qui serviront à alimenter la led qui éclairera l’intérieur du poste.
L’alimentation du poste est en 5v et j’ai utilisé une résistance de 620 Ω . L’idée est d’avoir une luminosité contenue de façon à ce que l’écran LCD reste bien visible.
La résistance est collée à la tranche du PCB à l’aide d’une goutte de cyanoacrylate et ensuite je renforce le collage avec du medium acrylique. Le fil rigide de la résistance sert de support à la lampe elle même.
L’écran et la lampe sont au point, on peut les enlever du bâtiment afin de passer à la peinture.
Maintenant que le TCO est soudé sur son PCB, il n’est plus possible de l’enficher sur l’interface USB. J’ai créé le câble ci-dessous qui me permet de reprogrammer le TCO sans avoir besoin de démonter celui-ci :
Peinture du bâtiment
Couche d’apprêt
Compte tenu du fait que la structure du bâtiment est imprimée d’un seul bloc, Il s’agit de la phase qui va demander le plus de soin.
Pour commencer, je passe un apprêt noir en bombe sur toutes les pièces, de façon à éviter les fuites de lumière par transparence des murs ou des huisseries. Ensuite, je passe un second apprêt gris clair.
Ici, on voit les huisseries après peinture finale à l’aérographe. J’utilise de la peinture Tamiya, mélange de XF-8 (Flat Blue) et XF-19 (Sky Grey). Comme toujours, je dilue très fortement la peinture avec de l’IPA : entre 10% et 20% de peinture et le reste en IPA.
Sur la photo ci-contre figurent quelques intrus : des portes et des fenêtres qui ne font pas partie du poste d’aiguillage.
Corps du bâtiment
Je commence à peindre le corps du bâtiment
Peinture de l’extérieur du bâtiment. Le cache destiné à protéger l’intérieur durant la phase de peinture est en place. À noter que le cache qui figure sur la photo n’a pas de face de dessus. Sur la photo ci-dessous, j’ai protégé le dessus avec du ruban de masquage. Le cache disponible en téléchargement possède quant à lui une face de dessus.
Briques
Je vais maintenant passer une première couche qui servira de couleur de fond aux briques. J’utiliserai la couleur Tamiya XF-9 Rouge Sombre / Hull Red que j’appliquerai à l’aérographe. Il me faut donc masquer la structure en béton du bâtiment. J’utilise du ruban de masquage Tamiya de 1, 2 et 3 mm. C’est une opération qu’il faut soigner. Le résultat final en dépend.
Voici la pièce entièrement masquée. Pour les grandes zones de masquage, j’utilise du simple ruban de peinture en bâtiment.
1 heure pour réaliser le masquage et 2 minutes à peine pour appliquer le rouge sombre à l’aérographe.
Après application du rouge sombre à l’aérographe, j’enlève le ruban de masquage et j’applique, une autre couche de rouge, Vallejo 71085 rouge Ferrari, au pinceau ce coup-ci. Ce rouge va permettre d’apporter des nuances, il n’est pas nécessaire d’entre mettre absolument partout. J’évite les bords qui sont bien nets grâce à l’aérographe et au masquage. Sur la photo ci-contre, le rouge Ferrari a été appliqué sur les 3 cases en haut à gauche.
Et voici le résultat après application du rouge Vallejo.
Maintenant, je vais appliquer un lavis gris clair (Shade Soulblight Grey de chez Citadelle) sur les briques de façon à marquer les joints.
Voici ce que cela donne.
Portes extérieures
L’ensemble du lavis gris clair a été passé sur les briques.
Maintenant, nouvelle séance de masquage afin d’isoler les 2 portes en bas à droite du bâtiment. Elle vont être peintes comme les fenêtres à la peinture Tamiya XF-8 (Flat Blue) et XF-19 (Sky Grey), appliquée à l’aérographe.
La peinture de l’extérieur du bâtiment est désormais terminée et je peux passer à la patine avec quelques points de rouille sur les portes, traces de coulures en provenance du toit et salissement du bas des murs.
Sur la photo, les coulures en provenance du toit sont placés sous les chevrons de l’avancée de toit.
Huisseries, toit et autres détails
L’ensemble des pièces du bâtiment est peint.
Les petites fenêtres du premier étage sont vitrées à l’aide de Micro Kristal Klear.
Après peinture de la lampe, et installation de la led, je colle cette dernière à la lampe en réalisant un globe en Micro Kristal Klear.
Les leviers Saxby ont été peints en gris à l’aérographe. Maintenant, il s’agit de peindre les extrémités dans une autre couleur, toujours à l’aérographe pour que le résultat soit très fin. Je commence à masquer les zones à ne pas peindre. Ici, j’utilise du ruban de masquage Tamiya.
Tout est masqué, le plus difficile est fait. Il n’y a plus qu’à passer un coup d’aérographe.
Et voici le résultat avant démasquage.
Voici ce que cela donne.
Enfin, je passe un lavis sur le bas des leviers, au pinceau ce coup-ci.
Aménagements
Parquet
Le parquet est une simple image imprimée et sur laquelle j’ai ajouté un fixateur à la bombe.
J’installe ensuite les huisseries.
Lampe
Petit essai de mise en place de l’écran du TCO et ajustement de la lampe au dessus de l’escalier.
Vue de la lampe depuis l’extérieur du bâtiment.
Vitrage
Le vitrage est mis en place. Il est collé avec de la Micro Cristal Klear.
Leviers Saxby
Poêle
Ajout du poêle et d’une seconde figurine.
Conclusion
Le bâtiment est désormais finalisé :
Voilà bien longtemps que le poste n°3 d’Ambérieu-en-Bugey veille sur les voies…
À défaut de pouvoir l’observer dans ses moindres détails, j’en ai recréé une interprétation libre, guidé par l’intuition, les souvenirs de lecture et les lignes familières des bâtiments ferroviaires.
Ce modeste poste trouve désormais sa place au sud de ma gare miniature, prêt à orchestrer silencieusement les mouvements des trains.
Entre résine, lumière et pixel, ce bâtiment relie les gestes d’hier à la technologie d’aujourd’hui. Et peut-être, quelque part, un aiguilleur miniature a t-il repris son service…
Entre modélisation, soudure et coups de pinceau, le voyage continue.
