Voici un projet qui a occupé mon temps libre pendant quelques mois. En regardant quelques belles réalisations de postes d’aiguillage sur le net, j’ai découvert que certains modélistes créaient des bâtiments avec TCO (Tableau de Contrôle Optique) fonctionnel, c’est à dire avec des indicateurs lumineux reflétant réellement l’état des aiguilles et des signaux gérés par le poste. Ces TCO sont aménagés à base de micro leds. Et il faut pas mal de leds pour cela et le challenge revient à réussir à caser le tout dans un tout petit espace. Toutes les réalisations que j’ai pu voir étaient à l’échelle HO, il ne me semblait pas réaliste d’utiliser un tableau de leds sur un TCO à l’échelle N ! J’ai eu l’idée de recourir à un écran LCD puisqu’il en existe désormais de tout petits.
Je vous décris dans cet article la réalisation de ce projet qui a été particulièrement amusant à mener.
Dans un premier temps, j’ai modélisé le bâtiment à l’aide de fusion 360. Il s’agit d’un poste d’aiguillage typique des années 50. Il est inspiré d’un modèle en HO fabriqué par PN Sud Modélisme, lui même inspiré du réel poste d’aiguillage de la Seyne-sur-Mer.
J’ai décomposé le bâtiment en plusieurs pièces de façon à faciliter l’impression 3D mais également la peinture ainsi que l’aménagement du poste. Les éléments de détail comme les huisseries et les garde-corps sont imprimés à part et ajoutés après la mise en peinture.
Voilà ce que ça donne :
Les éléments sont juste emboîtés les uns sur les autres. Cela favorise les interventions sur le poste d’aiguillage.
Ci-dessous, le collage du garde-corps. Une rainure a été aménagée dans la dalle du balcon afin de favoriser le collage de la rambarde :
Ensuite, vient la partie principale du projet : la réalisation du TCO lui même.
Il fallait donc trouver un petit écran LCD, d’environ 1cm x 3cm. Après différents essais, j’ai retenu le modèle IoD-09TH de chez 4D Systems. Cet écran offre l’avantage d’intégrer un microcontrôleur. Mon idée première était d’utiliser ce microcontrôleur pour décoder le signal DCC mais je ne suis pas parvenu à le faire. J’ai dû utiliser un autre microcontrôleur (ESP32) pour jouer le rôle de décodeur.
L’architecture ressemble à ceci :
Principe de fonctionnement
J’ai programmé le microcontrôleur ESP32 (que j’ai appelé le dispatcher) pour décoder le signal DCC en provenance de la voie (signal fourni par la centrale DR5000 Digikeijs, mais peu importe la centrale, le système fonctionnerait avec toute centrale DCC). Pour décoder le signal, je me suis basé sur la librairie Arduino NmraDcc.
Le Dispatcher a également été programmé pour jouer le rôle de point d’accès Wifi dédié aux équipements du réseau, pour l’instant uniquement le poste 1. Il n’y a pas d’accès Internet sur ce réseau wifi.
En ce qui concerne le microcontrôleur IOD-09TH (l’écran qui jouera le rôle de TCO dans le poste d’aiguillage), il se connecte au réseau wifi du Dispatcher lors de son démarrage. J’y ai également intégré un serveur web. Lorsque le Dispatcher intercepte via le réseau DCC, un ordre de changement de signal ou d’aiguille, il le transmet au TCO via une requête HTTP. Le TCO change alors l’affichage en fonction de l’ordre reçu.
Intégration de l’écran dans le bâtiment
La photo ci-dessous montre comment le TCO est intégré dans le bâtiment. J’ai soudé les broches du microcontrôleur à une petite carte de circuit imprimé et j’en fais repartir des fils électriques. En utilisation sur le réseau, seuls les 2 fils d’alimentation en 5v sont utilisés mais j’ai également fait ressortir les fils permettant au besoin de reprogrammer le TCO, si je souhaite faire évoluer le programme.
Connexion du Dispatcher au signal DCC
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. Le domino au bas de la photo est destiné à être relié au bus DCC :
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 :
Travaux de peinture
Pour finir, je réalise la peinture des différents éléments (le plancher est une impression sur papier, simplement collée) :
Le bureau et le siège sont peints, il reste à créer une micro lampe pour le bureau.
La lampe de bureau est créée à partir d’une micro led dont les fils ressortent sous le bureau, pour entrer ensuite dans le plancher du premier étage :
Peinture des leviers de commande des aiguilles :
Et j’intègre le tout dans le bâtiment (on aperçoit la petite lampe de bureau). En haut de la photo, on voit le connecteur JST correspondant aux 2 fils d’alimentation 5 volts du TCO.
Sous le plancher du premier étage, je relie les fils de la lampe de bureau à l’alimentation 5v du TCO. On aperçoit un connecteur JST à 4 fils qui n’est pas utilisé lorsque le poste fonctionne mais qui peut être relié à mon ordinateur si je souhaite reprogrammer le microcontrôleur :
Préparation d’un rocher qui sera derrière le poste 1 et d’un mur qui sera utilisé dans la gare :
Collage du rocher :
Le poste 1 est en place, j’y ajoute un pin que j’ai fabriqué à partir de fils de fer, de pâte à fibres acrylique (produit Golden) et d’herbe électrostatique Microrama :
La vidéo de présentation du poste d’aiguillage :
Quelques circulations devant le poste d’aiguillage, en vidéo :
