Commande automatique d'un réseau en DCC avec le module SPROG II.

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1.Introduction

2. Pilotage manuel d'un train sur le réseau avec le PC

3.Description d'un booster pour SPROG II

4. Commande automatique par ordinateur d'une loco sans rétrosignalisation

5. Commande automatique du réseau par ordinateur en Visual Basic avec rétrosignalisation

6. Commande automatique du réseau par ordinateur avec le logiciel RRTC (RailRoad Train Control)

7. Commande du SPROG en WiFi

1.Introduction

Le module SPROG II dont le prix est de 69 Euros permet, associé au logiciel DecoderPro, de programmer n'importe quel décodeur DCC depuis n'importe quel ordinateur équipé d'un port USB. Il est vendu en France par Boutique-Train.fr

Le module est alimenté en continu par une petite alimentation 10/15 V (prix 11 Euros chez Boutique-Train.fr )

Ce module peut aussi être utilisé comme centrale de commande d'un petit réseau. C'est cette application que je vais décrire. Il faut noter que le courant de sortie du module est limité à 1A environ ce qui est suffisant pour piloter une petite loco mais est insuffisant pour un réseau (surtout en Zéro).
Il faut alors adjoindre un booster au SPROG II.
Boutique-Train.fr annonce la disponibilité prochaine de cet équipement. Il est aussi possible d'en réaliser un soi-même. Ce n'est vraiment pas difficile. Vous trouverez un exemple de réalisation dans le paragraphe 3.

2. Pilotage manuel d'un train sur le réseau avec le PC

Le SPROG II doit être configuré dans le mode "SPROG Command Station" comme indiqué dans le mode d'emploi. Voici la marche à suivre pour ouvrir un régulateur. Cliquer sur l'icone de Décodeur Pro. Vous obtenez la fenêtre suivante:

Fig 01

Cliquer sur Outils puis sur Régulateurs et nouveau régulateur.

La fenêtre suivante s'ouvre


Fig 02
Entrez l'adresse de la loco dans la zône de texte sous "Address Panel" puis cliquez sur Set.
Puis cliquez sur Power dans la barre de titres puis sur Power On. Le signal DCC est envoyé sur la voie et on peut piloter la loco en cliquant sur les différentes fonctions de la fenêtre suivante (Fig 3)


Fig 03

3. Booster pour SPROG II

Avec le SPROG II seul,le courant de sortie est limité à 1 ampère environ.
Pour disposer d'un courant supérieur, il faut placer un booster entre le SPROG II et le réseau. On peut en réaliser un soi-même mais on peut aussi utiliser un ampli audio.

3.1 Utilisation d'un ampli audio comme booster

On peut utiliser un ampli audio comme booster. Les essais ont été faits avec un vieil ampli SONY (ref TA-AX2) de puissance 2x30W.
La sortie du module SPROG II a été connectée sur l'entrée de l'ampli audio (après avoir atténué le signal de sortie du SPROG II) et ça marche très bien. L'ampli permet de sortir un courant de 4 Ampères sous une tension de 16 Volts et en plus, il est protégé contre les court-circuits.
La figure ci-dessous montre le petit circuit à insérer entre la sortie du SPROG II et l'entrée de l'ampli.

Le bouton de volume de l'ampli permet d'ajuster la tension du signal DCC.
Par sécurité, pour éviter d'envoyer par erreur une tension trop élevée sur les rails, il faut procéder comme suit:
- mettre le potentiomètre P à zéro
- mettre le bouton de volume de l'ampli à fond
- tourner le potentiomètre P jusqu'à obtenir la tension désirée en sortie de l'ampli

La photo ci-dessous montre la station de commande DCC avec le module SPROG II, l'atténuateur et l'ampli audio SONY utilisé comme booster DCC.




On peut trouver sans problème sur eBay ou dans les brocantes des vieux amplis qui peuvent convenir et on obtient alors un excellent booster à faible coût.

3.2 Réalisation personnelle d'un booster

On peut réaliser soi-même un booster qui délivre jusqu'à 6 Ampères pour moins de 50 Euros et l'on peut disposer alors d'une bonne station de commande pour environ 120 Euros (59 Euros pour le module SPROG II, 11 Euros pour l'alimentation du module et 50 Euros pour le booster).

Le montage réalisé est représenté sur la figure 4. Le SPROG II associé à une alimentation externe est plaçé entre le PC et le booster.


Fig 04


Le booster réalisé permet de délivrer un courant maximal de 6 Ampères environ.
Il est associé à une alimentation classique qui délivre des tensions de +21 et -21 Volts.
Le schéma de l'alimentation est donné sur la figure 5.


Fig 5


Elle est constituée par:
- un transformateur torique de 80VA qui délivre deux sorties de 15 V alternatif
- un fusible de protection 250V 0,5A à réarmement automatique
- deux redresseurs 250V 15A
- deux condensateurs de 6800µF

Le schéma du booster réalisé est donné sur la figure6.


Fig 6


Le signal DCC en sortie du SPROG II est appliqué via un condensateur de 1µF à un montage push-pull constitué des transistors BC 337, BC327,BD 243C et BD 244C. En l'absence de signal DCC à l'entrée, la tension de sortie est proche de zéro.
Le booster incorpore un dispositif de protection contre les court-circuits qui peuvent se produire sur le réseau (déraillement d'une loco par exemple). La protection est assurée par un limiteur de courant. Dans un premier temps, je n'ai utilisé qu'un fusible à réarmement automatique mais le temps de réaction était trop long et ne protégeait pas les transistors de puissance (j'en ai détruit plusieurs).
Le principe du limiteur de courant est le suivant. Les 4 diodes fixent la tension entre la base du transistor BC337 et la résistance Rc à une valeur de 2.8V environ (4 x 0.7V). La tension base-émetteur de chaque transistor BC337 et BD243C est d'environ 0.6V. Le courant maximal qui peut passer dans la résistance Rc est alors donné par la formule:
Imax(A) = 1.6/Rc(Ohms).
Avec Rc = 0.5 Ohms, on obtient Imax = 3.2A et avec Rc = 0.25 Ohm, on obtient Imax = 6,4A qui est la limite à ne pas dépasser pour le transistor BD243C.
Pour l'instant, un courant de 3A est suffisant pour mon réseau et j'utilise Rc=0,5 Ohm (obtenu par la mise en parallèle de 2 résistances de 1 Ohm 1 Watt).
Les transistors de puissance BD243C et BD 244C doivent être montés sur des radiateurs assez grands car ils dissipent beaucoup de puissance lorsque la sortie est en court circuit. Il est d'ailleurs prudent de conserver en série sur la sortie DCC un fusible à réarmement automatique qui va couper le signal en cas de court-circuit et protéger les transistors de puissance.

La photo suivante (Fig 7) montre le booster réalisé avant la mise en boîte.


Fig 7


La liste des composants que j'ai acheté chez GOTRONIC est donné dans le tableau ci-dessous (Fig 8).


Fig 8

Fig 9

Fig 10

Fig 11

5. Commande automatique du réseau par ordinateur en Visual Basic avec rétrosignalisation

5.1 Généralités

La commande automatique par ordinateur d'un réseau nécessite de disposer d'un système de rétrosignalisation qui transmet à l'ordinateur les signaux des détecteurs de passage et des détecteurs d'occupation des cantons.
Pour gérer la rétrodignalisation, il faut ajouter une carte qui permet d'assurer cette fonction.
On trouve dans le commerce de nombreux modules qui se connectent au PC en USB et qui sont souvent programmables en Visual Basic ou en C++ mais jamais en PYTHON (à ma connaissance). D'où l'intérêt d'utiliser Visual Basic pour la programmation du système, y compris le SPROG 2.

Personnellement,j'utilise pour la rétrosignalisation une carte Velleman VM110 disponible chez GOTRONIC qui se connecte au PC en USB et dispose de 5 entrées numériques.

Le shéma du montage réalisé est donné sur la figure 12.


Fig 12


Il comprend les éléments suivants:
- le module SPROG II
- un booster comme celui décrit dans le paragraphe 3
- une carte USB Vellemann VM110 qui permet de commander les aiguilles et reçoit les signaux de rétrosignalisation transmis par les détecteurs de passage ou les détecteurs d'occupation de canton
- un logiciel de commande du réseau écrit en VisualBasic.

Le logiciel de commande du réseau reçoit les informations de rétrosignalisation et envoie les ordres de commande au SPROG 2
Pour créer un itinéraire, j'utilise des tableaux Excel dont chaque ligne correspond à une séquence à exécuter.
Le logiciel de commande du réseau écrit en Visual Basic lit les données du tableau Excel et génère automatiquement le script de commande du module SPROG II.

5.2 Commande du SPROG 2 en Visual Basic

Il est tout à fait possible de commander le SPROG 2 en Visual Basic.
Pour gérer le port série, la meilleure façon est d’utiliser le Microsoft Comm Control distribué avec n’importe quelle édition de Visual Basic. Il suffit simplement de le rajouter dans la liste des contrôles de la barre d’outils comme le montre la photo ci-dessous.


Fig 13


Une fois le contrôle rajouté, son icône apparaît dans la barre des contrôles. Il suffit d’en placer une instance sur la feuille pour pouvoir l’utiliser. Par défaut, ce contrôle s’appellera MSComm1, et on retiendra ce nom pour la suite de l’application :


Fig 14


Voici les commandes Visual Basic qui permettent de commander le SPROG 2.

Ouverture du port COM
MSComm1.CommPort = N (N étant le numéro du port)
MSComm1.Settings = "9600,N,8,1"
MSComm1.PortOpen = True

Fermeture du port COM
MSComm1.PortOpen = False

Envoi du signal DCC sur les rails
MSComm1.Output = "+" & vbCrLf

Coupure du signal DCC
MSComm1.Output = "-" & vbCrLf

Commande de l'adresse du décodeur, du sens de marche et de la vitesse

L'adresse étant un entier décimal entre 1 et 128, la commande s'écrit:
MSComm1.Output = "A" + Str(adresse) & vbCrLf

La vitesse est un entier décimal compris entre 0 et 100 (100 correspond à la vitesse maximale).

La commande de vitesse en marche avant s'écrit:
MSComm1.Output = ">" + Str(vitesse) & vbCrLf

La commande de vitesse en marche arrière s'écrit:
MSComm1.Output = "<" + Str(vitesse) & vbCrLf

Avec ces commandes, le SPROG génére les paquets de commande de vitesse.

Commande des fonctions F0 à F8

Pour commander les fonctions, il faut envoyer au SPROG les 3 octets d'adresse, de commande et de contrôle en hexadécimal.
L'instruction est la suivante:

MSComm1.Output = "O" + " " + adresseh + " " + commandeh + " " + controleh & vbCrLf

adresseh, commandeh et controleh sont les valeurs en hexadécimal des trois octets d'adresse, de commande et de contrôle.

De plus, il faut générer deux paquets de commande de fonctions:
- un paquet de commande des fonctions du groupe 1 (F0 à F4)
- un paquet de commande des fonctions du groupe 2 (F5 à F8)
Voici un petit programme de calcul des octets en hexadécimal à partir des valeurs des fonctions F0 à F8 (chaque fonction Fn peut prendre la valeur 0 ou 1).

On va adopter les notations suivantes pour les octets; A1 à A8 sont les bits de l'octet d'adresse (A8 est le bit de poids faible)
c1 à c8 sont les bits de l'octet de commande des fonctions du groupe 1 (c8 est le bit de poids faible)
d1 à d8 sont les bits de l'octet de commande des fonctions du groupe 2 (d8 est le bit de poids faible)
e1 à e8 sont les bits de l'octet de controle des fonctions du groupe 1 (e8 est le bit de poids faible)
ed1 à ed8 sont les bits de l'octet de commande des fonctions du groupe 2 (ed8 est le bit de poids faible)

Les bits de commande des fonctions sont définis comme suit:

c(1) = 1
c(2) = 0
c(3) = 0
c(4) = 1 si F0 = 1
c(5) = 1 si F4 = 1
c(6) = 1 si F3 = 1
c(7) = 1 si F2 = 1
c(8) = 1 si F1 = 1

d(1) = 1
d(2) = 0
d(3) = 1
d(4) = 1
d(5) = 1 si F8 = 1
d(6) = 1 si F7 = 1
d(7) = 1 si F6 = 1
d(8) = 1 si F5 = 1

A partir de l'adresse du décodeur en décimal, on calcule l'octet d'adresse (A1 à A8) en binaire (A8 est le bit de poids faible) avec le sous-programme suivant:

adress = adresse(m)
A(1) = Int(adress / 128)
If A(1) = 1 Then
adress = adress - 128
End If
A(2) = Int(adress / 64)
If A(2) = 1 Then
adress = adress - 64
End If
A(3) = Int(adress / 32)
If A(3) = 1 Then
adress = adress - 32
End If
A(4) = Int(adress / 16)
If A(4) = 1 Then
adress = adress - 16
End If
A(5) = Int(adress / 8)
If A(5) = 1 Then
adress = adress - 8
End If
A(6) = Int(adress / 4)
If A(6) = 1 Then
adress = adress - 4
End If
A(7) = Int(adress / 2)
If A(7) = 1 Then
adress = adress - 2
End If
A(8) = Int(adress)

L'octet de commande de fonctions du groupe 1 s'écrit en décimal:

commanded = c(8) + 2 * c(7) + 4 * c(6) + 8 * c(5) + 16 * c(4) + 32 * c(3) + 64 * c(2) + 128 * c(1)
Et en hexadécimal:
commandeh = Hex(commanded)

L'octet de controle des fonctions du groupe 1 se calcule à partir des expressions ci-dessous:
For i = 1 To 8
e(i) = A(i) Xor c(i)
Next i
controled = e(8) + 2 * e(7) + 4 * e(6) + 8 * e(5) + 16 * e(4) + 32 * e(3) + 64 * e(2) + 128 * e(1)
controleh = Hex(controled)

L'octet de commande de fonctions du groupe 2 s'écrit en décimal:
commanded = d(8) + 2 * d(7) + 4 * d(6) + 8 * d(5) + 16 * d(4) + 32 * d(3) + 64 * d(2) + 128 * d(1)
Et en hexadécimal:
commandeh = Hex(commanded)

L'octet de controle des fonctions du groupe 2 se calcule à partir des expressions ci-dessous:
For i = 1 To 8
ed(i) = A(i) Xor d(i)
Next i
controled = ed(8) + 2 * ed(7) + 4 * ed(6) + 8 * ed(5) + 16 * ed(4) + 32 * ed(3) + 64 * ed(2) + 128 * ed(1)
Et en hexadécimal:
controleh = Hex(controled)

Note: Cette rubrique a été rédigée en collaboration avec Nicolas Pincemin qui s'intéresse également au SPROG 2 (

Fig 15

Fig 16