éclairage des voitures (1)

Voici ici un article très détaillé entièrement rédigé et illustré par Mon Sancho. déjà publié, il m'a permis de le mettre ici à disposition des personnes intéresssées. Cet article a été allégé (les photos ne sont pas libres de droits). Laissons lui la parole pour expliquer sa démarche et ses conclusions.

 Partant du principe que les modèles actuels ont des aménagements intérieurs de plus en plus conformes et qu’une rame est plus vivante peuplée que vide, je me suis posé la question de l'éclairage intérieur. En dehors de certaines références déjà équipées, le reste des matériels actuels est généralement pré-équipé un éclairage (ou est adaptable).
- Faut-il aussi équiper le matériel plus ancien ? Là, chacun trouvera l’opportunité de le faire…

- Faut-il équiper tout son parc?...nous avons tous un budget à respecter, alors il nous faut optimiser l’équipement et gérer intelligemment !

- Que nous faut-il faire ? j’ai essayé de tout lister, mais j’ai sûrement oublié quelques données …

Cahier des charges des possibilités techniques :

  • L'éclairage doit être correctement réparti dans une voiture coach ou dans chaque compartiment y compris la partie fourgon à bagages (?)
  • La possibilité d’éteindre individuellement un ou plusieurs compartiments (ex.: couchettes et voitures-lits)
  • L’intensité de la luminosité doit pouvoir être réglée avant ou après montage
  • possibilité d’alimenter des feux de fin de convoi désactivables ( ?)
  • simulation d’allumage et d’extinction au cours d’un parcours (type tubes au néon ou autre )
  • stabilisation de l' éclairage (sécurité contre micro coupures de l’alimentation)
  • consommation la plus réduite possible
  • standardisation des éléments
  • alimentation sur chaque voiture préservant le désaccouplement éventuel (pas de rame indissociable… autonomie de chaque élément)
  • coût inférieur à celui d’un élément de base du commerce (moins de 10€/voiture)
  • doit fonctionner en analogique 12volts comme en numérique 16volts.
  • équipement "disco" dans les voitures du même nom (éventuellement sono...)

 Problèmes éventuels :

  • les systèmes de contact servant de prise de courant sur la voie freinent la voiture (une rame complète présente une inertie certaine)
  • les attelages conducteurs ou mini-prises volantes sont des coûts et contraintes supplémentaires (fils et prises entre voitures visibles)
  • Les diodes bon marché n’ont pas les couleurs d' éclairage (température de couleur) les plus conformes etconsomment…
  • Des composants sont à installer dans les voitures (fils, condensateurs, résistances…) et peuvent être visibles
  • Il faut ouvrir toutes les voitures (risque de dommages éventuels)

 Existe-t-il déjà des montages pré-réalisés à un prix raisonnable ?

 Analogique ou numérique ?

On est souvent dans la configuration où une partie du parc roulant, si ce n’est la totalité est en analogique.

Donc prévoir une migration possible vers le numérique, peut être le minimum de prévoyance.
Un équipement numérique peut être aussi prévu pour être utilisé en analogique… ce que font actuellement lesfabricants de matériel miniature. Et c’est indispensable si l’on fait appel à une utilisation mixte (réseaux personnels et de clubs avec alimentations différentes…). J’ai du numérique mais je veux pouvoir faire fonctionner aussi mes matériels roulants sur de l’analogique ou inversement.

Donc la requête de base est la possibilité prévue dès le départ d’utilisation analogique et numérique.
 
Remarque: quand on passe de l’analogique au numérique le courant d’alimentation passe de 12/16 volts continu à du 16/20 volts alternatif. Les voitures équipées d’ampoules, tout comme les locos d’ailleurs, ont tendance à subir des déformations sous l’action de la chaleur dégagée par les ampoules suralimentées (de 16volts maxi on passe au même voltage mini !).
Si l’on migre de l’analogique au numérique il faudra tenir compte de l’élévation de tension donc de chaleur dégagée afin de protéger la voiture ou la machine d’une dégradation probable. Celle-ci n’apparaît qu’après un certain temps de fonctionnement, le temps de chauffer et de détériorer irrémédiablement les éléments qui entourent l’ampoule !
L’avantage primordial des leds est leur très basse consommation et l’absence de dégagement de chaleur…
attention: les différentes leds ont des consommations qui peuvent varier de 1 à 10 parait-il !


On peut séparer les besoins d’'éclairage des voitures en trois catégories :

  • Les voitures simples, qui nécessitent un éclairage d’ambiance principalement le type coach, appelées « à couloir central »., TGV, autorails X73500 ...Là, l’éclairage peut être d’ambiance et ne nécessite pas forcement un nombre de diodes élevé. Quelques diodes (et des diffuseurs plastiques) peuvent souvent faire l’affaire.
  • Les voitures avec cloisons ou spéciales qui nécessitent une diode par compartiment et une animation spéciale (présence ou non d’un décodeur). On y trouve les voitures à compartiments, les mixtes, les couchettes, les voitures lits, bar, restaurant, dancing, de mesures, fourgons voyageurs et divers…
  • Les feux de fin de convoi associés ou non à l’éclairage interne cela peut concerner tous les types de voitures précédemment cités…

    Faut-il trouver un système qui permette la combinaison de ces trois catégories ?
    à mon humble avis : Non ! ça me semble un sur-équipement coûteux et long à mettre en œuvre…

il faut réellement scinder le problème en trois principes
a. la voiture avec éclairage de base
b. la voiture dite « spéciale »
c. les feux de fin de convoi

la solution idéale pour la voiture de base :

Nous avons vu que les ampoules 12 volts posaient problèmes lors du passage au numérique … Des solutions existent mais il faudra reprendre l’installation interne de chaque véhicule … (changement d'ampoules ou résistances)
Alors que les diodes (leds) avec un équipement adaptable analogique/numérique est idéal !
Pour équiper une voiture coach (à couloir central), juste quelques diodes correctement réparties suffises.
Dans ce cas, quoi de plus pratique qu’un ruban « souple » (autocollant) ou une réglette sécable ?) 
Pourquoi sécable?
Toutes les voitures Ho à couloir central n’ont pas forcément l’aménagement parfait pour y installer une réglette rigide à répartition régulières. Ces voitures n’ont pas les mêmes répartitions de sièges et surtout si elles sont mixtes (1ère/2ème classes et/ou fourgon)
donc :
· du ruban sécable, déjà équipé pour limiter le courant aux bornes des leds
· un condensateur pour limiter les micro-coupures,
· une résistance pour « protéger » ce condensateur et
· une source d'alimentation, de courant… (qui fonctionnera quel que soit le sens du courant...)
le tout fonctionnant bien entendu en analogique et en numérique…


Un des avantages du ruban sécable est le fait que l’on peut dissocier des segments et les répartir selon le schéma de la voiture et même de réutiliser une chute comme pour une voiture-lits qui a rarement tous ses compartiments éclairés …
L’autre avantage intéressant est que tout le long de ce ruban voyagent les pistes d’alimentation. Elle permettent de connecter les fils provenant de la source de courant. Cette source peut provenir de piles ou d'accumulateurs ou des essieux, ou par une ligne de train. Les fils et divers équipements seront plus facilement masqués.

une commande de fonctionnement: soit le « bouton de marche arrêt » Faut-il pouvoir allumer ou éteindre la rame ? C'est la représentation de la réalité...
Plusieurs dispositifs "interrupteurs" peuvent être envisagés: un sur chaque élément ou sur un élément commandant l’ensemble de la rame ?
Si l’on choisit l’option de l'extinction voiture par voiture cela va nécessiter un dispositif interrupteur par voiture...
On s'aperçoit que là, le choix, va vite être limité par l'ampleur du chantier et le coût de l'opération: il nous faut rajouter à l'équipement de base ( ruban, condensateur, résistance, système d'alimentation...) un dispositif interrrupteur accessible et, si possible, évitant les manipulations.
Loger discrètement un interrupteur... n'est pas chose facile et le manipuler sans prendre la voiture en mains difficile !

pour l'interrupteur, il va falloir choisir une solution ...

L’interrupteur :
un interrupteur par voiture représente une obligation de manipulation. Il faut que l’interrupteur soit facilement accessible et de plus qu’il soit non visible en exploitation… Des contraintes importantes à résoudre. L’idéal serait de ne pas intervenir manuellement d’où l’idée du décodeur de fonction mais qui ne fonctionnerait qu’en numérique, semble-t-il.


En numérique se pose le problème d’un décodeur de fonction (par opposition au décodeur de machine) par voiture ou par groupe de voitures ?
Tout dépend du pouvoir d’investissement de chacun…
Dans le cas d’un décodeur de fonction pour un groupe de voitures, il faut tenir compte de la consommation de l’ensemble des voitures commandées. Les sorties fonctions des décodeurs sont toutes limitées en milliAmpères. Cette limitation est facilement contournable par l’ajout d’un transistor qui sert de «relais» et qui permet de passer une plus grande intensité (nombreuses ampoules ou leds sur le train).
Dans ce cas de groupe de voitures il faut établir une ligne de train comme dans les vrais trains…
Des fils d’alimentation doivent courir entre voitures et assurer la continuité de la même source électrique sur toute la rame. Il faut bien sûr penser que le courant doit aussi passer d’un bout à l’autre de chaque voiture en interne. C’est ce que permettrait les pistes situées sur le ruban sécable adhésif et certaines platines en kit ou prêtes à poser.
Reste le problème de la connexion inter-voitures :
· des câbles souples mais la rame reste tout le temps formée (taille des fils de liaison)
· des attelages conducteurs (risques de faux contacts lors d’attelages aléatoires….)
· des mini-prises démontables rapidement…(taille des mini-prises et fiabilité)

la prise du courant : une par voiture ou une de temps en temps afin de ne pas trop freiner la rame ?
En effet, on peut équiper chaque voiture de lamelles de prise de courant. L’alimentation sera alors répartie sur un grand nombre d’essieux donc particulièrement fiable, surtout s’il y a une ligne de train (liaison d’alimentation entre chaque voiture).
L’inconvénient sera d’exercer une plus grande inertie à la traction due aux frottements des lamelles de prise de courant sur les essieux.
On peut alors prévoir seulement une prise de courant toutes les deux ou trois voitures mais la ligne de train  est alors obligatoire.

 

 

 Faudrait pas oublier les passagers ! là se posent plusieurs questions:
- l'échelle
- la finition
- le nombre
- l'emplacement


Avec l'échelle exacte, les sièges des aménagements intérieurs n'ont pas l'espace nécessaire pour y loger un personnage...Preiser, Noch et Cie ne tiennent pas dans les places assises. la stature du personnage ne correspond pas non plus  à la hauteur des baies...
s'il a la tête dans la partie toiture ? il faut alors rogner les jambes !!!


voici une photo ou l'on peut voir côte à côte deux personnages au 1/87ème à gauche et trois personnages au 1/100ème à droite,.La différence de taille est flagrante ...


idem pour les personnages assis à gauche 1/87ème, à droite au premier plan 1/100ème ...


Je me suis donc rabattu sur des personnages au 1/100ème et cela ne jure pas à l'intérieur d'une voiture ou d'un X73500 !




La finition peut être légère car on ne regarde pas forcémment dans le détail les personnages peuplant une voiture... le nombre de passagers peut-être réduit à 10 ou 20 suivant la configuration de la voiture. Il faudra bien sûr les placer où cela se verra de l'extérieur,
On peut les disposer provisoirement et coller après vérification du positionnement.

 

 

Reprenons la thématique éclairage avec ce kit vendu 6.90€ par Limousin modèlisme.
L'ensemble est peu coûteux mais on doit pouvoir faire moins cher en achetant soi-même les composants: 20 cm de ruban led adhésif (12 leds blanc ton chaud)
un condensateur 1000 µ/25V , un pont redresseur, deux languettes de prise de courant (à choisir suivant type de voiture) 1m de fil noir 0.5mm, une résistance  de 1000 ohm... et le mode d'emploi.




Il me restait quelques décodeurs bas de gamme achetés en Grande Bretagne à moins de 11€.
Voici la voiture pilote équipée d'un décodeur Hornby R8249 (changement des feux de fin de convoi par la fonction éclairage réversible F0).
Je n'ai donc utilisé du kit que le ruban autocollant à leds et la résistance. Les bogies étaient déjà capteurs de courant pour alimenter les feux réversibles de la partie pilote.



Après avoir peuplé de personnages ma voiture, j'ai connecté la résistance fournie et le ruban de l'éclairage intérieur sur le fil négatif violet (fonction 2) et le fil positif bleu, commun aux différentes fonctions. Les fils jaunes et blancs du décodeur étant utilisés par l'éclairage réversible d'origine.
Essais de fonctionnement sans remontage, tout est OK.
J'ai, alors seulement, collé le ruban dans la toiture après avoir contrôlé que celle-ci était bien opaque. j'ai vérifié qu'il n'y avait pas de lumières par les jonctions toit/caisse/châssis. J'ai positionné le ruban dans le toit afin que les leds éclairent correctement toutes les parties de la voiture pilote; il faut une répartition homogène de la lumière.


Essai concluant, ça fonctionne correctement sans chauffer et sans scintillement. Mais aucun réglage de la luminosité n'est possible sauf à changer la résistance en fonction du type de ruban à leds utilisé...Maintenant il faut optimiser la solution car le coût du décodeur associé au kit est trop élevé (11€ + 6.90€= 17,90€) au vu de la solution recherchée ...


voilà la suite de mes installations : ma rame intercity allemande Roco !
la voiture Bord bistro coté bar, où je dois placer le condensateur et le décodeur HORNBY HR8249 qui va servir d'interrupteur; il faut découper le plancher de l'aménagement intérieur pour y loger le condensateur et y passer les fils.



le condensateur est positionné ...



le décodeur peu encombrant, dans l'armoire du bar:



on coupe le connecteur 8 broches Nem 652: on se servira de 4 fils: l'arrivée de courant alternatif (fils rouge et noir) puis le fil bleu, le positif continu et le vert la fonction 2 qui commutera l'éclairage. Les autres fils sont enroulés et isolés non coupés pour pouvoir re-servir si démontés ulterieurement...



on soude le condensateur entre le plus et le moins afin d'éviter un clignotement éventuel, on soude dans le cicuit, la résistance qui abaisse la luminosité au bon seuil, puis on cache les câbles (après les avoir raccourcis mais pas trop...) par de l'adhésif noir.
On positionne le ruban pour voir où les leds vont se placer, et là il faut éventuellement entailler les entretoises de la caisse pour laisser passer le flux lumineux de chaque diode. En effet celles-ci peuvent se trouver derrière un montant qu'il faudra découper...
Sur la photo dessous le ruban est légèrement tourné pour montrer l'emplacement des Leds...



après avoir découpé les montants, on replace le ruban, correctement positionné et l'on porte aux essais avant de refermer le toit.



la Bord Bistro remontée:



une 1ère classe:


une deuxième classe :

Ce sont des kits à monter, qui m'ont couté moins de 6€ l'unité, et qui comprennent 20 cm de ruban autocollant à led blanches ton froid, une résistance 1000 ohms, un condensateur 1000 picofarads, un pont redresseur, les languettes de prise de courant suivant le type de voitures et le fil noir (en 0,5mm) nécessaire au câblage.
Si l'on souhaite pouvoir allumer et éteindre, il faut y rajouter "l'interrupteur". Dans mon cas, en numérique, j'ai choisi un décodeur relativement bon marché...
Ces kits fonctionnent en numérique comme en analogique, mais dans cette dernière configuration, il faut une tension mini qui est atteinte à mi-course de mon transfo analogique Fleischmann...

Je vais à ensuite tester les barrettes rigides sécables ESU 50702 jaune (12€) et Digirails Loclight blanche (14€) que je viens d'acquérir.
la barrette Digirails LocLight DR 110W pour "wit" (leds blanches):prix tarif 14,95€
la barrette DR 110Y pour Yellow (leds ton chaud) est à 9,95€

Payée 14€ elle mesure L: 280mm l: 6mm épaisseur:3,3mm
elle est compatible alternatif ou continu de 5 volts mini jusqu'à 30volts et consomme 50mA maximum.
il y a 10 leds réparties de manière régulière sur la barrette.
Elle est sécable, en plusieurs endroits indiqués sur la notice (cartonnet de présentation), voir photos:







l'avantage principal n'est pas le fait qu'elle soit sécable mais surtout qu'elle est en deux modules de 14 cm entièrement autonomes si l'on coupe la barette en son milieu et au bon endroit. L'on doit alors couper un composant en deux ce qui n'a, semble-t-il, pas d'incidence sur le fonctionnement des deux parties de barrette .C'est la coupure suggérée en face l'inscription 1x28CM (N) qui coupe la barrette en son milieu sans affecter le fonctionnement des deux parties ainsi séparées.

Les deux modules se présentent ainsi:


Ils comprennent chacun:

1 les plots de soudure pour l'arrivée de courant d'alimentation de la voie
2 des connecteurs pour y brancher des feux de fin de convoi,
3 des plots polarisés pour un condensateur complémentaire anti-scintillement
4 le condensateur d'origine de durée limitée
5 le réglage de la luminosité
6 les zones de coupures éventuelles.

le schéma ci-dessous est tiré du document Pdf de Digirails (en Néerlandais ...)







les avantages:
deux modules de 14cm qui peuvent être indépendants et comprenant toutes les options...

les inconvénients:
barrette rigide,
sécable, mais en dehors des modules complets, les chutes seront pratiquement inutilisables...
voir dos de la barrette:



les pistes sont pratiquement inaccessibles, les plots qui apparaissent au dos sont ceux du condensateur complémentaire "polarisé"
avantage principal de cette barrette : deux modules de 14 cm (ou moins) avec possibilité de connexion de feux de fin de convoi... pour 14€ environ...

 

la barrette ESU 50702 prix tarif 15€:

dimensions L: 255mm l: 7mm épaisseur: 4mm environ
compatibilité courant continu ou alternatif de 4/6volts à 24 volts
consommation maxi 35mA
barrette rigide 11 leds, sécable avec un minimum de 3 leds sur le circuit de base. Les parties sécables sont toutes réutilisables ... en respectant les indications de polarités, +, -, ~.   deux leds rouges sont déjà soudées en bout pour les feux de fin de convoi...

présentation :



les feux de fin de convoi en détail: 6 fils sont connectés de ce côté, les 2 bleus communs , les 2 marrons d'alimentation pour les led rouges, et 2 fils marrons pour l'alimentation venant des voies ...



le circuit principal, qui comprend:

  • trois leds d'éclairage, si l'on coupe le reste soient 8 leds sécables individuellement
  • le condensateur de base
  • le réglage de l'intensité d'éclairage
  • des connecteurs pour y souder un Powerpack ref 50706 (condensateur supplémentaire pour extension..)
  •  les zones de coupures où se trouvent à chaque fois des connecteurs identifiés +, -, ~.






la barrette en entier recto et verso:





les partie sécables sont déjà pré-sectionnées: voir la première entaille de section à droite de la barrette sur l'image suivante:



la notice en allemand sur la boite:









avantages:

  • barrette sécable dont les sections peuvent toutes être réutilisées.
  • led rouges fournies
  • précâblage minimum
  • sections pré-formées

inconvénients:

  • barrette rigide
  • plots de soudure en bout de barrette, trop rapprochés.

compte-rendu de montage de le ESU 50702:
j'ai choisi ma voiture d'essai Hélène Roco ref.: 44643 pour y monter la barrette ESU 50702.
l'aménagement a été changé par PSX pour un kit Apocopa.
La longueur de la barrette, 280mm, est parfaite et cette voiture sera en fin ce convoi ou utilisée en solo donc, obligation des feux de fin de convoi. Pas besoin de recouper la barrette.
La voiture n'étant pas pré-équipée, il me faut donc installer les languettes de prise de courant sous les bogies ainsi que le câblage pour apporter le courant du côté ou la barrette est déjà pré-câblée. Il faut un câble très fin (0,5mm²) pour ne pas rajouter à l'épaisseur du châssis, et le faire cheminer dans les interstices entre le lest et l'aménagement.

Il faut percer la base de l'aménagement pour faire passer les deux fils d'alimentation vers la barrette qui se situera elle sous le toit. Les leds rouges des feux de fin de convoi sont mises à la place des embouts plastiques provisoires Roco et collés à la cyano.
Il faut, bien sûr, réfléchir aux emplacements définitifs et évaluer les parcours de fils au mieux pour éviter des positionnements hasardeux.
Un et même plusieurs montages sans coller, au préalable, sont nécessaires.

La barrette équipée d'un système d'anti-scintillement je n'ai pas prévu de condensateur en supplément.
Il n'y a pas besoin de mettre de résistance additionnellle, celle-ci étant déjà prévue d'origine.

Avant fermeture définitive je contrôle mes branchements tout est en ordre, et je pose la voiture sur les rails;
le toit n'est pas fermé et les leds éclairent vers le haut:



première remarque: ça parait bien jaunâtre et peu lumineux !
il y a un réglage de la luminosité; je m'arme d'un tournevis d'horlogerie, mais quelle que soit la position, l'intensité ne varie pas.
je repose le toit sans le fermer:



Pour avoir une vue objective de la voiture éclairée dans les bonnes conditions, je referme le toit,
et voici l'aspect de la voiture éclairée:



le résultat me paraît fade... seuls les feux de fin de convoi sont à la bonne valeur mais éclairent trop l'intérieur de la voiture en bout de couloir !
il va falloir masquer l'éclairage des leds rouges qui diffusent à l'intérieur.

Je tracte la voiture et m'aperçoit que l'éclairage scintille ...une autre déception, moi qui croyais qu'un condensateur était déjà posé !

conclusion:
la couleur et la luminosité me paraissent faiblardes sur cette référence; mais peut-être ai-je un exemplaire dont la réglage de luminosité a une défaillance...
le scintillement est tout aussi désolant ... et il faut vraiment rajouter un condensateur ce qui prend de la place dans la voiture, toujours difficile à trouver et augmente d'autant le prix total...

Toujours est-il que les leds ton blanc en ruban auto-collant + résistance + condensateur me satisfaisaient bien plus.
Je pense que cette référence ESU 50702 est à utiliser exclusivement sur des voitures anciennes ou l'éclairage est à dominante jaune ...
La référence ESU 50700 Warm white coûte 5€ de plus mais devrait être de couleur plus conforme... 
 

Quelques remarques bilan sur les différences d'éclairage.

les sources de lumière génèrent une teinte différente, fonction de leur température de couleur en kelvins.
mais plusieurs autres paramètres sont importants:

  • la teinte de base de l'amènagement intérieur
  • la transparence et la "coloration" éventuelle des vitrages
  • les obstacles et cloisons ...

un même éclairage avec les mêmes réglages ne donne pas le même aspect lumineux si deux voitures ont des aménagements intérieurs de couleurs différentes:



même nombre de leds, mêmes résistance et condensateur; à gauche une voiture à l'intérieur plus clair (sièges blanc cassé) qu'à droite, et résultat probant:
à gauche l'éclairage est plus "chaud" que celui de la voiture à droite (intérieur sièges verts).

Même situation entre ces deux voitures, une intérieur vert à gauche, l'autre intérieur rouge ...


un réglage de l'intensité de la luminosité (par un variateur ou une résistance différente) peut alors essayer de diminuer cet effet.

la suite ici

http://lereseaudepsx.e-monsite.com/pages/les-articles-de-sancho/undefinedclairage-2.html

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