Comment construire et câbler des boucles inversées pour les trains miniatures

Une boucle inversée, parfois appelée voie ballon en raison de sa forme, permet à un train de changer de direction sans faire marche arrière. Sur le prototype, ces voies occupent beaucoup de terrain car les trains ne peuvent pas gérer les virages serrés. Elles sont utilisées dans les mines de charbon, les silos à grains, les centrales électriques et d’autres grandes industries similaires qui peuvent charger/décharger un train entier. Ce qu’elles coûtent en espace, elles les économisent en temps et en efficacité. Les locomotives n’ont pas besoin d’être découplées, tournées et contournées par le train. Les trolleys utilisent fréquemment des boucles inversées à la fin des trajets, profitant de leur rayon de braquage plus serré.

Sur un modèle réduit de chemin de fer, comme sur un prototype, les boucles de retournement prennent beaucoup de place mais constituent le moyen le plus rapide de faire tourner un train entier. L’une des utilisations les plus courantes des boucles de retournement dans la conception de réseaux modernes est dans le cadre d’une gare de transit . En incorporant une boucle de retournement, les trains à l’arrivée peuvent être rapidement tournés et préparés pour leur prochain trajet.

Quel est le problème?

La plupart des chemins de fer miniatures utilisent les rails pour transmettre l’énergie aux trains. La majorité des systèmes de voies à deux rails utilisent une tension positive (+) sur un rail et une tension négative (-) sur l’autre. Dans une configuration en boucle inversée, le rail gauche finira par toucher le rail droit et créera un court-circuit.

Les mêmes règles s’appliquent aux autres sections de voies réversibles, notamment les voies en Y et les plaques tournantes. D’autres configurations de voies classiques, comme un « 8 », ressemblent à des boucles réversibles, mais n’en sont pas. Si vous avez trouvé un court-circuit qui peut être réparé en retirant une section de voie, il y a de fortes chances que vous ayez une boucle inversée.

Les systèmes de voies à trois rails , généralement associés aux trains de calibre O, résolvent ce problème en appliquant une tension commune sur les deux rails extérieurs, le rail central étant utilisé pour l’inverse. De cette façon, les rails positifs et négatifs ne se rencontrent jamais.

Heureusement, il existe des solutions simples à ces problèmes électriques qui n’impliquent pas l’ajout d’un troisième rail.

Câblage d’une boucle inverse pour un fonctionnement en courant continu

Si votre réseau ferroviaire miniature utilise une alimentation CC (courant continu) conventionnelle, l’ajout d’une boucle de marche arrière ne nécessite qu’un interrupteur à bascule. Cette méthode fonctionnera avec les systèmes de contrôle proposés dans la plupart des trains à deux rails actuellement sur le marché. La même méthode peut être utilisée avec le contrôle de commande numérique (DCC), bien qu’il existe également d’autres options pour ces systèmes.

Ces mêmes étapes fonctionnent pour les boucles et toutes les autres sections de piste inversées, y compris les virages en Y et les platines tournantes.

Isolation de la section de marche arrière

Avant de pouvoir câbler la boucle de retour, elle doit être isolée électriquement du reste de la voie ferrée. Cela peut être fait en insérant des éclisses de rail isolées sur chaque rail à chaque extrémité de la section de retour. Pour les plaques tournantes, les espaces entre le pont et la terre le font automatiquement. Pour les boucles de retour ou les triangles en Y, les espaces sont généralement placés aux extrémités arrière de l’aiguillage qui crée la boucle/voie arrière.

Installez des raccords isolés en plastique ou découpez des espaces dans les deux  rails.

Sélection de l’interrupteur à bascule

Un interrupteur à bascule bipolaire à double sens (DPDT) est nécessaire pour inverser le courant électrique dans la section d’inversion. Vous pouvez les trouver dans la plupart des quincailleries et magasins d’électronique. La plupart des types d’interrupteurs disponibles sur le marché seront capables de répondre aux exigences de tension et d’ampérage des trains miniatures. Recherchez un modèle conçu pour au moins 14 volts et 5 ampères.

Certains interrupteurs ont également une position « Centre Off ». C’est une bonne option si vous souhaitez pouvoir couper complètement l’alimentation de la section d’inversion. Recherchez un interrupteur marqué « DPDT Center Off ».

Vous pouvez trouver des interrupteurs avec des bornes à souder ou à vis à l’arrière. Les deux fonctionneront si vous n’avez pas confiance en vos compétences en soudure .

Câblage de l’interrupteur à bascule

1. L’interrupteur à bascule aura six bornes à l’arrière. Pour préparer l’interrupteur à la section d’inversion, utilisez deux fils pour faire un « X » entre les paires de bornes supérieure et inférieure.
2. Raccordez l’alimentation sortante aux deux bornes centrales. Ces fils seront connectés à la piste dans la section inverse. Plusieurs alimentations peuvent être utilisées sur de grandes boucles inverses.
3. Connectez l’alimentation entrante à l’une des autres paires. Il peut s’agir d’une connexion provenant directement de l’alimentation électrique ou du bus d’alimentation qui alimente le reste du réseau.

Exploitation d’une boucle inverse avec câblage CC

Avant que le train puisse entrer dans la boucle, l’interrupteur à bascule doit être correctement aligné de manière à ce que la polarité de la section inverse corresponde à la polarité du reste de la voie ferrée au point d’entrée. Il est utile d’orienter et d’étiqueter l’interrupteur en conséquence. « IN/OUT », « A/B », « EAST/WEST » ou d’autres notations devraient aider les opérateurs à planifier le déplacement et à éviter les courts-circuits. La boucle peut être utilisée dans un sens ou dans les deux sens. Si la boucle ne doit être utilisée que dans un seul sens, envisagez d’ajouter un interrupteur à ressort à l’entrée pour simplifier les opérations.

Pour les plaques tournantes, la désignation entrée/sortie n’est peut-être pas appropriée. Certains aiguillages comportent une cabine d’opérateur à une extrémité. Vous pouvez également peindre des mains courantes ou une traverse à une extrémité du pont pour identifier une extrémité A ou B. Étiquetez l’interrupteur à bascule en conséquence. Câblez toutes les voies connectées à la plaque tournante parallèlement au reste de la voie ferrée. Seule la table elle-même doit inverser la polarité, en sélectionnant A ou B pour l’extrémité du pont que votre locomotive traversera.

L’interrupteur à bascule inversera la polarité des rails dans la section d’inversion une fois que le train sera dans la boucle. Lorsque cela se produit, le train changera également de direction. Pour que le train continue d’avancer, vous devez également changer la direction de la manette des gaz. Si vous actionnez les deux interrupteurs simultanément, vous pouvez faire les deux pendant que le train est en mouvement. Bien sûr, vous pouvez également arrêter le train avant d’actionner les interrupteurs.

Il est toujours judicieux de laisser l’aiguillage et l’inverseur de polarité orientés dans la même direction. Si vous n’utilisez la section inverse que dans un seul sens, prévoyez à l’avance et réinitialisez les deux interrupteurs lorsque votre train a terminé son parcours sur la voie.

Câblage d’une boucle inverse pour DCC

Comme pour le câblage CC classique, la boucle ou la section de voie de retour doit être isolée électriquement du reste de la voie ferrée, même avec le contrôle de commande numérique (DCC). Cela peut être réalisé à l’aide de raccords de rail en plastique ou simplement en découpant des espaces dans les deux rails à chaque extrémité de la voie de retour.

Les sections inversées peuvent toujours avoir leur polarité inversée manuellement avec un interrupteur à bascule avec DCC. La seule différence est que vous n’aurez pas besoin de changer le commutateur de direction sur la cabine car la polarité des rails ne détermine plus le sens de déplacement.

Une deuxième option consiste à installer un dispositif d’inversion automatique . Ces cartes de circuit imprimé détectent le court-circuit lorsqu’un train entre ou sort d’une section d’inversion qui lui est adjacente. Dès que le court-circuit est détecté, la carte inverse la polarité dans la section d’inversion. Le train devrait continuer à rouler sans hésitation. Un autre avantage de ces cartes est que beaucoup agissent également comme un disjoncteur et peuvent éviter d’endommager un décodeur ou d’autres composants coûteux.

Câblage de l’auto-inversion

Bien qu’il existe plusieurs versions disponibles, la plupart des cartes d’inversion automatique sont simples à installer. La plupart nécessitent uniquement la connexion de deux fils d’entrée du bus non inverseur et de deux fils de sortie à la section d’inversion. Certaines offrent des options permettant d’ajouter des résistances pour augmenter la sensibilité ou d’ajouter des voyants LED pour les panneaux de commande.