Les relais universels

Version 4.1_Page 63-61_ février 2023

Un relai est un composant électromagnétique, qui transforme une action en une autre action.

Il y a deux catégories principales :

les relais monostables sont ceux, qui reviennent à leur configuration initiale quand l'action primaire cesse,

les relais bistables sont au contraire ceux qui restent sur la nouvelle posiiton après l'arrêt de la première action; il faut donc une seconde action pour revenir à la configuration initiale. 

Il y a un très grand nombre de relais tant en taille qu'en configuration. 

Au départ il y a eu les relais commercialisés par Märklin, puis les relais miniatures; la page suivante est consacrée aux relais temporisés.

Les Relais Märklin

Märklin a développé deux types de relais

Les relais universels 8945

Ces relais sont équipés de deux solénoïdes, ce qui permet de les commander en envoyant des impulsions (à partir de télécommandes notamment). En entrée ils fonctionnent en courant alternatif et ils ont trois circuits en sortie : un circuit ON-ON et deux circuits ON-OFF. Ils peuvent également fonctionner manuellement.

Ils ont la même structure, que les interrupteurs 8946

Le principal inconvénient : la fiabilité des contacts. En effet ce sont des lamelles souples, qui se déforment dans le temps. De plus leur fonctionnement est parfois aléatoire (accumulation  de poussières?). Les bobines ne provoquent, qu’un déplacement partiel des contacts, qui ne suffit pas pour fermer ou ouvrir les circuits en aval.

Les inverseurs 8947

Ces inverseurs sont également équipés de deux solénoïdes. Ils ont la même taille que les précédents et ont également une commande manuelle.

Les bornes 1 et 2 sont raccordées au régulateur. La sortie est entre 3 et 4. Quand le curseur est vers la gauche on garde le sens du courant initial, vers la droite le sens est inversé.

Ils ont aussi l'inconvénient de mal vieillir. Les lames métalliques qui assurent les contacts entre les bobines et les bornes de sortie se déformlent facilement et les inverseurs se bloquent à mi-parcours.

Un inconvénient supplémentaire :

En plus des inconvénients cités ci-dessus, il y en a un autre : ils ne sont plus commercialisés. On a donc accès uniquement à du matériel d'occasion.

Les relais miniature

On trouve dans le commerce une très grande quantité de relais, de toute taille et de toute configuration.

Pour le réseau An Dro quatre relais ont été retenus : un relai monostable, un relai bistable, un relai temporisé et un relais statique (appelé aussi relais à impulsion). Les deux derniers font l'objet de pages séparées. 

 Le relais monostable

Par définition un relai est dit monostable, quand l’action provoquée par le signal d’entrée cesse avec la disparition du signal. Le modèle LEG-12 a été approvisionné en premier.  Il n’y a qu’une seule bobine et une sortie ON-ON (une position  travail et une position repos). Un autre relais a été commandé plus récemment avec deux bobines.

Dans les deux cas le signal d’entrée est en courant continu.

Il a cependant un inconvénient majeur : les pattes du premier ne rentrent pas dans un PCB standard. Il faut les déformer. Pour le moment il n’est pas utilisé.

Le second est en principe prévu pour être fixé sur un PCB. Il n'a pas encore été mis en service.

 Le relai bistable

Par définition un relai est dit bistable, quand l’action provoquée par le signal d’entrée se poursuit après la disparition du signal. Il y a deux bobines reliées à deux circuits identifiés souvent sous les noms de SET et RESET. En sortie il peut y avoir un ou deux circuits ON-ON. Le signal d’entrée est ici aussi en courant continu.

Le modèle retenu est le HFD2, qui est décliné en plusieurs modèles selon la tension  d’entrée. Ci-dessous un modèle, qui fonctionne sous 5V.

 Sur le relai de la société OMRON est représenté le schéma de fonctionnement avec les deux bobines SET et RESET. Les contacts correspondent exactement aux trous d’un PCB standard (écartement de 2,54mm) et les numéros portés sur le relai permettent de se repérer facilement.

Ce type de relai a remplacé les relais et les inverseurs Märklin. Les relais sont fixés par paire sur un PCB50x70

Comme pour les relais monostables, l’entrée se fait en courant continu. Le signal, qui vient des télécommandes était initialement en courant alternatif, qu’il fallait redresser. Des ponts de diodes ont donc été installés avant les relais. Cela prend de la place et complique les connexions.

Comme les sorties accessoires des régulateurs 67020 sont en courant continu, on peut désormais se passer des ponts de diodes mais cela se fera progressivement.

Les relais HFD2 ont deux avantages importants : un prix très faible et un mécanisme à l’abri de la poussière, contrairement aux relais Märklin

Un inconvénient : pas de fonctionnement manuel mais on peut rajouter éventuellement un interrupteur momentané (MOM) sur le tableau des commandes.

Les inverseurs

Les relais HFD2 peuvent aussi servir d'inverseur. Les paires montées sur des PCB 50x70 ont un avantage important : tous les exemplaires sont interchangeables. Il y en actuellement une vingtaine en service.

Dans le réseau An dro ils sont sur l'extension du piano en commençant par les inverseurs.

Dans le cas du circuit Hanter Dro il n'y a que deux inverseurs. Ils sont séparés des autres relais universels (10 sur 5 PCB) qui sont installés au plus près des relais temporisés.

La nouvelle configuration

Dans la future configuration on conservera bien évidemment les PCB 50x70 et les deux borniers de 10 bornes chacun; par contre les deux relais HFD2 seront décalés et les conducteurs entre les relais et les borniers passeront sous le PCB. Cela fera de la place pour les raccordements aux autres PCB.

Bien évidemment la substitution se fera progressivement.