Le protocole DCC
Définition
Le protocole DCC (Digital Command Control - système de commande numérique en français) permet un contrôle numérique précis et flexible des trains miniatures, en envoyant des signaux numériques à travers la voie et en utilisant des décodeurs pour convertir ces signaux en commandes pour les locomotives, wagons et accessoires.
Les locomotives et leurs fonctions (feux, effets sonores des engins moteurs) ainsi que les accessoires du réseau (aiguillages, signalisations lumineuses) possèdent chacun une adresse unique. Le signal codé envoyé sur la voie donne des ordres aux équipements tout en fournissant la puissance.
Ce système est défini par une norme du NMRA (National Model Railroad Association).
Principe
Voici comment il fonctionne :
- La centrale DCC envoie des signaux numériques à travers les rails du réseau ferré miniature.
- Chaque locomotive ou wagon est équipé d'un décodeur DCC qui reçoit les signaux numériques.
- Le décodeur DCC convertit les signaux numériques en commandes pour la locomotive ou wagon.
- Les commandes peuvent inclure la vitesse, la direction, l'éclairage, les sons, etc...
- La centrale DCC peut envoyer des commandes individuelles à chaque locomotive ou wagon positionné sur la même voie, permettant ainsi un contrôle précis et indépendant de chaque récepteur (décodeur).
Le DCC permet également de programmer des scénarios de circulation, de créer des itinéraires, et de simuler des conditions réelles de circulation ferroviaire.
Le signal DCC
Ce signal électrique circulant sur les rails du réseau, fait le lien entre les ordres donnés par le contrôleur du réseau et l'alimentation de puissance. Ses deux rôles consistent donc à :
- fournir la puissance aux locomotives et accessoires connectés aux rails ;
- transmettre les consignes de commandes aux décodeurs connectés au réseau.
Le signal DCC a une forme d'onde carrée bipolaire variant entre +15V et -15V (18V en HO) qui contient des informations numériques. Les périodes courtes sont des uns et les périodes longues sont des zéros (comme dans le codage Morse : "ti" "da"...).
Une centrale DCC envoie environ 8 000 bits par seconde. La fréquence varie entre 5kHz et 9kHz en fonction des informations envoyées et de la durée des bits qui doivent être proches des valeurs nominales :
- la période d'un bit à 1 dure 116µs (avec un rapport cyclique à 50% soit, 58µs à +15V et 58µs à -15V) ;
- la période d'un bit à 0 dure 200µs (avec un rapport cyclique supérieur ou égal à 50% soit, >= 100µs à +15V ).
La trame DCC
Le principe d'une trame DCC est de transmettre des informations numériques à un décodeur de locomotive ou d'accessoire. Une trame DCC est composée d'une succession de 0 et de 1 afin de composer le message. Chaque trame contient une adresse unique qui identifie le décodeur auquel elle est destinée, ainsi que des instructions pour contrôler la vitesse, la direction et les fonctions spéciales de la locomotive ou de l'accessoire. La trame est envoyée en continu à intervalles réguliers pour maintenir le contrôle de la locomotive ou de l'accessoire. Le décodeur interprète la trame et exécute les instructions pour contrôler le moteur, les lumières et les autres fonctions de la locomotive ou de l'accessoire.
Voici les principes de base d'une trame DCC :
- Une trame DCC est composée de bits binaires (0 et 1) qui sont envoyés séquentiellement.
- La trame commence par un préambule qui permet de synchroniser les différents décodeurs (suite de plusieurs bits à l'état "1").
- Ensuite, la trame contient une adresse qui identifie la locomotive ou le décodeur que la centrale DCC souhaite contrôler.
- Après l'adresse, la trame contient des bits de commande qui indiquent à la locomotive, à l'accessoire ou au wagon ce qu'il doit faire, comme avancer, reculer, s'arrêter, allumer les feux, etc...
- Enfin, la trame se termine par une séquence de contrôle afin de vérifier la cohérence de celle-ci.
Le nombre d’octets dans une trame n’est pas figé et peut comporter plus de 2 octets d’informations. Par exemple pour gérer les adresses étendues, les trames comportent deux octets d’adresse.
En résumé, une trame DCC est un message numérique envoyé par la centrale DCC à un décodeur DCC pour contrôler une locomotive, un wagon ou un accessoire. Elle est composée de bits binaires qui contiennent une adresse et des commandes afin de piloter le récepteur.
Principe général d'un décodeur DCC
Un décodeur DCC est un dispositif électronique qui permet de contrôler les fonctions d'un train miniature à l'aide d'un signal numérique DCC (Digital Command Control). Le signal DCC est généré par une centrale DCC, qui envoie des paquets de données numériques à chaque décodeur de train.
Le décodeur DCC est équipé d'un microcontrôleur qui interprète les informations du signal DCC et les utilise pour contrôler les fonctions du train. Le décodeur DCC est également équipé d'un amplificateur de puissance qui permet de contrôler la vitesse du train (commande du moteur).
Le décodeur DCC est programmable, ce qui signifie que les modélistes peuvent configurer les fonctions du train suivant leurs besoins. Ils peuvent également programmer plusieurs décodeurs DCC pour contrôler plusieurs trains sur la même voie.
En résumé, le décodeur DCC permet de contrôler les fonctions d'un train miniature à l'aide d'un signal numérique DCC, en utilisant un microcontrôleur et un amplificateur de puissance pour interpréter les informations du signal et contrôler les fonctions du train.
Pour aller plus loin...
- Le standard DCC : site officiel du National Model Railroad Association (NMRA)