23/09/202011/05/2023.

Des lanternes amovibles

J’ai déjà installé les lanternes que je viens de décrire, équipées d’une LED 0603, dans pas mal de matériels, surtout marchandises. Il y a cependant quelque chose qui me chiffonne : le problème est que les voitures équipées ne peuvent plus être placées qu’en queue de train. Depuis un moment, je réfléchis à une lanterne qui serait amovible. Seuls seraient visibles, en l’absence de lanterne, deux petits trous pour le passage des connexions électriques, au niveau du porte-lanterne.

Pour parvenir à ce résultat, les LED 0603 sont un peu trop larges pour rentrer dans la lanterne sans coincer. Le mieux sera des 0402 (1 × 0,5 mm). Dans ce cas, la connexion pourrait se faire sur un connecteur au pas de 1 mm. Ça existe, mais ce n’est pas facile à trouver.

Équipement d’une voiture Est Roco avec les lanternes REE

Équipement d’une voiture Est Roco. Les lanternes sont fixées à demeure.

Recherche de connecteurs adaptés

Il me faut donc des connecteurs « carte à carte » (pin header) au pas de 1 mm en montage CMS. En effet, comme déjà fait pour des fanaux incorporés, le circuit imprimé sera collé sur la paroi de bout de la voiture. Tous les composants (il n’y a que le connecteur en fait…) doivent être de l’autre côté de la carte.

Voici ce que j’ai trouvé :

Connecteur femelle CMS, pas de 1 mm

Ces connecteurs sont intéressants en particulier parce qu’ils peuvent recevoir les broches mâles par l’arrière, à travers des trous percés dans le circuit imprimé.

Étude du projet

Une fois à peu près sûr de pouvoir me procurer de type de connecteur, je peux lancer le projet.

Je vais me baser sur l’équipement d’une voiture UIC. J’ai de nombreuses compositions qui se terminent par une telle voiture. Mais il y a aussi, pêle-mêle, des DEV, des WL MU, U, F, des Rapide Nord, des USI, etc. Il faudra donc que je m’assure que le circuit pourra s’adapter à de nombreux cas différents.

L’idée de départ est de munir l’arrière de la lanterne d’un connecteur mâle qui s’enfichera dans le dossier percé de la voiture. Les broches mâles convenant aux connecteurs femelles trouvés ont une section carrée de 0,3 mm. Mais, à la réflexion, je vais utiliser des broches rondes faites en maillechort ø 0,3 mm, ce qui permettra des trous plus discrets (un carré de 0,3 mm a un cercle circonscrit de 0,43 mm, ce qui m’obligerait à percer à 0,5. Les broches rondes se contenteront de 0,4).

Voici les premiers dessins du projet. À droite, vérification (théorique) d’implantation sur une B5Dd2 UIC déjà équipée de fanaux. En effet, je pense combiner sur le même circuit les deux possibilités : lanternes amovibles et fanaux incorporés. De plus, intégration de résistance série, et deux groupes de pastilles d’alimentation, pour le cas où il faudrait raccourcir le circuit.

ImplantationVérification sur UIC

Montage d’une lanterne

Fabrication d’un gabarit

En raison de la petitesse des composants, il est nécessaire de faire un gabarit pour placer et souder la LED sur ses broches.

Le gabarit que j’ai fait à l’origine s’est avéré très compliqué à mettre en œuvre, et dangereux pour l’extraction de la LED après soudage. Vous pouvez néanmoins le trouver sur l’ancienne version de cette page.

Dans une plaque de bakélite (ou tout autre matériau isolant thermique et ne craignant pas la chaleur), je grave deux rainures triangulaires avec une fraise à graver les circuits imprimés. Une autre plaque vient se visser par dessus pour emprisonner deux broches. La LED sera maintenue entre ces dernières (flèche).

Gabarit

Préparation des broches

Note : la plupart des photos qui suivent sont prises pendant la fabrication, à l’aide d’un microscope numérique qui m’est finalement bien utile pour travailler avec de si petits composants. Mais la qualité des photos va de très médiocre avec le plus ancien à convenable avec le nouveau, acheté fin 2021.

Je coupe deux tronçons dans du rond maillechort ø 0,3 ; l’un de 5 mm, l’autre de 6 mm. Cette différence de longueur a deux justifications : faciliter l’introduction dans la lanterne et rappeler la polarité de la LED.

Une extrémité est chanfreinée sur du papier abrasif.

Chanfreinage des brochesChanfreinage des broches

L’autre extrémité est aplatie en l’écrasant avec une pince plate, et raccourcie à environ 0,5 mm (je ne l’ai pas fait, et ça a posé des problèmes pour l’insertion dans la lanterne). Voici un certain nombre de broches préparées, marquées au feutre de couleur pour faciliter leur repérage.

Aplatissement des broches

Soudage de la LED

Les deux broches sont introduites dans le gabarit, avec leurs faces aplaties bien parallèles. La LED est placée ensuite, en repérant sa polarité (les LED utilisées, bien que minuscules, ont un repère de polarité assez visible). La technique de saisie ressemble un peu à celle des baguettes chinoises ou d’une pince à sucre : la LED étant placée sens dessus dessous sur la table, j’approche le gabarit en écartant légèrement les broches, de façon qu’elles viennent pincer la LED.

Montage de la LED

Reste à ajuster au mieux sa position. C’est finalement l’étape la plus délicate du processus. À ce propos, j’ai acheté en même temps que ces LED une paire de brucelles spéciales CMS en acier amagnétique. Je m’en félicite, car tout autre objet en acier, pointe à tracer, lame de tournevis, attire irrésistiblement la LED.

LED montée

Ensuite, un peu de crème à souder est déposé de chaque côté, en prenant garde de ne pas toucher la LED, qui n’attend qu’une pichenette pour s’échapper…

L’étape suivante est celle du soudage, à l’air chaud parce que les tentatives au fer à souder se sont toutes terminées par la perte de la LED, soit par disparition dans l’environnement, soit par destruction.

Température de l’air : 250 °C. Le pistolet à air chaud mérite à lui seul un article que je ferai sans doute plus tard, après l’avoir expérimenté davantage. Et, finalement, non, pas d’article !

Apport de crème à souder

Installation de soudage à l’air chaud

Vue rapprochée. Une fois la LED soudée, un bon nettoyage s’impose pour éliminer le flux restant.

Chauffage

Un test de fonctionnement n’est pas de trop, après le stress du soudage à l’air chaud. Noter qu’aucune des LED soudées à l’air chaud n’a présenté un dysfonctionnement.

Test de la LED

Quelques LED terminées.

Quelques LED terminées

La première, en haut, est de travers. La deuxième, à droite, a un excédent de soudure, qui n’empêche pas son fonctionnement. À partir de la troisième, le résultat est satisfaisant. Je progresse…

Montage de la LED dans la lanterne

Le fond de la lanterne est percé de deux trous ø 0,4 distants de 1 mm. Attention : pour le centrage, ne pas se fier au cercle arrière, qui n’est pas coaxial avec l’avant. Donc percer par l’avant.

Lanterne percée et LED équipée

La LED équipée est introduite dans la lanterne. Attention à la polarité. Je place systématiquement l’anode (le +), donc la broche plus longue, vers le haut.

Introduction de la LED dans la lanterneIntroduction de la LED dans la lanterne

L’ensemble est fixé dans l’étau, avec interposition d’un morceau de papier paraffiné, puis une goutte de colle cyanoacrylate est déposée, suivie immédiatement par la pose du « verre », ce qui aura pour effet de chasser l’excédent de colle éventuel vers le bas. La colle fuit légèrement par les trous, ce qui favorisera la tenue des broches.

Fixation dans l’étau

La perpendicularité est rectifiée en plaçant une cale (pic à cocktail ici) sous le papier. Bien que la cyano soit censée durcir très vite, je préfère attendre une paire d’heures.

Collage de la lanterne

Voici la lanterne terminée.

Lanterne terminéeLanterne terminée

Encore un test de fonctionnement…

Test d’allumage

Cliquez sur l’image pour faire le test d’allumage.

LED rouge CMS en boîtier 0402
LiteOn LTST-C281KRKT
6,71 € les 100 — prix 2020
chez TME

Brucelles spéciales CMS amagnétiques
Bernstein 5-078-13
13,56 € — prix 2020
chez TME

Microscope Andonstar ADSM201
138 $ (124,52 €) — prix 2021
chez Shenzhen Andonstar Technology Co., Ltd

Pistolet de soudage à air chaud
25,69 € — prix 2021
sur Ebay

Pas d’article, car cet objet n’a jamais fonctionné
correctement : affichage de température fantaisiste,
arrêt de fonctionnement intempestif, puis panne
totale au bout de quelques utilisations seulement.
Contacté, le vendeur a promis un remplacement,
que j’attends depuis trois mois (note de mai 2023).