Technique - Electronique - Principe du Dcc La tension électrique

La tension électrique utilisée est la suivante (elle est ni "continue" ni "sinusoïdale" mais "alternative") :

La tension bascule entre +E et -E indéfiniment. Suivant les marques et la qualité du booster utilisé E est entre 12V et 22V (cas du matériel ESU par exemple). Elle doit être la plus symétrique possible pour, par exemple, permettre le fonctionnement du système "ABC" (Automatic Breaking Control), de chez Lenz.
Cette tension est amenée à la voie via un "bus Dcc ou digital" :

La référence (0V) est prise sur le rail droit dans le sens de marche.
Le rail gauche présente un potentiel positif puis négatif par rapport ce rail droit.

Le Bit

Un ensemble {+E, -E} forme un "bit". Les durées à +E et -E d'un bit sont normalement identiques. On parle de 1/2 bit à +E et de 1/2 bit à -E.
Si la durée des 1/2 bits est nominalement de 58µs (microsecondes), le bit est appelé bit "1", si elle est nominalement de 100µs le bit est appelé bit "0".
A ce stade tous les 1/2 bits ayant des durées identiques, la valeur moyenne de la tension est nulle.
Une machine analogique (sans décodeur Dcc) posée sur la voie recevra un courant lui demandant d'aller autant en avant qu'en arrière. Elle n'avancera donc pas. Le moteur émet un sifflement audible, il chauffe et pourra éventuellement être détruit.
Certaine centrale, sur le bit 0, vont changer les durées des 1/2 bits et ainsi faire fonctionner une machine analogique en marche avant ou en marche arrière. On parle de bit 0 « prolongé ».
Si la valeur moyenne reste nulle, la machine sera à l’arrêt (mais toujours avec le sifflement…). Si la valeur moyenne est positive, la machine ira en marche avant d’autant plus vite que la moyenne est haute, en marche arrière si la valeur moyenne est négative :

La norme indique une tolérance pour la durée des bits :

- De ± 3µs pour chaque 1/2 bit 1,
- 95 à 9900µs pour chaque 1/2 bit 0, la durée totale du bit 0 ne devant pas dépasser 10000µs.

L'octet

On assemble ces bits par 8 pour former un "octet".

Le Mot

Plusieurs octets, séparés par un bit "séparateur", sont assemblés pour former un "mot" ou "paquet" :

On distingue, pour le paquet de base :
  • un préambule constitué d'au moins 10 bits 1 consécutifs. Il permet au décodeur de se "synchroniser",
  • un bit 0 "séparateur" : marque le début du premier octet,
  • un premier octet dit "d'adresse" : à quel décodeur est adressé le paquet ?
  • un bit 0 "séparateur" : fin du premier octet et début du suivant,
  • un second octet dit "d'instruction": que doit faire le décodeur ?
  • un bit 0 "séparateur" : fin du second octet et début du suivant,
  • un troisième octet dit "détection d'erreur" ou checksum : permet d'éliminer quasi 100% des erreurs de communication,
  • un bit 1 indiquant la fin du paquet,
  • nouveau préambule...
Conclusion

la norme Dcc permet donc, par les rails, une communication unidirectionnelle de la centrale (générant les paquets) vers les machines équipées de décodeurs.

Normes Morop :

NEM670 : "Encodage du bit"

Normes NMRA :

S-9.1 : "Dcc Electrical Standard"