Aktuelle Version vom 27. Mai 2024, 13:09 Uhr

Grundlagen der Digitalsysteme

Bei der »klassischen«, analog gesteuerten Modellbahn benötigt jedes Triebfahrzeug einen eigenen Stromkreis, sofern es sich unabhängig von anderen bewegen können soll. Die Gleisanlage muß dazu in elektrisch voneinander isolierte Abschnitte mit eigenen Regeltrafos eingeteilt werden, in denen sich jeweils ein einziges angetriebenes Fahrzeug aufhalten kann. Je nach Art und Umfang der Gleisanlage müssen mehr oder weniger komplizierte Maßnahmen getroffen werden, die den Übergang eines Fahrzeuges vom einen in den anderen Abschnitt erlauben. Entweder wird das übergehende Fahrzeug einem anderen Regler oder der folgende Abschnitt wird dem Regler des Fahrzeugs zugeordnet.

Eine digitale Steuerung erlaubt demgegenüber freizügiges Fahren ohne die Berücksichtigung von Trennstellen oder Reglerzuordnungen. In einem Digitalstromkreis können mehrere Triebfahrzeuge unabhängig voneinander gesteuert werden. Dazu wird das Gleisnetz mit der Digitalspannung versorgt, aus der alle Fahrzeuge sowohl ihre Energie als auch individuelle Steuerinformationen beziehen. Diese werden als sog. Fahrbefehle in den Spannungsverlauf codiert, so daß sich eine rechteckförmige Wechselspannung ergibt. Jedes Triebfahrzeug muß mit einem sog. Lokdecoder ausgerüstet sein, der die Fahrbefehle erkennt und dem Motor entsprechend Energie zuführt. Der Lokdecoder spielt damit eine dem Lokführer des Vorbilds vergleichbare Rolle. Da im Digitalstromkreis mehrere Triebfahrzeuge verkehren können, wird jedem Befehl noch die Adresse des Fahrzeugs vorangestellt, für das er bestimmt ist. Der Lokdecoder führt nur solche Befehle aus, die für seine Adresse bestimmt sind. Daher muß jedem Fahrzeug - genauer: jedem Lokdecoder - auf der Anlage eine andere Adresse zugeordnet werden.

Alle Befehle werden von der Digitalzentrale erzeugt und der Versorgungsspannung für das Gleis durch einen Booster aufgeprägt. Ausgedehnte Anlagen mit vielen Fahrzeugen können mehrere Booster für elektrisch zu trennende Speisebezirke erforderlich machen, die aber alle das gleiche Signal von der Zentrale erhalten. Die Trennstellen können ohne weiteres freizügig überfahren werden. Damit bestimmt die Zentrale auch die Art der Codierung, also das Protokoll bzw. Format, in dem die Befehle an die Decoder gehalten sind. Zentrale und Decoder müssen selbstverständlich das gleiche Digitalprotokoll benutzen, also die gleiche Sprache sprechen. Bisher fanden folgende Protokolle breitere Verwendung: Märklin Motorola (Abk. MM), davon eine verbesserte Version (MM2), seit 2004 Märklin Systems (Abk. mfx), Selectrix (Fa. Trix, Abk. Sx), Fleischmann Mehrzugsteuerung (Abk. FMZ) und schließlich das durch die NMRA standardisierte DCC, das aus einer Entwicklung der Fa. Lenz hervorging. Einige Zentralen und viele Decoder auf dem Markt beherrschen mehrere Digitalprotokolle; mit Einschränkungen ist sogar der Betrieb mehrerer Digitalprotokolle zugleich möglich. Große Marktbedeutung haben heute die Protokolle der Fa. Märklin sowie DCC. FMZ wird durch Fleischmann zwar noch unterstützt, doch möchte man sich langfristig davon lösen und setzt auf DCC. Auch Trix will seine Eigenentwicklung Sx zugunsten von DCC aufgeben, doch gibt es dafür schon seit Jahren rührige Drittanbieter, die vollständige Systeme aus Zentralen, Boostern und Decodern im Programm haben.

Die Zentrale nimmt auch die Anweisungen des Bedieners entgegen, die sie entweder durch eingebaute Bedienelemente, durch Befehle über an ein Steuerbussystem angeschlossene Handregler oder über ein Interface aus dem PC des Modellbahners erhält. Die meisten Zentralen auf dem Markt erlauben auch die Konfiguration der Decoder, etwa die Einstellung der Adresse. An das Steuerbussystem angeschlossene Rückmelder erlauben automatisierte Vorgänge oder unterstützen eine beliebig automatisierte Steuerung durch geeignete Software auf dem PC.

Was bedeutet Digital?

Bei herkömmlichen (analogen) Modelleisenbahnsteuerungen wird die Fahrgeschwindigkeit einer Lok direkt über einen Regler gesteuert. Der Regler kann jede beliebige Stellung einnehmen und damit auch die Geschwindigkeit der Lok.

Das typische Merkmal einer digitalen Steuerung ist, daß die Fahrgeschwindigkeit nur in festgelegten Fahrstufen verändert werden kann. Die Anzahl der möglichen Fahrstufen ist vom verwendeten System abhängig und geht von 14 (Märklin) über 28 (DCC) bis zu 128 Stufen.

Die Umsetzung der Fahrstufen erfolgt in einem sogenannten Decoder. Dieser Decoder versorgt den Motor der Lok mit Spannungsimpulsen. Diese Spannungsimpulse werden um so länger je höher die Fahrstufe ist und dem entsprechend erhöht sich auch die Drehzahl des Motors und damit die Geschwindigkeit der Lok.

Digitalsteuerungen ermöglichen

• eine größere Anzahl von Lokomotiven unabhängig voneinander im selben Stromkreis zu steuern
• Verschiedene Funktionen in den Lokomotiven zu schalten, wie z.B. das Licht, eine automatische Kupplung, etc.
• Weichen und Signale mit einer relativ einfachen Verdrahtung zu stellen
• den Anschluß eines Computers zur Steuerung der Modellbahnanlage

Die Funktion der Digitalsysteme

Wie funktionieren Digitalsteuerungen allgemein?

Prinzipiell arbeiten alle gängigen Digitalsteuerungen mit einer ähnlichen Technik.

Eine Zentrale erzeugt eine hochfrequente Wechselspannung (um die 10 kHz), mit der durch Änderungen in der Wechselspannung Informationen von der Zentrale an, in die Loks eingebaute, Decoder gesendet werden können.

Diese Informationen werden zu Informationspaketen zusammengefaßt. Ein Informationspaket beinhaltet z.B. die Adresse der Lok, an die die Informationen gesendet werden sollen, die Fahrgeschwindigkeit, Fahrtrichtung usw.

Alle Loks und damit alle Decoder stehen im selben Stromkreis und erhalten deshalb dieselben Informationen. Welcher Decoder und damit welche Lok sich von einer Information angesprochen fühlt, hängt von der Adresse in dem Informationspaket ab. Stimmt diese Adresse mit der in dem Decoder eingestellten Adresse überein, übernimmt der Decoder alle Daten, die in dem Informationpaket gesendet wurden. Ansonsten wird das gesamte Informationspaket ignoriert.

Dadurch ist es möglich mehrere Loks, obwohl sie im selben Stromkreis fahren, unabhängig voneinander zu steuern.

Nach dem gleichen Prinzip werden auch Weichen und Signale gesteuert. Der Decoder ist hier nicht in einer Lok eingebaut, sondern in einer Weiche oder in der Nähe der zu steuernden Weiche. Jede Weiche hat eine eigene Adresse und kann mit Hilfe dieser Adresse gestellt werden. Alle Weichen-Decoder sind mit demselben Stromkreis, an dem auch die Gleise angeschlossen sind, verbunden. Dadurch ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung der Verdrahtung.

Wie steuert man Weichen und Signale an?

Genauso wie Lokomotiven können in Digitalsystemen auch Weichen und Signale angesteuert werden. Im Prinzip sind die Weichen, Signale oder andere geschaltete Einrichtungen mit dem gleichen Stromkreis verbunden, in dem sich die Digitallokomotiven befinden.

Um eine Weiche auszuwählen, benötigt jede Weiche eine Adresse und einen Decoder. Der Decoder wird auf der einen Seite an den Digitalstromkreis angeschlossen und hat auf der anderen Seite die Ausgänge für die Weichen.

Es gibt verschiedene Arten von Weichen, bzw Schaltdecodern

• Decoder mit Impulsausgängen für Weichen
• Decoder mit geschalteten Ausgängen z.B. für Beleuchtung
• Decoder mit programmierbaren Ausgängen für z.B. Impulse mit wählbarer Länge, Dauerausgang für Beleuchtung oder blinkend (z.B. die Lenz Decoder)
• Decoder, die direkt in die Weiche eingebaut werden. Vorteil einfachste Verdrahtung.
• Decoder mit Rückmeldung an die Zentrale
• Decoder, die den Stellstrom für die Weiche aus dem Digitalstromkreis entnehmen
• Decoder, die eine getrennte Versorgung der Weichen ermöglichen. Vorteil: Die Digitalzentrale muß nicht auch noch den Strom zum Stellen der Weichen liefern, was bei größeren Anlagen schon zu Problemen führen kann. Der Nachteil ist natürlich eine etwas aufwendigere Verdrahtung.
• Spezial Decoder, wie z.B. die Lichtsignaldecoder von LDT, die den direkten Anschluss der Lichtsignal-Leuchtdioden erlauben.

Welche Digitalsysteme gibt es?

Historisch bedingt wurden in den 1980er Jahren verschiedene Digitalsysteme entwickelt. Diese Systeme sind sehr firmenspezifisch wie z.B. von Märklin Motorola, Trix Selectrix und Fleischmann FMZ. In den 1990er Jahren hat es aber zwei Entwicklungen gegeben, die diese Firmensicht aufheben:

1. Die Standardisierung des DCC Digitalsystems
2. Die Entwicklung von Multiprotokollzentralen und Multiprotokolldecodern

Märklin stellte 2004 ihr neues und von ESU entwickeltes mfx System vor.

Es ist deshalb sinnvoll, zunächst die unterschiedlichen Protokolle und deren Unterschiede zu beschreiben und danach, welche Firma welche Geräte liefert.

Folgende Digitalsysteme sind heute in Deutschland marktgängig:

• Märklin Motorola
• Märklin mfx
• Selectrix (Trix, Müt, Rautenhaus)
• FMZ (Nur noch im Gebrauchtmarkt) (Fleischmann, nur noch Unterstützung vorhandener Kunden. Keine Neu- oder Weiterentwicklung)
• DCC ( Arnold, Digitrax, Fleischmann, Roco, Lenz, Zimo..)

Die Digitalsysteme

Das Märklin Motorola Digitalsystem?

Das Märklin Digital Motorola System ist auf Dr. König´s Märklin-Digital-Page ausführlich beschrieben.

Das Märklin mfx System?

Zur Zeit gibt es noch wenig Informationen zu dem System, da es von Märklin nicht veröffentlicht wird.

Das Trix Selectrix System?

Zum Thema Selectrix gibt es eine FAQ zum Thema Selectrix von R. Günther.

Das DCC System?

Das DCC System wurde von der Firma Lenz entwickelt und 1988 von Märklin und Arnold unter dem Namen Märklin Digital=, Märklin Digital und Arnold Digital als ein Digitalsystem für 2-Leiter-Gleichstrom-Systeme auf den Markt gebracht. Das System wurde von der Firma Lenz weiterentwickelt und für die Standardisierung durch die NMRA (entspricht der Europäischen NEM) freigegeben.

Durch die Standardisierung und die Freigabe des Systems ist ein breiter Markt von DCC kompatiblen Systemen entstanden, deren wichtigstes Merkmal ist, daß sie untereinander, was die Signalisierung angeht, kompatibel sind. D.h. man kann sich seine DCC-Zentrale aus dem Angebot aussuchen, und gleichzeitig in den Loks Decoder anderer Hersteller verwenden.

Allerdings muß man auch bei der Kompatibilität etwas aufpassen, denn es gibt nicht nur einen Standard, sondern auch noch weitere Versionen des Standards (sogenannte Recommendations). So gibt es zum Beispiel bei der Anzahl der Fahrstufen folgende Möglichkeiten: 14 Fahrstufen, 27 Fahrstufen, 28 Fahrstufen und 128 Fahrstufen. Alle Decoder und Zentralen unterstützen die 14 Fahrstufen. Das ist das Minimum. Die anderen Fahrstufenzahlen kann man nur nutzen, wenn Decoder und Zentrale diese Fahrstufenanzahl unterstützt.

Ausserdem entwickelt sich der DCC-Standard weiter. Deshalb ist es bei der Auswahl der Zentrale wichtig, darauf zu achten, daß sie updatefähig ist; es sollte also eine einfache Möglichkeit bestehen, eine neue Softwareversion einzuspielen.

Das Fleischmann FMZ-System?

Das Fleischmann FMZ-Digitalsystem wurde wie der Name schon sagt, von der Firma Fleischmann für N und H0 entwickelt. Fleischmann liefert fertig digitalisierte Loks für H0 und N. Nur wenige kennen das System in der Tiefe und in der Newsgroup wurde es nie diskutiert, um positive oder negative Aussagen machen zu können. Es wird vor allem von Fleischmann Anhänger genutzt. Seit 1999 fährt Fleischmann zweigleisig und unterstützt zusätzlich das DCC-System. Das Fleischmann Twin-Center basiert auf der Uhlenbrock Intellibox und unterstützt das Fleischmann FMZ-System sowie DCC. Auch die Twin-Decoder und die Fleischmann Loks, die im Katalog mit "digital" bezeichnet sind, können mit FMZ und mit DCC gefahren werden. Damit sind die Fleischmann Loks mit dem bereits eingebauten Twin-Decoder ein gute Alternative für DCC Fahrer. Spätestens seit 2005 wird FMZ aber auf das Abstellgleis gefahren. Mit dem Lok Boss kommt eine reine DCC Einsteiger Zentrale für die Startpackungen auf den Markt. 2007 wird der Profi Boss mit erheblich erweiterten Funktionen vorgestellt. Auch der Profi Boss ist eine reine DCC Zentrale im Handregler, kann aber 9999 Fahrzeugadressen ansprechen, bis zu 2000 Weichen schalten und mittels Computerschnittstelle auch Rückmeldungen weiterleiten. Nach dem Verkauf von Fleischmann verabschiedet man sich ganz von dieser Produktlinie und vertreibt, das im gleichen Konzern vorhandene Roco System. Weitere Infos von Fleischmann finden Sie hier unter "Produkte".

Hersteller

siehe Linkliste

Digitalsysteme und Computer

Wie schließe ich einen Computer an?

Eine erhebliche Erweiterung der Betriebsmöglichkeiten einer Modellbahnanlage bietet der Anschluss eines Computers an das Digitalsystem.

Praktisch alle Digitalsysteme und Zentralen bieten diese Möglichkeit. Anfänglich wurde in den meisten Fällen der PC über die sogenannte RS232 Schnittstelle angeschlossen. In modernen und aktuellen Systemen, folgt man den technischen Möglichkeiten der Computertechnik und verwendet z.B. USB und Ethernet. Bei der RS232-Schnittstelle handelt es sich um eine serielle Schnittstelle, über die, zur damaligen Zeit, praktisch jeder Computer verfügte; bei neueren Laptops fehlte diese aber oft schon. Die RS232 Schnittstelle ist standardisiert und kann mit verschiedenen genormten Geschwindigkeiten betrieben werden. Angefangen von 2400 Bit/Sekunde bis zu 155000 Bit/Sekunde. Die PC-Interfaces der verschiedenen Digitalsysteme unterstützen teilweise nur die 2400 Bit/Sekunde (z.B. Das Märklin Interface). Diese geringe Taktrate kann für größere Anlagen zu Problemen führen, da die Befehle vom Computer zur Anlage zu lange brauchen und es deshalb zu Datenstaus kommen kann, wenn zu viele Aktionen gleichzeitig auf der Anlage ablaufen sollen. Bei Systemen mit USB oder Ethernet Schnittstelle können höhere Geschwindigkeiten und optimierte Protokolle für einen besseren Durchsatz der Daten genutzt werden.

Was kann man mit einem Computer an der Modellbahn alles machen?

Angefangen von einfachen Zugsteuerungen bis zur kompletten Großanlagensteuerung ist alles möglich. Zum Thema Software gibt es eine eigene MOBA-Seite Digitalsteuerungen für Modellbahnen.

Weiterführende Themen

Digitale Systemkomponenten

Was unterscheidet die verschiedenen Systemkomponenten ?

Ein Digitalsystem besteht aus verschiedenen Systembausteinen. Dies sind zum einen die Digitalzentralen. Sie bilden das Herz des Digitalsystems. Sie erzeugen das Digitalprotokoll, mit dem über die Schienen die Loks und eventuell auch die Weichen und Signale gesteuert werden. Dazu benötigen sie Steuerinformationen von Fahrgeräten und Stellpulten. Diese sind über eine spezielle Steuer-Schnittstelle mit der Zentrale verbunden. Des weiteren kann die Zentrale Rückmeldeinformationen von der Anlage über eine Rückmelde-Schnittstelle erhalten und diese Informationen anzeigen oder an einen PC weiterleiten. Dazu kann die Zentrale auch eine PC-Schnittstelle haben, oder diese wird über die Steuerschnittstelle mit der Zentrale verbunden. Alle diese Geräte gibt es als einzelne Komponeten oder in ein Gehäuse integriert.

Welche Komponenten miteinander kombiniert werden können, wird durch die Schnittstellen, die die Zentrale zur Verfügung stellt festgelegt. Das heißt, für die Auswahl eines Digitalsystems ist nicht nur das Digitalprotokoll wichtig, daß man verwenden möchte, sondern auch welche Endgeräte man verwenden möchte. Das Angebot an Endgeräten kann sich sehr schnell ändern, deshalb ist es wichtig, die verschiedenen Schnittstellen zu kennen, um einschätzen zu können, welche man für seine Anforderungen benötigt.

Die Steuer- und Rückmelde-Schnittstellen zwischen den Systemkomponenten

Folgende Steuer- und Rückmeldeschnittstellen werden heute bei Digitalsystemen eingesetzt.

I2C Bus und S-88 Bus

Der I2C-Bus wurde von Märklin für das Märklin Digitalsystem eingeführt. Er verbindet die Zentrale mit den Fahrgeräten und den Stellpulten. Die Verbindung erfolgt über eine 16-polige Steckerleiste. Die Geräte werden nebeneinander gestellt und über die Steckerleiste miteinander verbunden. Über ein 16-poliges Kabel ist das Absetzen einzelner Fahr- oder Stellpulte möglich. Der Abstand ist allerdings begrenzt - auf ca. 1-2m, die genaue Spezifikation kenne ich leider nicht - . Die Verbindung darf nur im stromlosen Zustand gelöst oder gesteckt werden. Ein herumwandern mit dem Fahrpult ist also nicht möglich.

Der I2C-Bus wird ausser von den Märklin-Digital-Komponeten auch von der Uhlenbrock Intellibox und dem Arnold Digital-System unterstützt.

Der S88-Bus ist ein von Märklin für das PC-Interface und das Digital-Memory eingeführter Rückmelde-Bus. Der Bus besteht aus den S88-Bausteinen, die jeweils 16 Eingänge zur Verfügung stellen und über eine 6-polige Leitung miteinander verbunden sind. Die Leitung geht dabei der Reihe nach von einem Baustein zum anderen. Abzweigungen o.ä. sind nicht möglich. Dafür sind die Bausteine sehr einfach aufgebaut und damit relativ billig (zumindest wenn man sie nicht bei Märklin kauft, oder selbst baut)

X-Bus und RS-Bus

XBUS nennt Lenz die 4-adrige Leitung, die die Eingabegeräte mit der Zentrale verbindet. 2 der 4 Adern sind für die Stromversorgung der Eingabegeräte zuständig, 2 Adern sind die eigentliche Datenleitung. Der XBUS arbeitet nach dem Industriestandard RS485 mit 62,5k Baud. Er stellt ein Netzwerk dar, in dem die Zentrale alle angeschlossenen Geräte ständig adressiert. Es können bis zu 30 Geräte an den XBUS angeschlossen werden, die maximal zulässige Länge beträgt 5km.

Handregler können während des Betriebes angesteckt und auch wieder abgezogen werden, so daß Sie Ihren Standort an der Modellbahn immer der Betriebssituation anpassen können. Sie sind also immer "auf der Höhe des Zuges".

Über den Rückmeldebus RS ( eine 2-adrige Leitung ) fragt die Zentrale den Zustand von Weichenstellungen oder von Gleisbesetztmeldern ab. An den Rückmeldebus werden hierzu rückmeldefähige Schaltempfänger (LS100) und der Rückmeldebaustein LR101 angeschlossen. Treten Änderungen am Zustand von Weichen oder Rückmeldern auf, so teilt die Zentrale dies über den XBUS allen angeschlossenen Eingabegeräten mit.

X-Bus und RS-Bus werden von den Lenz-Zentralen und der Arnold Digital-Zentrale unterstützt

RocoNet und Roco Rückmeldebus

Rocos Steuerbus

Das RocoNet basiert auf dem X-Bus von Lenz.

Roco Rückmeldebus

Für den Rückmeldebus gibt es spezielle Rückmeldemodule mit 16 Kontaktmeldern.

LocoNet

Digitrax Steuer- und Rückmeldebus.

Beim LocoNet handelt es sich um einen Steuer- und Rückmeldebus, der mit der PC-Netzwerktechnik (EtherNet) vergleichbar ist, und mit dem beliebig strukturierte Netze aufgebaut werden können. Alle Systemkomponenten werden über dieses Netz miteinander verbunden und können darüber Informationen austauschen. Zu diesen Systemkomponenten gehören, mobile oder feste Fahrpulte, Weichenstellpulte, PC-Interfaces und auch die Rückmeldung von der Anlage für die Weichenstellung und Besetztmeldung. Die mobilen Fahrpulte können im Betrieb abgezogen und an einer anderen Stelle wieder an den Bus angesteckt werden. Damit ist eine sogenannte "Walk Around Control" möglich.

Eine einfache Beschreibung des LocoNet gibt es bei der FREMO in deutsch und ausführlich vom LocoNet Entwickler bei Digitrax (leider nur in englisch).

Das LocoNet wird von den Digitrax-Zentralen, der Uhlenbrock Intellibox, Piko Digi-Power-Box, Fleischmann Twin Center, Lok Boss und Profi Boss unterstützt.

Maus-Bus (X-Bus light)

Beim Maus-Bus handelt es sich um einen vereinfachten X-Bus, an den die sogenannte Roco-Lok-Maus angeschlossen werden kann. An einen Anschluß können über Verteiler mehrere Lok-Mäuse oder neuerdings auch ein Weichenstellpult angeschlossen werden.

Unterstützt wird der Maus-Bus von den Roco- und LGB-Zentralen, der Uhlenbrock Intellibox und dem Fleischmann Twin Center.

Sx Bus

Trix Selectrix Steuer- und Rückmeldebus.

• Anders als bei den Systemen DCC, MM/mfx oder auch FMZ, werden die Stationären Decoder (Magnetartikel- Funktionsdecoder) nicht am Gleisausgang der Zentrale, sondern über den SX Bus an der Zentrale angeschlossen.
• Auch die Belegtmelder werden mit dem SX Bus verbunden.
• Am SX Bus werden auch die Steuergeräte, wie Fahrpulte, Handregler und Stellpulte angeschlossen.
• Da sich Fahrzeugdecoder und Funktionsdecoder/Belegtmelder den Adressraum teilen müssen, gibt es die Möglichkeit, einen zweiten SX Bus zu verwenden. Der erste Bus ist der SX0, der zweite, der SX1 Bus. Am SX1 Bus können jedoch keine Fahrregler angeschlossen werden, die bleiben am SX0 Bus.
• Durch die Aufteilung in den SX0 und SX1 Bus, stehen 103 Fahrzeugadressen am SX0 und 103 Funktions- und Belegtmeldeadressen am SX1 Bus zur Verfügung.

Links zum Thema SX-Bus

• Eine kurze Erklärung dazu gibt es bei der FREMO.

• Details werden auf den Selectrix-Seiten von Reinhold Günther erklärt.

CAN-Bus

Zimo CAN-Bus

ZIMO-Steuer- und Rückmeldebus

• Der CAN Bus (Controller Area Network) ist ein schneller Datenbus, der häufig in Industriellen Anwendungen und der Kfz Industrie eingesetzt wird.
• Sämtliche Module und Geräte der Zimo Familie werden über den CAN Bus mit dem System vernetzt.
• Die Belegtmelder (Gleisabschnittmodule) MX9, könne außer der Zustandsmeldung eines Blockes, auch die Fahrzeugadresse des jeweiligen Fahrzeugs melden, wenn Decoder in den Fahrzeugen eingebaut sind, die diese Meldung generieren können.

Links zum Thema CAN-Bus:

• Eine kurze Beschreibung findet sich bei ZIMO.

ECoSlink

ESU Eingabe-, Melde- und Steuerbus

Auch ESU setzt auf den CAN Bus und nennt ihn ECoSlink. Über ECoSlink werden Booster, Handregler und Besetztmelder angeschlossen. Der ECoSlink ist aber nicht kompatibel mit dem Zimo CAN-Bus.

Auch die CS1 von Märklin hat nach dem Update von ESU, "Central Station Reloaded" den ECoSlink.

Weitere Informationen unter ESU

Märklin-Bus

Märklin Eingabe-, Melde- und Steuerbus

Märklin verwendet in den neuen Systemen CS1 und CS2 ebenfalls einen CAN-Bus und nennt ihn "Märklin-Bus".

Über sogenannte "Terminals" kann so ziemlich alles angeschlossen werden, was es bei Märklin an Erweiterungen gibt. So z.B. Booster und Mobil Stations.

Auch dieser CAN-Bus ist nicht mit Zimos CAN-Bus kompatibel.

Weitere Informationen unter Märklin

Die verschiedenen Digitalsysteme

Einen ersten Überblick über die verschiedenen Digitalsysteme bietet eine Seite hier:

http://www.der-moba.de/index.php/Digitalzentralen

Was sind Multiprotokoll Zentralen?

Multiprotokollzentralen sind Zentralen, die mehere Digitalformate gleichzeitig senden können.

Digital Decoder

Welche Decoder gibt es?

Es gibt sehr viele unterschiedliche Bauarten von Decodern. Sie unterscheiden sich in der Größe - sehr wichtig für den Einbau - und der Funktionalität. Der wichtigsten Unterschiede bei Lokdecodern sind die Anzahl der Fahrstufen und ob eine Lastregelung vorhanden ist, oder nicht. (Stand 1999)

(Stand 2009) Neue aktuelle Decoder wird man kaum noch ohne Lastregelung finden. Auch 28 Fahrstufen ist der Standard.

Zusätzliche mögliche Funktionen der Decoder:

• Einstellbare Höchstgeschwindigkeit
• Einstellbare Beschleunigung und Verzögerung
• Ansteuerung der Lokbeleuchtung mit Lichtwechsel
• Ansteuerung der Lokbeleuchtung mit besonderen Lichteffekten
• Mehrere schaltbare Zusatzfunktionen, wie z.B. Dampfgenerator, Pfeife etc.
• Besondere Programme für die Ansteuerung ferngesteuerter Kupplungen
• eingebaute Geräuschelektronik für Fahrzeuggattungen aller Art

Eine Tabelle mit den aktuellen Decodern findet man bei Reinhard Müller.

Wie kommt der Decoder in die Lok?

z.Z. leider abgeschaltet. Der Einbau von DCC Lokdecodern - von Armin Mühl . Auf dieser Seite ist die Vorgehensweise beim Einbau von Decodern sehr ausführlich beschrieben.

Tips für den Decodereinbau gibt es auch bei Thorsten Kühn.

Ausführliche Einbaubeschreibungen finden Sie auch bei Reinhard Müller.

Was bedeutet die digitale Schnittstelle in den neuen Loks?

In jede Lok, die in einem Digitalsystem betrieben werden soll, muss ein Digitaldecoder eingebaut werden. Neben der Verdrahtung des Decoders muss auch noch Platz in der Lok geschaffen werden. Beides ist nicht ganz einfach und kann bei einigen Loks schon sehr kompliziert werden. Lässt man einen Fachmann den Decoder einbauen, so kommen zu den Decoderkosten noch Einbaukosten von ca. € 20,-- bis € 60,-- hinzu. Für den leichteren Umbau wurde eine genormte Schnittstelle für die Lokomotiven entwickelt, in die ein Decoder einfach eingesteckt werden kann. Normalerweise, hat der Konstrukteur der Lok auch den entsprechenden Platz für den Decoder vorgesehen, so dass Fräsarbeiten ebenfalls entfallen können.

Die Entwicklung hat mittlerweile eine Vielfalt an sinnigen und unsinnigen Schnittstellen beschert. In den Normen sind ab NEM650 die verschiedenen Schnittstellen beschrieben. Die Normen.

Achten Sie beim nächsten Lokkauf also darauf, dass ihre Lok eine Schnittstelle hat, damit Sie im Bedarfsfall leicht einen Decoder einbauen können. Fast alle Decoder sind heute mit verschiedenen Schnittstellen lieferbar.

Was sind Configuration Variables ?

Die heutigen Decoder enthalten eine Fülle von Funktionen (z.B. die Adresse, Höchstgeschwindigkeit, etc). Diese Funktionen müssen irgendwie am Decoder eingestellt werden. Man nennt diesen Vorgang auch Konfigurieren oder Programmieren des Decoders.

In der ersten Generation der Decodern wurde dieses Konfigurieren, bei Märklin über kleine Schalter und Drehregler, bei Fleischmann und Trix über Codierbrücken durchgeführt. Dazu musste die Lok geöffnet und die entsprechenden Schalter, bzw. Codierbrücken am Decoder gestellt, bzw. geschlossen werden.

Bei den DCC-NMRA Decodern hat es sich durchgesetzt die Decoder elektronisch zu programmieren. Die Lok muss dazu nicht mehr geöffnet, sondern auf ein spezielles Programmiergleis gestellt werden. Spätere Decoder und Zentralen unterstützen auch eine neue Form der Programmierung während des Betriebs (PoM). Dieses Verfahren hat sich mittlerweile bei allen Systemen durchgesetzt.

Die Decodereinstellungen werden in sogenannten Konfigurationsvariablen (englisch Configuration Variable CV) abgelegt.

Eine Beschreibung der verschiedenen Variablen findet sich bei NMRA.

Der neue Standard RailCom eröffnet zu diesem Thema ganz neue Optionen und Möglichkeiten.

Digital Fahrbetrieb

Kehrschleifen

Kehrschleifen sind auch im 2-Leiter Digitalbetrieb ein Thema. Von Lenz und Roco gibt es dazu Kehrschleifenmodule, die die Tatsache ausnutzen, daß einer Lok im Digitalsystem die Polarität der Schienen egal ist. Die Kehrschleife ist dabei vollständig von der übrigen Anlage getrennt und wird über das Kehrschleifenmodul mit Strom versorgt. Fährt jetzt eine Lok in die Kehrschleife ein, und die Kehrschleife ist richtig gepolt, passiert gar nichts. Die Lok fährt weiter. Ist die Kehrschleife falsch gepolt, gibt es bei der Überfahrt über die Trennstelle einen Kurzschluß. Das Kehrschleifenmodul erkennt dies und polt den Strom in der Kehrschleife bltzschnell um. Die Lok sollte davon nichts merken und fährt weiter. Fährt die Lok aus der Kehrschleife heraus, passiert dasselbe noch einmal. Es gibt bei der Ausfahrt einen Kurzschluß und das Kehrschleifenmodul polt den Strom in der Kehrschleife noch einmal um. Die Lok läßt sich in der Kehrschleife natürlich genauso steuern wie auf der übrigen Anlage, auch eine Umkehr der Fahrtrichtung macht keinerlei Probleme.

Achtung!! Kehrschleifenmodule können im Zusammenspiel mit Gleisbesetztmeldern Probleme bereiten. So holt sich z.B. der LK100 von Lenz die interne Stromversorgung aus dem Fahrstrom. Ein evtl. angeschlossener Gleisbesetztmelder interpretiert diesen Stromverbrauch als ein besetztes Gleis, auch wenn das Gleis eigentlich frei ist. In diesem Fall sollten Kehrschleifenmodule mit einer externen Stromversorgung verwendet werden, z.B. von Rautenhaus. Den LK100 habe ich zur Zusammenarbeit mit dem Gleisbesetztanzeigemodul von LDT bewegen können, in dem ich die Verbindung des K-Eingangs mit dem aus 4 Dioden aufgebauten Brückengleichrichter unterbrochen habe und an der Diode, die dem Anschluss am nächsten liegt, ein zusätzliches Kabel angelötet habe. Diese Kabel habe ich mit dem "K"-Eingang des LDT-Gleisbesetztmelders verbunden. Danach arbeitet die Gleisbesetztmeldung wieder wie erwartet.

Automatisches Bremsen

Zum automatischen Bremsen eines Zuges vor einem Signal, gibt es prinzipiell 2 Möglichkeiten. Per Softwaresteuerung durch den PC oder durch einen speziellen Gleisabschnitt, in das bei Halt-zeigendem Signal, ein spezielles Digitalsignal eingespeist wird, das den Decoder der Lok anweist, die Lok mit der einprogrammierten Verzögerung anzuhalten.

Welche Vorrausetzungen auf der Anlage gegeben sein müssen, damit die Abbremsung per SW richtig funktioniert, hängt von der eingesetzten Software ab.

Für die über eine Halte-Gleisabschnitt gesteuerte Abbremsung der Lok gibt es verschiedene Verfahren. Leider sind diese Verfahren alle von den eingesetzten Lokdecodern abhängig, da der Decoder das am Gleis anliegende Signal verstehen muss, um die Lok anhalten zu könnnen. Eine ideale Lösung gibt es leider noch nicht.

Planung einer Anlage für Digitalbetrieb

Wird überarbeitet, da der gesamte Workshop Bereich bei Miba.de verschwunden ist.

Hierzu gab es einen interessanten Artikel auf der MIBA-Site:

http://www.miba.de/workshop/digiplan.htm

Links zum Thema Digitalsysteme

Hersteller Seiten mit Beschreibung von Digital Komponenten

Private Homepages zum Thema Digital

Seiten in englisch

• Loystoys DCC Topics Beschreibung von Digitraxx Komponenten und Einbau von Decoder in Loks
• Rutger Fribergs DCC Pages Sehr interessante Seiten mit Büchern und Ideen zum Thema DCC
• Soundtraxx DCC Decoder mit Soundgeneratoren (leider nur US-Maschinen)

Beschreibungen der Digitalprotokolle:

• Das neue Märklin Motorola Format Seite von Andrea Scorzoni
• DCC Uncoupler Umbau eine Kadee Kupplung auf digitale Fernsteuerung mittels eines elektrisch veränderbaren Drahtes.

Diese Seite stammt ursprünglich von Harold Linke.