Digital fahren
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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 Protokoll 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 Protokolle; mit Einschränkungen ist sogar der Betrieb mehrerer Protokolle zugleich möglich. Große Marktbedeutung haben heute die Protokolle der Fa. Märklin sowe 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.
