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Österreich € 13,80 Schweiz sFr 23,80 Italien, Spanien, Portugal (cont) € 14,90 Be/Lux € 13,90 Niederlande € 15,– Norwegen NOK 150,– Best.-Nr. 13012013 www.miba.de
EXTRA
Modellbahn digital
MIBA-EXTRA digital 1 - 8 als PDF DiMo 1 / 2010 und 1 - 4 / 2011 zusammen mit der aktualisierten Version von MIBA-SmartCat. Über 60 Programme und Programmpakete, Demo-Versionen, Free- und Shareware für Modellbahner.
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MIBA-Spezial 37, 42 und 83
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Schwerpunkt: Basics – Fahren, Schalten, Melden H0-Anlage mit Z21 von Roco steuern Marktübersicht: Lokdecoder Praxis: Decodereinbau, Pendelbetrieb mit ABC Neuheiten von D&H, Tams, Uhlenbrock u.a.
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ZUR SACHE
blicken ist, unabhängig von der Thematik elektromagnetischer oder motorischer Antriebe bzw. Servos, ist die Rückmeldung nicht auf Anhieb durchschaubar. Erledigt man es konventionell über Gleiskontakte oder über Stromfühler als Gleisbesetztmeldung? Oder setzt man auf Systeme wie mfx oder RailCom, um auch die Lokadresse gemeldet zu bekommen?
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Mikroprozessoren sind nicht mehr wegzudenkende Bausteine in fast allen elektronischen Bereichen und auch zentrale Bestandteile digitaler Steuerungen. Ein Hoch auf diese kompetenten Helferlein. Illustration: Elke Peter Bevor die Züge durch eine ansprechende Landschaft rollen, muss erst die Technik stehen und ihre Betriebssicherheit unter Beweis stellen, wie Werner Rosenlöcher mit dem Bau seiner aktuellen H0- Anlage zeigt. Nützliche Schaltungen zum Messen digitaler Spannungen, mit Zeichnungen von Gerhard Peter, sind ebenso zu finden, wie das Installieren von Lok- und Funktionsdecodern, die Thomas Wollschläger nicht nur im Bild dokumentiert.
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egelmäßig bekommen wir von unseren Lesern Anfragen zu grundsätzlichen, aber auch speziellen technischen Problemen, wie man dieses oder jenes angeht bzw. löst. Auch erreicht uns von Digitaleinsteigern und auch von Fortgeschrittenen immer wieder die Bitte, Basisinformationen und Zusammenhänge in Artikeln zu erläutern. Mit der 14. Ausgabe von MIBA-EXTRA Modellbahn digital wollen wir diesen Wünschen in einem Schwerpunkt nachkommen.
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inen Grundlagenartikel der anspruchsvolleren Art hat Jürgen Petsch zusammengestellt. Er widmet sich den
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ei den grundlegenden Informationen geht es weniger darum, wie sich Datenformate wie DCC, MM oder mfx zusammensetzen. Das ist auch beim betrieblichen Einsatz nicht notwendig. Wer Handys oder Smartphones nutzt, weiß ja auch nicht, wie das Betriebssystem in seiner Struktur aufgebaut ist. Entscheidender ist die Frage, welche Funktionen Zentralen, Decoder – welcher Art auch immer –, Besetztmelder und Steuerungsprogramme zur Verfügung stellen und wie man diese nutzt.
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er Einstieg ist eigentlich die aufregendste und spannendste Phase. Ausgehend von den Möglichkeiten einer konventionellen Gleich- oder Wechselstrommodellbahn wird gecheckt, was die Systeme bieten. Klar, viele Züge in einem Fahrstromkreis, tolle Fahreigenschaften der Loks und auch der Sound spielt eine wichtige Rolle. Während das Schalten von Weichen und Signalen noch zu über-
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ie Digitalsysteme bieten mit ihren Komponenten viele Möglichkeiten, die sich dem Anwender nicht auf Anhieb im notwendigen Umfang erschließen. Einer beantworteten Frage folgen weitere, die es zu klären gilt. Mit deren Lösung eröffnen sich zunehmend neue und interessante Möglichkeiten der Anlagensteuerung, auch hinsichtlich moderner Kommunikationsgeräte wie Smartphone und Tablet-PC. Deren komfortable Nutzung und ihren flexiblen Einsatz zeigt z.B. Werner Rosenlöcher gemeinsam mit der Roco-Zentrale Z21 in Verbindung mit seiner neuen H0-Anlage.
Mikroprozessoren, die mittlerweile in fast jedem elektronischen Gerät vielfältige Steuerungsaufgaben übernehmen. Auf das Wesentliche konzentriert zeigt er, wie man z.B. individuelle Lichtsteuerungen baut und programmiert. Highlight ist ein Mini-DCC-System, das auf der beiliegenden DVD-ROM vorgestellt wird.
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esagte DVD-ROM lädt außerdem wieder ein, viele aktuelle Computer-Programme rund um die Modellbahn zum Planen, Steuern und Verwalten auszuprobieren, um das Passende für den eigenen Bedarf herauszufiltern. Zwei Filme stellen interessante Modellbahnanlagen vor, die eine PC-gesteuert und die andere mit Rocos Z21. Der dritte eröffnet Einblicke in die aktuelle Version der Simulationssoftware EEP. 3
MIBA-Verlag Am Fohlenhof 9a D-82256 Fürstenfeldbruck Tel. 0 81 41/5 34 81-202 Fax 0 81 41/5 34 81-200 www.miba.de, E-Mail: [email protected] Chefredakteur Martin Knaden (Durchwahl -233) Redaktion David Häfner (Durchwahl -236) Lutz Kuhl (Durchwahl -231) Gerhard Peter (Durchwahl -230) Dr. Franz Rittig (Durchwahl -232) Katrin Bratzler (Redaktionssekretariat, Durchwahl -202) Mitarbeiter dieser Ausgabe Werner Rosenlöcher, Dr. Bernd Schneider, Guido Weckwerth, Rüdiger Heilig, Ulrich Reiff, Rainer Ippen, Thomas Wollschläger, Michael Kratsch-Leichsenring, HaJo Wolf, Jürgen Petsch
MIBA-Verlag gehört zur VGB Verlagsgruppe Bahn GmbH Am Fohlenhof 9a 82256 Fürstenfeldbruck Tel. 0 81 41/53 481-0 Fax 0 81 41/5 34 81-200 Geschäftsführung Manfred Braun, Ernst Rebelein, Horst Wehner Verlagsleitung Thomas Hilge Anzeigen Bettina Wilgermein (Anzeigenleitung, 0 81 41/5 34 81-153) Evelyn Freimann (Partner vom Fach, 0 81 41/5 34 81-152) zzt. gilt Anzeigen-Preisliste 62 Marketing Thomas Schaller (-141), Karlheinz Werner (-142)
Mit Märklins Central Station 2 sowie weiteren digitalen und auch analogen Komponenten wickelt Ulrich Reiff auf seiner Märklin-Anlage einen einfachen automatischen Zugwechselbetrieb ab. Über das Anlagenkonzept und die technischen Lösungen lesen Sie mehr – ab Seite 50. Um auf einfachere Art und Weise mehr Lokfunktionen und auch Sound nutzen zu können, entwickelte Thomas Wollschläger Tauschplatinen mit mtc21-Schnittstelle. Welche Möglichkeiten sich dabei ergeben, schildert er – ab Seite 66.
Vertrieb Elisabeth Menhofer (Vertriebsleitung, 0 81 41/5 34 81-101) Christoph Kirchner, Ulrich Paul (Außendienst, 0 81 41/ 5 34 81-103) Ingrid Haider, Petra Schwarzendorfer (Bestellservice, 0 81 41/ 5 34 81-107/-108) Vertrieb Pressegrosso und Bahnhofsbuchhandel MZV GmbH & Co KG, Ohmstraße 1, 85716 Unterschleißheim Postfach 12 32, 85702 Unterschleißheim Tel. 0 89/31 90 6-200, Fax 0 89/31 90 6-113
Servos als Antriebe zum Stellen von Weichen, Signalen, Entkupplern, Schuppentoren und was es sonst noch zu bewegen gibt, finden immer mehr Anwendung. Für den sicheren Betrieb ist auch eine ausreichende Stromversorgung nötig, verrät Rüdiger Heilig – ab Seite 34.
Bankverbindungen Deutschland: Deutsche Bank, Essen, Konto 286 011 200, BLZ 360 700 50 Schweiz: PTT Zürich, Konto 807 656 60 Österreich: PSK Wien, Konto 920 171 28 Copyright Nachdruck, Reproduktion oder sonstige Vervielfältigung – auch auszugsweise oder mithilfe digitaler Datenträger – nur mit vorheriger schriftlicher Genehmigung des Verlages. Namentlich gekennzeichnete Artikel geben nicht unbedingt die Meinung der Redaktion wieder. Anfragen, Einsendungen, Veröffentlichungen Leseranfragen können wegen der Vielzahl der Einsendungen nicht individuell beantwortet werden; bei Allgemeininteresse erfolgt ggf. redaktionelle Behandlung oder Abdruck auf der Leserbriefseite. Für unverlangt eingesandte Beiträge wird keine Haftung übernommen. Alle eingesandten Unterlagen sind mit Namen und Anschrift des Autors zu kennzeichnen. Die Honorierung erfolgt nach den Sätzen des Verlages. Die Abgeltung von Urheberrechten oder sonstigen Ansprüchen Dritter obliegt dem Einsender. Das bezahlte Honorar schließt eine künftige anderweitige Verwendung ein, auch in digitalen Online- bzw. OfflineProdukten. Haftung Sämtliche Angaben (technische und sonstige Daten, Preise, Namen, Termine u.ä.) ohne Gewähr. Repro H.W.M. GmbH, Planegg Druck Vogel Druck- und Medienservice GmbH & Co. KG, Höchberg
ISSN 0938-1775
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Manchmal stellen einfache Aufgaben ein großes Problem bei der Realisierung dar, wie z.B. der digitale Pendelbetrieb mit einem Schienenbus oder einem Wendezug. Wie simpel das mit ABC von Lenz zu verwirklichen ist, schildert Hajo Wolf – ab Seite 95. MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
ZUR SACHE Basic Information
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DIGITAL-ANLAGE Steuerung per Fingerwisch Gemischt über Eck
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NEUHEITEN Neuheiten-Übersicht
Sollen die Weichen konventionell mit Stellpult vor Ort gestellt werden oder flexibel mit modernem Tablet-PC bzw. iPad? Rocos neue Zentrale Z21 ermöglicht beides, was Werner Rosenlöcher dazu veranlasste, seine neue Anlage entsprechend auszurüsten und beide Möglichkeiten anzutesten – ab Seite 6. en . A ll e Rec Mittlerweile ist es Tradition – auch ernomm ht e v h r üb o rb eha ewä diese Ausgabe von MIBA-EXTRA G e l te n i n. e k Modellbahn digital wird wieVe rd i r le w ih M der mit einer DVD-ROM, O EXTRA gefüllt mit interessanten Videos, einer Auswahl aktueller Freeund Shareware und 01|2014 Dokumentationen t Exklusive Videos zum Heft bereichert. Prakt Free- und Shareware tische Software t Demover sionen zum Planen, für: Gleispl anung, Steuern und Steuerung, Software-Ze Verwalten einer ntralen, Betrieb, Tool Modelleisenbahn s, Datenbank en, Spiele und Unterh – und natürlich altung t Bi solche für Spiel und ldschirmscho ner Unterhaltung – lädt t e-Book MIB A-Digitalhe zum Testen ein. Als PDF fte Digitale Mod stehen u.a. Ausgaben von ellbahn 1/20 10 und 2011 MIBA-EXTRA und DiMo zur Verfügung. Mehr zum Inhalt der DVD finden Sie – ab Seite 111.
Mit dem Bau einer neuen Modellbahnanlage besteht die Möglichkeit, neue Wege zu beschreiten. Werner Rosenlöcher hat nicht nur seinen Rahmenbau hinsichtlich Leichtigkeit neu überdacht, sondern auch was die Bedienung der neuen Segmentanlage betrifft. Als begeisterter iPad-Nutzer wollte er iPhone und iPad mit der Anlagensteuerung verquicken und setzte auf die Z21 von Roco. Hier nun sein Erfahrungsbericht.
Komfortabel und flexibel – Rocos Z21 mit „schnurlosem“ Anhang
Steuerung per Fingerwisch F
ür meine neue H0-Segmentanlage Schönwalde wollte ich mal etwas Neues ausprobieren. Bislang habe ich meine Anlagen zwar digital gefahren, aber noch nicht digital geschaltet. Bisher habe ich immer ein analoges Stellpult favorisiert, weil ich der Meinung war, hier eine bessere Übersicht zu haben. Nun, angeregt durch den Ar-
tikel über die Z21-Zentrale von Roco/ Fleischmann in MIBA-EXTRA Modellbahn digital 13, plante ich meine neue, noch im Bau befindliche Anlage diesmal mit der Z21-Zentrale im Zusammenspiel mit iPad und iPhone zu steuern. Unabhängig davon sollte aber weiterhin die Möglichkeit bestehen, über
kleine Stellpulte an den einzelnen Segmenten Weichen und Signale vor Ort analog zu bedienen; und das parallel zur Digitalsteuerung. Was mich im Zusammenhang mit der Z21 besonders reizte, war die Möglichkeit z.B. ein iPad als flexibles Gleisbildstellpult individuell dort einzusetzen, wo gerade rangiert wird. Der Vergleich im prak-
Die Abbildung zeigt die Anlage im Übergang von der Erprobungsphase in die Gestaltung. Auf dem kleinen gestalteten Abschnitt entstand das Titelbild dieser Ausgabe. Fotos: Werner Rosenlöcher
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DIGITAL-ANLAGE
tischen Betrieb wird sicherlich aufschlussreich sein. Ein kleiner praktischer Tipp am Rande: Bei der Bauweise der Segmente strebte ich eine weitere Gewichtseinsparung durch Verwendung von Leisten statt Seitenplatten an. Auch für die Einsicht und Erreichbarkeit in die Unterwelt (Schattenbahnhof) versprach ich mir dadurch Verbesserungen. Der Bau der Segmente in Leistenbauweise hat sich wegen des deutlich geringeren Gewichts nach dem ersten Aufstellen der einzelnen Segmente zum Probebetrieb der Anlage schon als deutliche Verbesserung herausgestellt. Die Landschaft ist natürlich noch im Aufbau begriffen und noch nicht abgeschlossen. So sollen möglichst viele Gebäude im Selbstbau entstehen. Auch die Bäume usw. werden per Hand gefertigt.
Zum Konzept Das Thema der Anlage ist eine eingleisige Hauptbahn, deren Streckenführung einem einfachen Oval entspricht. Allerdings verläuft die „Gegenstrecke“ inklusive des Schattenbahnhofs im verdeckten Bereich. Die Strecke bedient zwei kleine Ortschaften, deren überschaubare Bahnhöfe mit Güterabfertigung, Industriegleisanschluss und einer kleinen Lokbehandlungsanlage zur Ergänzung der Vorräte ausgestattet sind. Mit diesem Konzept wollte ich lange Fahrzeiten und einen vorbildgerechten Rangierbetrieb verwirklichen.
Neben der bewährten Multimaus kommen noch iPhone und iPad zum Einsatz
Die Gleisplandarstellung entstand auf Basis einer selbsterstellten Grafik mit 20°-Geometrie der Weichen.
Die Fahrstraßenschaltung erweist sich als besonders einfach zu gestalten. Man wählt in den Stellwerkseinstellungen die Position Fahrstraßen, vergibt hierfür einen Namen, z.B. SB Gleis 2 und stellt jetzt noch die entsprechenden Weichen für die Fahrstraße. Ein Symbol mit dem Namen der Fahrstraße erscheint nun auf dem Display. Durch Antippen wird jetzt die Fahrstraße erstellt. Einfacher geht es wohl kaum.
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H0-Anlage Schönwalde Thema: Neue Wege wurden nicht nur bei der digitalen Ausstattung beschritten, sondern auch beim Bau der Rahmen. Statt Sperrholz- bzw. Tischlerplatten entstanden leichte Rahmen aus Glattholzleisten. Diese Bauweise hat sich später durch ihr geringeres Gewicht beim Handling der einzelnen Segmente bezahlt gemacht. Denn diese ließen sich z.B. beim Installieren der Elektrik und der digitalen Komponenten viel leichter drehen und wenden.
Eingleisige Hauptstrecke mit zwei kleinen Durchgangsbahnhöfen Schattenbahnhof mit 4 Gleisen Größe: 450 x 440 cm Bauweise: Segmente in Rahmentechnik Ebenen: 2 Steuerung: Roco Z21 Besonderheit: Weichen- und Signalsteuerung alternativ auch über Taster und Schalter am Segment Abb.-Maßstab: 1:20 (Sichtbare Strecken) Abb.-Maßstab: 1:40 (Verdeckte Strecken) Gleispläne: Werner Rosenlöcher
Der Gleisplan ist überschaubar einfach. Dank der beiden kleinen Bahnhöfe bietet er für den manuellen Betrieb ausreichend Möglichkeiten der Betätigung. Der Schattenbahnhof nimmt die verkehrenden Zuggarnituren für beide Fahrtrichtungen auf. Die Kopfplatten der Segmente bestehen weiterhin aus 10 mm dicken Sperrholzplatten, um ein bündiges Verschrauben der Segmente zu gewährleisten. Um einzelne Segmentkästen aus dem geschlossenen Anlagenverband herausnehmen zu können, führen die Kabelverbindungen über frei hängende Sub-D-Steckverbindungen.
Der Gleisplan ist mit seinen beiden kleinen Bahnhöfen für den manuellen Betrieb konzipiert. Aus dem Schattenbahnhof heraus wird z.B. ein Regionalzug gestartet. Verlässt er den nicht einsehbaren Streckenteil, kann der Zug bequem und drahtlos mit dem iPhone gesteuert und verfolgt werden. Man ist quasi immer auf Höhe des Zuges, fährt ihn langsamer werdend in den Bahnhof ein und beschleunigt ihn wieder sanft nach einem ausreichenden Halt wieder aus dem
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Wer mehr Abstellgleise benötigt, könnte dieses Konzept mit einem Abstellbahnhof auf dem unteren Anlagenschenkel ergänzen. Außerdem könnte man die Gleiswendel nutzen, um in der unteren Ebene eine Kehrschleife einzubeziehen. Die Kehrschleifen bräuchte man nur über ein Kehrschleifenmodul anzuschließen.
Bahnhof heraus. Dabei gilt es die Ein- und Ausfahrsignale zu beachten und den Zug an der Halt-Tafel zum Stehen zu bringen. Ein zweiter Zug im Gegenverkehr mit einer Zugkreuzung ließe sich durchaus auch noch sicher über die Anlage führen. Der Einsatz eines Nahgüterzuges bzw. einer Übergabe macht den Betrieb noch interessanter. Denn in jedem Bahnhof müssen ein oder mehrere Waggons abgesetzt und/oder aufgenommen werden. Das passiert durchaus mit der Zuglok. Der Einsatz z.B. einer Köf ist nicht zwingend erforderlich. Überhaupt hält sich der Fahrzeugeinsatz in Grenzen. MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Ein Schattenbahnhof mit vier Abstellgleisen soll die verkehrenden Zuggarnituren aufnehmen. Die Anlage ist in U-Form geplant, um sie an der Wand entlang im Hobbyraum aufstellen zu können. Dabei haben die Anlagenschenkel, auf denen die Bahnhöfe untergebracht sind, eine Länge von 4,5 m, während die Basis eine Länge von 4,4 m hat. Die gesamte Anlage setzt sich aus zehn Segmenten zusammen. Die Segmenttiefe beträgt bei den geraden Segmenten 50 cm. Sehr viel Wert lege ich auch auf eine saubere Verlegung der Elektrik unterhalb der Segmente, um jederzeit eine Fehlersuche auf ein Minimum zu reduzieren. Dafür spricht auch, die Verkabelung der Elektrik möglichst einfach und überschaubar zu halten. Die einzelnen Segmente sind über Sub-D-Stecker und -Buchsen mit einer sechspoligen Ringleitung verbunden. Zusätzlich werden einige Anschlüsse noch mit Leitungen für die Weichen versehen, wenn der Anschluss an die Weichendecoder in einem anderen Segment liegt.
Fahrbetrieb und Schaltung Für den Fahrbetrieb sorgt das neue Z21-Digitalsystem von Roco. Das Schalten von Weichen- und Fahrstraßen soll ebenfalls über das Digitalsystem erfolgen. Eine Gleisbesetztmeldung und eine Zugbeeinflussung durch Signale sind für später geplant. Die Anschlüsse hierfür sind bereits mit eingeplant. An den Segmenten sind im Bereich der Weichen und Signale zusätzlich analoge Stellpulte angebracht, um bei Störungen im Digitalsystem den Fahrbetrieb aufrecht zu erhalten. Die Digitaleinheit mit dem WLAN-Router wird auf einem kleinen Rollwagen untergebracht, um auch hier jederzeit Zugriff zu haben. Gesteuert wird der Fahrbetrieb über iPad, iPhone und Roco-Multimaus. Für die Beleuchtung von Lampen und Gebäuden ist ein extra Trafo von Conrad mit 16 Volt und 4,5 Ampere vorhanden. Ein weiterer Trafo mit 16 Volt und 1 Ampere ist für die externe Stromversorgung der Funktionsdecoder mit den angeschlossenen Weichen und Signalen zuständig.
Einrichtung der Z21 Mit Rocos neuem Digitalsystem Z21 wird auch ein kleines Handbuch ausgeliefert. Mit dem ersten Satz „Auspa9
Die Weichendecoder von IEK sind in unmittelbarer Nähe der Weichen- und Signalantriebe montiert. Das sorgt für relativ kurze Kabelverbindungen.
Kabelkanäle und Spiralschläuche bändigen die Kabel und sorgen für eine saubere Verlegung. Auch die Kabel zum Stellpult am Anlagenrahmen werden über Spiralschläuche geführt. Die Taster der Stellpulte am Anlagenrahmen sind direkt mit den Weichendecodern verbunden und ermöglichen eine Vor-Ort-Bedienung.
cken, anschließen und losfahren“ ist es jedoch nur bedingt getan. Zunächst muss man sich die App für das iPad und das iPhone aus dem Internet herunterladen (iPad & iPhone im App Store) und installiert diese. Übrigens geht es ebenso mit anderen Tablet-PCs und Android-Handys. Das Verbinden von Router und iPad klappte auf Anhieb und die Verbindung wurde sofort angezeigt. Die Einweisung ist im Handbuch recht übersichtlich aufgeführt. So sind die vielen Anschlussmöglichkeiten an das Z21-Digitalsystem gut auf einer Übersicht veranschaulicht. Auch die verschiedenen Schritte und Einstellungen zur Verwaltung von Lokbibliothek und Lokfunktionen, des Stellwerks usw. sind bis dahin sehr übersichtlich. Gewünscht hätte ich mir allerdings ausführlichere Erklärungen über die Durchführung der einzelnen Schritte. Zum Beispiel wird auf die Programmierung von Weichen- und Signaldecodern überhaupt nicht eingegangen. Im ersten Schritt habe ich zunächst meine Fahrzeuge neu programmiert. Das klappte bei den Roco-Triebfahrzeugen auf Anhieb. Die Probleme kamen, als ich Lokomotiven mit Decodern anderer Hersteller programmieren wollte. Dies wollte einfach nicht gelingen. Die leider recht kurze Anleitung gibt darüber auch keine Auskunft. Ich habe mich daraufhin mit Roco in Verbindung gesetzt. Dies Problem ist dort bereits bekannt. Man muss hier eine Werteinstellung vornehmen, worüber das Handbuch jedoch keine Auskunft gibt. Ich erhielt diese von Roco und möchte sie hier einmal beschreiben. Zunächst öffnet man die Z21-Einstellungen. Unten im Dialogfenster steht Auslesemodus. Diesen schiebt man nach oben und erweitert damit das Dialogfenster. Unter Programmiereinstellungen trägt man laut Tabelle die Reset-Pakete (start) und (fortsetzen) sowie Programmpakete Werte z.B. für Fleischmann ein. Eine Bestätigung erfolgt über „Sende an Z21“. Nun kann man auch Lokomotiven mit „Fremddecodern“ z.B. Fleischmann programmieren.
Fahren mit einem Fingerwisch Bisher war ich das Fahren meiner Loks mit Multimaus und Drehknopf gewohnt. Immer wieder zu vernehmende Meinungen, dass nur der Drehknopf das Wahre sei und die Bedienung über 10
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einen Touchscreen die Aufmerksamkeit von der Lok weg zum Bildschirm ziehe, ließen mich etwas skeptisch an die Steuerung mit dem iPad herangehen. Die ersten Fahrversuche mit der Steuerung per Touch waren am iPad als auch am iPhone sehr feinfühlig und überzeugend. Klar, man schaut anfangs häufiger auf das neue „Spielzeug“, jedoch wandert der Fokus des Interesses irgendwann wieder auf die Lok. Die Geschwindigkeit lässt sich auch ohne Blickkontakt regeln, während zum Schalten der Lokfunktionen doch immer wieder der Blick zum iPad wandert. Aber das tat ich ehrlich gesagt auch bei der Multimaus. Heftig umworben wird die Möglichkeit, Triebfahrzeuge über einen virtuellen Führerstand auf dem iPad zu steuern. Momentan nutze ich noch nicht diese Variation. Über meine diesbezüglichen Erfahrungen werde ich zu gegebener Zeit berichten.
Schalten – fix oder variabel Bei meinen bisherigen Modellbahnanlagen habe ich für jeden Bahnhof bzw. auch Schattenbahnhof ein eigenes Gleisbildstellpult gebaut. Da hatte ich die Gleisanlagen ebenso im Überblick wie die Stellungen von Weichen und Signalen. Der Nachteil war, dass diese erst gebaut werden mussten. Im Zusammenspiel von Z21 und iPad eröffnen sich für mich neue Bedienmöglichkeiten, die ich gern ausprobieren wollte; losgelöst von der eingangs erwähnten Option der unabhängigen analogen Bedienung mit konventioneller Ausrüstung. Bevor man jedoch mit dem iPad Weichen schalten kann, muss zumindest softwaretechnisch ein Stellpult eingerichtet werden. Dazu ist unbedingt im Hauptmenü der Punkt „wähle eine Anlage“ anzuklicken und dort eine neue Anlage einzurichten, damit hier alle weiteren Einstellungen gespeichert werden. Laut Beschreibung genügt ein Fotoausschnitt der Weichenstraße, um die zu stellenden Weichen usw. mit den notwendigen Schaltsymbolen zu versehen. Das stellte sich aber als sehr unpraktisch und unübersichtlich heraus. Daher griff ich zu einem Trick und erstellte mit einem Zeichenprogramm ein Gleisbild der Anlage. An dieser Stelle der Tipp, hier unbedingt auf den 20°-Weichenwinkel der Z21-WeichenMIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
iPad-Screenshot des Z21-Einstellfensters Testbetrieb mit Zugbegegnung auf dem ersten kleinen, fast fertig gestalteten Teilstück
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Rückmeldung
Booster
CAN
LAN
Rückmeldung
Programmiergleis
Loco Net
SnifferBus
Booster
DC Power
X-BUS R-BUS L-BUS B-BUS
Sniff BUS
Programmiergleis
Loco Net
Hauptgleis
Prog Track
Main Track
CAN
LAN
X-BUS R-BUS L-BUS B-
Sniffer BUS
DC Power
BUS Sniff BUS
18-24V=
Hauptgleis
Prog Track
Main Track
18-24V=
Programmiergleis Netzteil
Programmiergleis Tablet-PC
Netzteil
Tablet PC WLAN Router
LAN
WLAN-Router
WAN
Hauptgleis
Router (vom Internet Provider)
Hauptgleis
Router (vom Internet Provider)
230V~
Smartphone
230 V~
Smartphone
Netzteil
Gleistrennung
Roco Rückmelder
(auch über
PC WLAN möglich)
Netzteil Booster 2
Booster 1
Netzteil
Netzteil
230 V~
230 V~
230 V~
Boosterkreis 1
Boosterkreis 2
230V~
Rechts oben: Anschluss von Besetztmeldern an die Z21 Zeichnungen: Roco Rechts: Anschlussplan des Motordecoders von IEK und der Erweiterung mit der Steuerung über externe Taster oder auch Besetztmelder. Zeichnung: IEK
Unten: Tabelle mit den notwendigen Einstellungen, um „Nicht-Roco-Lokdecoder“ programmieren zu können.
Z21-Programmiereinstellungen für „Fremddecoder“ Startresetpackages multiZentralePRO 10786 Verstärker 10764
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Resetpackages – ProgrammFortsetzung pakete 3
Mindestgleisspannung zum Programmieren
5
?
?
?
Z21-Default (Auslieferung)
10*
5*
5*
Z21-Update-Einstellung
25
6
7
ESU LokSound micro4
20
5
5
ESU Sound/Pilot V4
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5
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Fleischmann
20
5
7
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Kühn N025
20
10
10
17
Lenz (inkl. Gold-Cap)
100
70
5
Railjet-/Plan-V-Steuerwagendec.
20
10
10
17
Tran
25
8
8
14 - max. 16 V
Anforderung der Decoder
*) zum Vergleich, noch auszutesten
Roco Rückmelder
Roco Rückmelder
Oben: Die beiden Schaubilder zeigen die Anschlussmöglichkeiten der Z21 für den Betrieb wie bei der vorgestellten Anlagensteuerung.
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WAN
symbole zu achten. Ansonsten wird es beim Auflegen der Symbole sehr ungenau. Über die Funktion Stellwerkseinstellungen gehe ich dann auf das Kamera-Symbol und rufe meine Foto in der Bibliothek auf. Dort bestätige ich dann das Hochladen und habe somit mein Stellpult auf dem Display. In meinem Fall habe ich mein Gleisbild in zwei Hälften geteilt und hochgeladen. Somit habe ich mit dem Fingerwischen auf dem Display den gesamten Gleisplan im Zugriff. Jetzt kann ich die Symbole in einer noch vertretbaren Größe aufbringen. Wichtig ist hier für das spätere Programmieren, die Weichenbezeichnung z.B. W1 usw. einzugeben. Es wäre wünschenswert, wenn Roco eigene Gleissymbole zur Erstellung eines Stellpults einbringen würde (geplant ist es wohl). Festzustellen ist, dass ein Stellpult auf dem Smartphone nur bedingt geeignet ist. Hier ist meines Erachtens ein separates Stellpult, ob analog, digital oder am PC, sinnvoller. Zum Schalten der Weichen und Signale habe ich Decoder vom Typ MWD 1 des Herstellers IEK Herten (http:// www.iek.de/elektronische_schaltungen_und_zu.htm) verwendet. Die Weichendecoder habe ich laut Schaltplan mit einer extra Stromversorgung angeschlossen. Dies funktioniert mit der Z21 einwandfrei. Wichtig ist nur, dass man immer die gemeinsame Masseverbindung einhält (siehe Schaltplan). Die Programmierung der Weichendecoder habe ich am Stubentisch vorgenommen. Da ich, wie bereits erwähnt, auch Weichen und Signale analog über einzelne Stellpulte an den Segmenten stellen wollte, habe ich auch die Stellpultschaltung mit dem Taster aus dem MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Jeder Bahnhofskopf hat ein eigenes kleines Gleisbildstellpult, über das Weichen und Signale geschaltet werden können. Gleiches gilt für den Schattenbahnhof, wobei die Gleisüberwachung noch über die recht großen Öffnungen im Rahmen erfolgt. Später sollen hier Besetztmelder die Gleise überwachen. Eine Anzeige soll dann auch wieder parallel zu der am iPad über in das Stellpult integrierte LEDs erfolgen.
Schaltplan übernommen. Die Schaltung funktioniert einwandfrei. Hier eine Zusammenfassung der Vorgehensweise für die Gesamtinstallation von Hard- und Software: 1. Einrichtung des Z21-Digitalsystems 2. Anschluss von vorhandenen Boostern und Rückmeldebausteinen 3. Programmieren der Fahrzeuge 4. Wählen einer Anlage 5. Erstellen eines Gleisplans 6. Einrichten eines Stellpults mit den Stellwerkeinstellungen 7. Programmieren der stationären Funktionsdecoder
Fazit Das Z21-Digitalsystem ist eine durchaus gelungene Alternative zu den bereits vorhandenen Digitalsystemen. Hat man sich erst einmal an das Fahren und Schalten per Fingerwisch gewöhnt, macht es richtig Spaß, damit seine Fahrzeuge zu steuern. Leider schweigt sich die Bedienungsanleitung über die vollständigen Einstellungsmöglichkeiten ziemlich aus. Hier soll es aber in Zukunft Abhilfe in Form einer Überarbeitung des Handbuchs geben.
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Beim Fahren der Fahrzeuge auf der Anlage mit dem iPad oder iPhone ist der Fahrspaß in jedem Fall gegeben. Wer will, kann zur Bedienung zusätzlich auch eine oder mehrere Multimäuse zum Steuern anschließen. Das Einrichten eines Gleisbilds mit speziellen Symbolen aus einer Bibliothek und auch das Schalten bedarf noch einiger Überarbeitung. Wenn die Segmentanlage auch fertig gestaltet ist und zudem über eine Gleisbesetztmeldung verfügt, wird ein ausführlicher Bericht in der MIBA folgen. Werner Rosenlöcher
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NEUHEITEN
Multitalent von Tams für Analog- und Digital-Betrieb Tams’ Multidecoder für das DCC- und MM-Format lässt sich sowohl als Weichendecoder für Weichen mit Doppelspulenantrieb oder mit Herzstückpolarisierung, als Schaltdecoder, als Servodecoder sowie als Kombination dieser drei Decodertypen einsetzen und unterstützt den BiDiBus. Darüber hinaus ist eine analoge Ansteuerung ohne Digitalzentrale möglich, beispielsweise um Servos anzusteuern. Zur Wahl stehen sechs Betriebsmodi, wobei je nach gewähltem Modus folgende Komponenten angeschlossen werden können: • bis zu vier Weichen und/oder acht sonstige Verbraucher sowie LEDs zur Anzeige der Weichenstellung • bis zu vier Weichen und/oder acht sonstige Verbraucher sowie acht Servos • bis zu vier Weichen und/oder sonstige Verbraucher sowie acht Servos • acht Servos sowie Taster zum Schalten der Servos • vier Servo-betriebene Weichen mit Herzstückpolarisierung sowie vier Servos • vier Servo-betriebene Weichen mit Endlageschalter sowie vier Servos Zu programmieren ist der Multi-Decoder entweder über CV-Programmierung oder ohne Einsatz einer Digitalzentrale mithilfe von Programmiertastern und -jumpern. Die Geschwindigkeit der angesteuerten Servos kann gleichfalls festgelegt werden. Mittels LEDs kann der Multi-Decoder die tatsächliche Stellung endabgeschalteter Weichen anzeigen und über RailCom und den BiDiBus zurückmelden. Probleme beim Stellen der Weichen werden gleichfalls mittels LEDs angezeigt und zurückgemeldet. In RailCom-überwachten Anlagen werden neben Statusmeldung und Fehlermeldung auch Zeitmeldungen für die Dauer der Ausführung eines Schaltbefehls rückgemeldet.
Digitalkupplung mit rückmeldefähigem Decoder von Roco Im Set mit einem Multiprotokoll-Decoder sind bei Roco zwei Digitalkupplungen erhältlich. Geeignet ist der Decoder für 8-polige NEM-652-Schnittstellen. Roco • Art.-Nr. 40411 • € 79,40 • Erhältlich im Fachhandel
Tams • Art.-Nr. 43-03116-01 • € 54,90 • Erhältlich im Fachhandel und direkt bei tams elektronik, Fuhrbergerstraße 4, D-30625 Hannover, www.tams-online.de
Weitere Artenvielfalt bei Doehler & Haass Der bekannte Münchener Decoder-Spezialist erweitert das hauseigene Angebot um einige Varianten. Zunächst sind jedoch für die Decoder DH05C, DH10C sowie DH16A kostenlose Firmware-Updates (Version 3.02.073) erschienen. Die Fahrzeugdecoder unterstützen damit das Bremsen mit asymmetrischer Digitalspannung und die bidirektionale Kommunikation. Neu erhältlich ist der Decoder DH18A für SX1, SX2 und DCC passend zur Next18-Schnittstelle. Auch für die Decoder DHP260 und FH05A sind Firmware-Updates erschienen (Version 8.09) und ermöglichen nun Vorwärts-Trim durch CV66/par093 und Rückwärts-Trim durch CV95/par094. Der Wert „0“ bedeutet „ausgeschaltet“ (Standardwert), Werte kleiner „128“ reduzieren die
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Geschwindigkeit, Werte größer „128“ erhöhen die Geschwindigkeit. Auch SX2-POM bei dem SX1-Betrieb durch den par003 ist nun machbar. Das Aufspielen aller Updates ist im eingebauten Zustand auf dem Gleis möglich und erfolgt entweder über die Digitalzentrale FCC oder den Programmer von D&H bzw. die RMX-Zentrale von Rautenhaus. Die Bilder entsprechen links oben beginnend den unten aufgeführten Artikelnummern bzw. Decoderbezeichnungen. Doehler & Haass • Art.-Nr. DH05C-0 • € 29,90 • Art.-Nr. DH10C-0 • € 27,90 • Art.-Nr. DH16A-4 • € 31,90 • Art.-Nr. DH18A • € 30,90 • Art.-Nr. DHP260 • € 33,90 • Art.-Nr. FH05A-0 • € 17,50 • Erhältlich im Fachhandel und direkt bei Doehler & Haass GmbH & Co. KG, Eichelhäherstraße 54, D-81249 München, www.doehler-haass.de
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NEUHEITEN Sound für Pikos neue Reichsbahn-130 Für die in MIBA 12/2012 ausführlich im Vorbild vorgestellte und als Piko-H0-Modell getestete BR 130 ist bei selbigem Hersteller ein Loksound-Decoder erhältlich – wenngleich es sich dabei um ESUs LokSound V4.0 M4-Decoder handelt. Mit ihm einher gehen 18 verfügbare Soundfunktionen, deren Abrufen jedoch – wie immer mit ESUs LokSound – entsprechende F-Tasten voraussetzt. Die Geräusche umfassen dabei neben den obligatorischen Motorgeräuschen, reichsbahntypischen Schienenstößen und Lüftergeräuschen auch einen Soundfader, mit dem die Geräuschabsonderung in Tunnelabschnitten reduziert werden kann. Der Übergang ist dabei nicht
abrupt, sondern gleitend. Für die Wiedergabe der Geräuschfunktionen stehen acht Soundkanäle zur Verfügung. Darüber hinaus lassen sich selbstredend auch Lichtfunktionen schalten und Einstellungen bezüglich des Fahrverhaltens wie etwa Lastregelung, Brems- und Beschleunigungszeit sowie die Höchstgeschwindigkeit individuell einstellen. Piko • Art.-Nr. 59740 • € 89,99 (Diesellok BR 130) • Art.-Nr. 56340 (LokSound) • € 99,99 • Erhältlich direkt im Fachhandel
Starkes Stück – Uhlenbrocks Booster Power 8 Vor allem für den Strombedarf von Lokmodellen größerer Spurweiten ist Uhlenbrocks kompakter LocoNet-fähiger Multiprotokoll- Booster Power 8 gedacht. Hierfür liefert der Power 8 konstant 7 Ampere, kurzzeitig sind sogar 8 Ampere möglich. Geeignet ist der Power 8 für die Datenformate DCC, Motorola® und mfx. In DCC-Systemen ist zusätzlich ein Einsatz als Bremsgenerator möglich, wobei beliebig viele Bremsabschnitte angeschlossen werden können. Uhlenbrock • Art.-Nr. 17320D • € 149,– • Erhältlich im Fachhandel
Servodecoder 8FS von Massoth Ab sofort ist Massoths neuer 8-facher Funktions- und Servodecoder eMotion 8FS erhältlich. Der Elektronikbaustein eröffnet die Möglichkeit bis zu vier Servos direkt anzusteuern, ein für den ServoBetrieb notwendiger 6-V-Festspannungsregler ist bereits integriert. Neben zwei Mini-CT-Buchsen, an denen der automatische Entkuppler direkt angeschlossen werden kann, sind weitere Steckpins vorhanden. Sie können mit der beiliegenden Steckerleiste entsprechend mit Lichtund Servofunktionen belegt werden. Mittels zwei Adern erfolgt der Anschluss an das Digitalgleis. Darüber hinaus hat Massoth das bisherige Funktionsmapping vollständig überarbeitet, um so zunehmenden Möglichkeiten der Funktionsarten in Kombination mit Sondereffekten einfacher gerecht zu werden. So sind die CVs, die die acht Funktionsausgänge konfigurieren, klar gegliedert. So ist beispielsweise für den Ausgang A1 der CV-Bereich 110-119 reserviert, Ausgang A2 kann über die CVs 120129 usw. gesteuert werden. Auch im Bereich des Dimmens wurde an den Funktionsausgängen eine Vereinfachung vorgenommen, wodurch ab sofort für jeden Ausgang eine separate CV für das Dimmen (PWM) zuständig ist. Parallel zur Auslieferung des eMOTION 8FS ist auch eine Neuauflage des Licht- und Funktionsdecoders eMOTION 8FL, ebenfalls mit dem neuen Funktionsmapping lieferbar. Beide Decoder bieten zudem die neuen BinaryState-Funktionen, eine separate POM-Programmieradresse sowie Programmiersperre, mit deren Hilfe mehrere Decoder in einer Lok in eingebautem Zustand programmiert werden können. Massoth • Art.-Nr. 8152001 (eMotion 8FL) • € 32,95 • Art.-Nr. 8152501 (eMotion 8FS) • € 39,95 • Erhältlich im Fachhandel
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Uhlenbrocks digitale Universalsteuerung kann für zahlreiche automatische Steuerungsabläufe auf einer Anlage Verwendung finden und wird über LocoNet mit der Digitalzentrale verbunden. Die Steuerung kann vier Gleisabschnitte überwachen und pro Gleisabschnitt einen Zug signalabhängig abbremsen und anhalten. Alle Steuerungsaufgaben können mit zusätzlichen Modulen erweitert werden. Die Bahnhofsteuerung kann bis zu 13 Fahrstraßen verwalten, wobei keine weiteren Geräte zum Schalten der Fahrstraßen notwendig sind. Die Universalsteuerung ist gleichfalls für das Mittelleitersystem erhältlich. Uhlenbrock • Art.-Nr. 68720 (DC) • Art.-Nr. 68730 (AC) • je € 99,– • Erhältlich im Fachhandel
L.Net-Converter von ESU ESU bietet mit dem L.Net-Converter ab sofort die Möglichkeit, bereits vorhandene LocoNet-Handregler der Firmen Uhlenbrock sowie Digitrax mit den hauseigenen ECoS-Zentralen bzw. mit Märklins Central Station „reloaded“ betreiben zu können. Die Anzeigen eines Handreglers arbeiten synchron zum ECoS. Zudem gibt es keine Beschränkung hinsichtlich des Datenformats. Die Integrationsmöglichkeit besteht auch für LocoNet-Schaltmodule oder LocoNet-Rückmeldebausteine. ESU • Art.-Nr. 50097 • € 89,95 • Erhältlich im Fachhandel
Selectrix-Bus-Verteiler SXV-GA für Großanlagen Besonders bei großen Anlagen kann es sinnvoll sein, die Weiterschleifung des SX-Busses und die damit einhergehende Signalschwächung zu vermeiden. An diesem Punkt kann der Selectrix-Bus-Verteiler SXV-GA Abhilfe schaffen, in dem er eine solide Schnittstelle zum Verteilen des Selectrix-Busses auch über große Entfernungen bietet. Hierzu sorgen diverse Bestückungsmöglichkeiten mit 5-poligen DINBuchsen und zusätzliche Schraubklemmen für Buskabel mit dickerem Querschnitt zum einem für eine hohe Flexibilität und zum anderen für eine verlustarme Übertragung der Signale auch über weite Strecken. Modellbahn Digital Peter Stärz • Art.-Nr. SXV-GA (Bausatz) • € 12,– • Erhältlich direkt bei Modellbahn Digital Peter Stärz, Dresdener Straße 68, D-02977 Hoyerswerda, www.firma-staerz.de
T4T-Zugbus für breites Publikum In Kooperation werden Liliput und T4T ab sofort Liliput-H0-Modelle sowohl mit Decodern als auch mit der automatischen, stromleitenden Kupplung TC-H0 ausrüsten und so für das TCCS-Zugbussystem ertüchtigen. Die damit verbundenen Funktionen sind nicht auf Fahrzeugkombinationen beschränkt, sondern gelten universell für alle ausgerüsteten Fahrzeuge. So sind beispielsweise ohne Abstimmung von Kennlinien Mehrfachtraktionen sofort möglich. Auch die korrekte Beleuchtung der Fahrzeuge wird automatisch durch das Zugbussystem bestimmt. Alle ausgewählten Lokomotiven werden zusätzlich mit Energiespeichern bestückt. Steuerbar ist der Zugbus mit allen gängigen DCC-fähigen Zentralen. Die Fahrzeuge werden seitens T4T mit neuen Artikelnummern versehen und sind an einem Aufkleber mit dem Schriftzug „TCCS in action – by T4T and partners“ auf der Liliput-Originalverpackung zu erkennen. Erhätlich im Fachhandel sowie direkt im T4T-Online-Shop unter www.tec4trains.de
EEP Eisenbahn X In der nunmehr zehnten Auflage ist die Aufbau- und Steuerungssimulations-Software Eisenbahn X von EEP zu haben. Im Vergleich zu den Vorgängerversionen wurde das Userinterface neu gestaltet und auch das Planfenster kommt im neuen Design daher. Die Landschaftsgestaltung ist nun in 3D-Texturen möglich. Ebenfalls neu sind optionaler Linksverkehr, kinematisch animierte Figuren, Standsounds für alle Modelle sowie Kontaktpunkte auf Kamerawegen. In der Expert-Version sind vier animierte Führerstände enthalten. EEP • Eisenbahn X • € 29,99 (Basic) • € 49,99 (Expert) • Erhältlich direkt bei Trend Redaktions- & Verlagsgesellschaft mbH, Pearl-Straße 1-3, D-79426 Buggingen, www.eep.eu MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
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NEUHEITEN
Universalsteuerung von Uhlenbrock
Sniffer
9
Computer
11
Computer
12
Bediengeräte (Ein-/Ausgabe)
1
8
Zentraleinheit (Signalerzeugung und -verteilung)
5 7
Bediengeräte (Ein/Ausgabe)
2
3
10 6
ComputerInterface
Computer, Smartphones, Tablets
4
stationäre Funktionsdecoder
Rückmeldedecoder
Die Abbildung zeigt ein auf die die Komponenten verbindenden Busse fokussierendes Prinzipschaubild eines Digitalsystems. Die Ziffern in den Kreisen beziehen sich auf die entsprechenden Abschnitte im Text.
Protokolle und Datenformate in Digitalsystemen
Busse und Schnittstellen Der Markt der Digitalsysteme wächst ständig, neue Systeme werden eingeführt, alte Systeme laufen aus oder erhalten per Update neue Fähigkeiten. Die Frage, was von wem gemeinsam verwendet werden kann, ist trotz Normen und Standards mitunter schwer zu beantworten. Dr. Bernd Schneider betrachtet in diesem Beitrag das Thema vonseiten der die Komponenten verbindenden Busse.
I
n der Zentraleinheit laufen alle Informationen zusammen, hier erfolgt die Erzeugung der Digitalsignale sowie deren Verteilung an die weiteren Komponenten. Ebenso werden hier die Befehle der Bediengeräte und des Interface etc. entgegengenommen.
Monolithisch oder modular? Am Markt gibt es zwei große Gruppen von Digitalsystemen: Die erste Gruppe ist mehr oder minder komplett modular aufgebaut, jede Funktionseinheit wird im eigenen Gehäuse geliefert. Das System kann nach den Anforderungen des Modellbahners nahezu beliebig zusammengestellt werden. Vertreter dieser Kategorie sind beispielsweise das Märklin/Arnold „Ur-Digital“, Trix Selectrix, DCC-Systeme von Lenz sowie die Selectrix-Systeme von MTTM und rautenhaus digital. Bei diesen Systemen sind Anschlüsse für Bediengeräte und 18
Komponenten wie Interface etc. zwingend erforderlich. Die zweite Gruppe der Systeme vereint mehrere Funktionseinheiten zusammen mit der Zentrale in einem Gehäuse. Vertreter dieser Monolithen sind Geräte wie Central Station, Commander, ECoS, Intellibox usw. Da diese Geräte die Bediengeräte bereits integriert haben, könnten sie prinzipiell auf die Möglichkeit des Anschlusses weiterer Bediengeräte verzichten. Unabhängig vom Typ der Systeme verfügen jedoch zwangsläufig alle Systeme über eine Reihe von Anschlüssen – die im Folgenden der Reihe nach beleuchtet werden.
Anlagenanschluss (1) An der Zentraleinheit finden sich Anschlüsse für den Anlagenanschluss (1). Da zu den Gleisen bisher vorwiegend nur Informationen (Fahrbefehle für Lo-
komotiven etc.) gesendet werden, zeigt die Pfeilspitze, welche die Richtung des Informationsflusses repräsentiert, zur Anlage. Einige Systeme unterstützen auch das selbsttätige Anmelden eines Decoders mit seinen Eigenschaften bei der Zentrale (Märklin mfx) oder generelle Formen von Rückmeldungen über das Gleis als „Bus“. In allen diesen Fällen werden auch Informationen von den Lokdecodern über den Anlagenanschluss empfangen, der Pfeil müsste dann in beide Richtungen zeigen.
Programmiergleisanschluss (2) Vom Programmiergleisanschluss werden sowohl Informationen gesendet (beim Programmieren eines Decoders) als auch Informationen empfangen (beim Auslesen eines Decoders), dementsprechend zeigen die Pfeile in beide Richtungen. Mit Ausnahme einiger EinsteigerSysteme aus Start-Sets gehört der Programmiergleisanschluss quasi bei allen Systemen zum Standard. Bei den genannten Einsteiger-Systemen muss zum Programmieren – sofern es überhaupt unterstützt wird – sichergestellt werden, dass sich nur das zu programmierende Fahrzeug auf den Gleisen befindet. Die elektrischen Signale zur MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
GRUNDLAGEN
Programmierung werden dann ebenfalls über den Anlagenanschluss (1) übertragen. Zu den Systemen ohne separaten Programmiergleisanschluss gehören die Gleisbox/Mobile Station-Gespanne von Märklin und Trix, MultiMaus von Roco, LokBoss von Fleischmann; aber auch das neueste Modell, die z21 (mit kleinem „z“) von Fleischmann/Roco. Teilweise erlauben die Systeme auch nur das Schreiben von Einstellungen und nicht das Lesen.
Stationäre Decoder (3) Der Ansteuerung von Weichen, Signalen, Beleuchtungen, Kränen und anderen Funktionsmodellen dienen stationäre Decoder. Einige Einsteiger-Systeme unterstützen nur den Fahrbetrieb (z.B. Lok-Mäuse), sie werden im Folgenden nicht weiter betrachtet. Dennoch trennen sich die am Markt angebotenen Systeme ein weiteres Mal, bedingt durch die zur Datenübertragung verwendeten Medien (siehe auch Kasten rechts) und die Datenformate bzw. Protokolle selbst. Bei Märklin-Motorola- und DCC-Systemen werden über die mit (3) gekennzeichneten Verbindungen dieselben Informationen gesendet, die auch über den Anlagenanschluss ausgegeben werden, das heißt, (1) und (3) sind letztendlich identisch. Viele Systeme erlauben jedoch an dieser Stelle noch die Verwendung eines weiteren Protokolls, beispielsweise LocoNet (Intellibox von Uhlenbrock, Systeme von Digitrax) oder ECoSlink von ESU.
Rückmeldedecoder (4) Im Gegensatz zu den oben genannten Funktionsdecodern, die mit wenigen Ausnahmen als stumme Befehlsempfänger arbeiten, senden Rückmeldedecoder Informationen – in der Regel Gleisbelegt- und/oder Gleisfreimeldungen – an die Zentraleinheit oder andere Systemkomponenten, beispielsweise das Interface. Traditionell ist der „Rückmeldebus“ daher nur unidirektional angelegt. Klassische Vertreter sind der s88-Bus von Märklin, der sich auch nach über dreißig Jahren noch an nahezu jeder aktuellen Zentrale findet sowie der RSBus bei den Lenz-Systemen. Das gilt teilweise auch für ganz aktuelle Entwicklungen, wie etwa den RailCom-Bus MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Datenformate und Übertragungsmedien Datenformate bzw. Protokolle existieren bei den Digitalsystemen zuhauf: Zuallererst denkt man natürlich an das Datenformat bzw. das Protokoll, mit dem die Lokomotivdecoder angesprochen werden: DCC, Märklin Motorola und Selectrix. Beim DCC- und Märklin-Motorola-Protokoll können Lokdecoder wie auch stationäre Decoder am selben Übertragungsmedium („Netz“) angeschlossen werden. Dieses Übertragungsmedium sind die berühmten zwei Drähte von der Zentrale zur Anlage. M.a.W.: Werden diese Daten in das Schienennetz eingespeist, kann an das Schienennetz auch ein stationärer Decoder angeschlossen werden. Dieses Prinzip findet beispielsweise beim C-Gleis Anwendung,
von Lenz, der sogar über ein eigenes Computerinterface verfügt. Sollen die Rückmeldedecoder auch von der Zentrale aus konfiguriert werden können, so ist ein bidirektionaler Bus zu verwenden: Mehrere solcher Rückmeldedecoder verfügen über einen LocoNet-Anschluss, aber auch für XPressNet, ECoSlink und BiDiB gibt es Rückmelder. Bei Systemen, die auf dem SelectrixProtokoll basieren, sind die Busse (3) bis (6) identisch ausgeführt. Das vereinfacht die Verkabelung der Anlage enorm und erlaubt zudem den Bau von „Multifunktionsdecodern“ als Kombination aus Funktions- und Rückmeldedecoder.
Systembus (5) und (6) Die von der Zentraleinheit auszugebenden Befehle müssen ihr von außen zugeführt werden. Dazu sind Fahr- und Stellpulte über den Systembus mit der Zentrale verbunden. Der Systembus arbeitet in der Regel im Zweirichtungsbetrieb, damit beispielsweise Weichenstellungen am Schaltpult angezeigt werden können. Auch das Computer-Interface wird hierüber mit der Zentrale verbunden, denkbar wäre aber auch eine vom Systembus unabhängige Anbindung. Aus der oben genannten identischen Ausführung der Busse (3) bis (6) bei Selectrix-Systemen ergibt sich nicht nur die Möglichkeit, Handregler etc. an jeder Stelle der Anlage an einen Decoder anstecken zu können – Walk-
bei dem der Decoder direkt in der Gleisbettung unter der Weiche seinen Platz findet. Selbstverständlich – und so ist es durchaus üblich – kann der Anschluss der stationären Decoder auch an eine eigene Leitung erfolgen. Diese überträgt aber letztendlich die gleichen Daten, die auch auf der Schiene übertragen werden. Anders bei den Systemen, die auf Selectrix basieren: Hier ist das Gleissignal anders aufgebaut als das Datensignal zur Versorgung stationärer Decoder. Folglich können die stationären Decoder auch nicht aus dem Gleis versorgt werden, sondern benötigen zwingend ein eigenes Netz („SX-Bus“) zur Übermittlung der Daten – ein Grund für die hohe Betriebssicherheit.
around-Control ist quasi eingebaut –, sondern auch die Möglichkeit, am Computer-Interface die von Fahrreglern oder Stellpulten gesendeten Befehle direkt mitzulesen. Das ist gerade bei Computer-Steuerungen eine interessante Option (siehe auch Infokasten Interoperabilität). Ähnlich alt wie der Selectrix-Bus ist der bei den Ur-Digitalsystemen von Märklin/Arnold verwendete, aus Industrieanwendungen stammende I2C-Bus. Über diesen konnten weitere Bedienkomponenten rechts und links der Zentrale angesteckt werden. Uhlenbrock rüstete seine Intellibox der ersten Bauart und die Intellibox IR ebenfalls damit aus. Bei den neueren Modellen setzt Uhlenbrock auf LocoNet – wie LocoNetErfinder Digitrax und einige weitere auch. Quasi als Gegenpol ist das bei den Lenz-Systemen und davon abgeleiteten Systemen zu findende XpressNet zu sehen. Im Viessmann-Commander wird XpressNet mit „LSB“ (LowSpeedBus) bezeichnet. Im Viessmann-Sortiment findet man mit dem Signalbaustein 5229 für Lichtsignale in MultiplexTechnologie auch einen stationären Decoder mit XpressNet- bzw. LSB-Anschluss. Gerade beim Systembus scheinen die Entwickler ihre individuellen Vorstellungen auszuleben: So existiert beispielsweise bei Viessmanns Commander noch ein HSB (HighSpeedBus), ESU setzt auf ECoSlink, Tams auf EasyNet usw. Aus der Open-DCC-Ecke macht BiDiBus auf sich aufmerksam. 19
Interoperabilität Mit Interoperabilität wird die Fähigkeit unabhängiger und unterschiedlicher Systeme bezeichnet, möglichst ohne Brüche zusammenzuarbeiten, also beispielsweise Informationen auf effiziente und verwertbare Art und Weise austauschen zu können. Interoperabilität kann durch die Verwendung gemeinsamer Normen und Standards erreicht werden. Dort, wo diese Basis nicht vorhanden ist, wird dies eben durch Konverter oder Adapter, die das Datenformat des einen Systems in das des anderen Systems übersetzen erreicht. Viele der gegenwärtig angebotenen Systeme sind zumindest teilweise nicht interoperabel, so lassen sich beispielsweise Handregler nicht systemübergreifend verwenden. Um das zu erreichen, müssen letztendlich die elektrischen und logischen Eigenschaften der verschiedenen Netze und Protokolle entsprechend übersetzt werden. Hierfür gibt es Komponenten wie beispielsweise den L.Net converter von ESU, der zwischen LocoNet und ECoSlink übersetzt, die X2X-Box von MTTM, die den Betrieb von XPressNet-Komponenten (wie Lok-Mäusen und Lenz-Handregler) an Selectrix-Systemen erlaubt (siehe DiMo 4/2012, S. 8ff.), oder Uhlenbrocks Maus Adapter, der Roco-Mäuse mit dem LocoNet verbindet.
Um Systemumsteigern einen Systemwechsel schmackhaft zu machen, werden Adapter angeboten: Die bereits genannten Adapter für die Roco-Mäuse gehören quasi zum Standard, Tams bietet darüber hinaus sogar einen Adapter für Märklins Ur-Digital.
Kabellose Bediengeräte (7) Für den Anschluss kabelloser Bediengeräte existieren etliche Ansätze, die meist aus dem Bereich der Unterhaltungselektronik stammen. Die Idee selbst ist jedoch weitaus älter als die Digitalsteuerungen: So stellte Trix 1977 unter der Bezeichnung Trix 2000 ein kabelloses System vor, das aus Infrarot-Tasten, -Fernbedienung und Empfängereinheit bestand (damals im Set für DM 447,–). Bei ihm – wie auch bei anderen Systemen, beispielsweise der Intellibox IR – werden kodierte Befehle mittels Infrarotlicht zum Empfänger übertragen, der die empfangenen Daten ggf. umformt und dann in den Systembus ein20
Auch auf Ebene der Digitalsysteme kann eine Verbindung erfolgen, indem die von der Zentrale des einen Systems erzeugten Signale vom anderen System durch einen „Sniffer“ oder „Koppler“ analysiert und als Steuerbefehle verwendet werden. Dadurch lassen sich vorhandene Eingabe- und Steuergeräte weiterverwenden. Den umgekehrten Weg, die Weiterverwendung vorhandener stationärer Decoder, ist unproblematisch, solange die neue Zentrale das gleiche Protokoll verwendet wie die alte Zentrale. Ist das nicht der Fall, so kann ein Steuerungsprogramm, das mehrere Digitalsysteme gleichzeitig bedienen kann, die Integration leisten. Jedoch ist hier meist keine vollwertige Kommunikation möglich, d.h., es werden nur Befehle an die Zentrale gesendet, aber keine Fahrbefehle von den Handreglern empfangen. Das ist gegenwärtig nur mit der Software RMX-PC-Zentrale und den rautenhaus digital RMX-Zentralen möglich: Dort können sowohl die Informationen von Handreglern als auch Schalt- und Rückmeldebefehle zwischen mehreren Selectrix-Systemen und dem RMX-System ausgetauscht werden. Dies zeigt auch die Vorteile eines einheitlichen, bidirektionalen Netzes – sofern diese Eigenschaften genutzt werden.
speist. Auch dieses System arbeitet im Einrichtungsdatentransfer. Neuere Ansätze verwenden statt des Infrarotlichts die Übertragung per Funk. So konnte der Nachteil, dass zur Bedienung die Fernbedienung auf den Empfänger gerichtet werden muss, vermieden werden. Verwendet wurden hier wiederum proprietäre Datenformate. Zur gleichen Kategorie ist auch das PhoneControl von Tams zu zählen, nur dient hier keine Fernbedienung, sondern ein DECT-Telefon als Eingabegerät. Während oben genannte Geräte in der Regel ausschließlich als Sender arbeiten, erlauben maßgeschneiderte Handregler auch eine Zweirichtungskommunikation. Eine solche Möglichkeit bieten zum Beispiel die Handregler von rautenhaus digital für das Selectrixund RMX-System. Diese Handregler verfügen neben dem Fahrmodus auch über einen Schalt- und Monitormodus. Die bidirektionale Verbindung gestattet es auch, Lokdecoder auszulesen und sich die CVs anzeigen zu lassen.
SRCP – Eine Revolution? SRCP, das „Simple Railroad Command Protocol“, verfügt über die Voraussetzungen, eine kleine Revolution auszulösen. SRCP abstrahiert vom Digitalsystem und bietet so eine einheitliche Sprache, nicht nur zur Kommunikation zwischen Interface und Computer, sondern auch zur Kommunikation zwischen den Komponenten. Wird darüber hinaus der Systembus so aufgebaut, dass über ihn die Kommunikation per SRCP erfolgt (z.B. LAN/ WLAN), kann letztendlich sogar das Interface entfallen, da keine elektrische Übersetzung in Richtung des Computers erforderlich ist. SRCP findet in mehreren Programmen Verwendung (siehe DVD: srcpd, spdrs60, dtcltiny, Rocrail), jedoch existiert auch SRCP-sprechende Hardware: JSS Elektronik bietet mit den SRCPServern („Zentralen“) MBS2 und MBS4 gleich zwei solcher Systeme an. Für die Steuerung können außer Steuerungsprogrammen („SRCP-Clients“) auf dem Computer auch SRCP-Clients auf Mobilgeräten verwendet werden. Wer einen Handregler mit Drehknopf bevorzugt, wird mit dem eWicht von MoBaCon bedient: Auch er kommuniziert komplett per SRCP.
Aufgrund der Zweirichtungskommunikation können im Monitormodus Weichenstellungen und Gleisbelegtmeldungen angezeigt werden. Bei Übernahme einer Lokomotive von einem anderen Handregler oder Ähnlichem wird diese mit der aktuellen Geschwindigkeit übernommen. Hier wird also das komplette Protokoll des Systembusses per Funk übertragen. Einen herstellerübergreifenden Standard sucht man vergeblich. Der Funkstandard Bluetooth konnte sich hier bisher nicht durchsetzen – womöglich ein Zeichen der dafür erforderlichen Lizenzkosten. Es ist zu erwarten, dass der drahtlose Bus zunehmend durch WLAN ersetzt wird und auch die Handregler selbst Smartphones, PDAs oder Tablets weichen. Letztere kommen bisher zunehmend in Verbindung mit Softwaresteuerungen zum Einsatz, bei denen über WLAN kommuniziert wird. Das Ende des Drehreglers ist damit fast in Sichtweite – und damit auch die Bedienung ohne Hinsehen … MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Sniffer (8) und (9) Eine besondere Systemkomponente stellt der Sniffer dar. Er erhält über seinen Eingang (9) die Digitalsignale eines anderen Digitalsystems, übersetzt diese in das Format des eigenen Systems und gibt sie über den Systembus (8) – meist identisch mit (5) und (6) – an die Zentrale weiter. Grundsätzlich wäre es denkbar, den Übersetzungsvorgang in beide Richtungen laufen zu lassen. In der Praxis dient er jedoch in allererster Linie dazu, die bereits vorhandenen Bediengeräte und Steuerungslösungen nach einem Systemwechsel weiterhin einsetzen zu können. Insofern handelt es sich also eigentlich um eine Brücke zwischen zwei unterschiedlichen Systembussen.
Computer-Schnittstelle (10) Über lange Zeit hinweg dominierte hier die sogenannte serielle Schnittstelle (RS232) aus der Computertechnik. Sie gehörte quasi zur Standardausstattung eines jeden Computers. In der Computertechnik selbst wurde sie allerdings vor rund 10 Jahren durch die USB-Schnittstelle (USB = Universal Serial Bus) abgelöst. Zwischenzeitlich findet man die RS232-Schnittstelle kaum noch in neuen Computersyste-
men, dafür aber die USB-Schnittstellen in der nunmehr dritten Version. Alternativ – oder zusätzlich – zur USB-Schnittstelle finden sich in den Computer-Interfaces vermehrt Netzwerkschnittstellen (LAN = Local Area Network), womit sich eine Reihe interessanter Möglichkeiten durch den Anschluss weiterer Computer, Smartphones oder Tablet-Computer ergeben. Auch wenn hier der Übertragungsweg seit jeher standardisiert ist, trifft das jedoch nicht auf die übertragenen Daten bzw. deren Format zu – dieses ist wiederum anbieterspezifisch. Lediglich die Formate „P50“ des alten Märkin-Interface (6050) sowie die darauf aufbauende Erweiterung P50X finden neben Selectrix herstellerübergreifend Verwendung – sehr zur Freude der Autoren von Steuerungsprogrammen. Auch in diesem Bereich erlangt das Protokoll SRCP zunehmend Bedeutung.
Auch wenn das Digitalsystem „ausschließlich“ per serieller Schnittstelle oder USB-Schnittstelle mit einem Computer verbunden ist, so kann dieser unter Rückgriff auf geeignete Programme Steuerungsinformationen vom Digitalsystem an andere Computer, Smartphones oder Tablet-Computer weiter-
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Selbstbau-Decoder auf Basis von Atmel oder Arduino unter ausschließlicher Verwendung von Standard-Hardware zeigen. Da auch die Fähigkeiten der Digitalkomponenten weiter zunehmen – man denke an dieser Stelle an die Fülle von Konfigurationsvariablen (CV) zur Einstellung eines 4-fach-Servodecoders oder die Programmierung eines Lichtsignaldecoders –, ist ein Einstellen ohne PC-Hilfe kaum noch möglich. In krassem Gegensatz dazu steht die moderne Unterhaltungselektronik: Dank eingebauter Web-Server, die als 1-Chip-Lösung oder vom Prozessor „nebenbei“ betreut werden können, ist kein spezielles Programm erforderlich, denn dieses liefert das Gerät gleich mit. Für Gartenbahner existieren bereits erste Prototypen von Lokdecodern, die über einen eingebauten Web-Server per WLAN gesteuert werden; die Schienen dienen hier nur noch der Stromversorgung.
RS232, USB, USB 2.0, Ethernet (TCP/IP); verschiedene, größtenteils systemspezifische Befehlsformate oder SRCP
11, 12
Ethernet (TCP/IP) und SRCP oder anwendungsspezifische Formate
(Funk-)Netzwerk (11) und (12)
Zukunftsvisionen Vor dem Hintergrund, dass die meisten der heute am Markt etablierten Digitalsysteme ihre Wurzeln in den 1980er-Jahren haben, einer Zeit, in der Logikschaltungen vorzugsweise aus „integrierten Schaltkreisen“ oder – aus heutiger Sicht – primitiven Mikrocontrollern konstruiert wurden, verwundern die mitunter einfachen Protokolle nicht weiter; schließlich muss jeder Befehlsempfänger das Protokoll verstehen und auswerten können – zudem sollten sie bezahlbar sein und in eine Lokomotive passen. Nun sind wir mehr als 30 Jahre weiter, Logik, die früher auf zwei oder mehr EuropaKarten Platz fand, erledigt heute ein einziger Mikroprozessor mit der passenden Firmware – und liefert nebenbei womöglich noch Schnittstellen und Standard-Protokolle zur Kommunikation mit anderen Komponenten. So kann der Aufbau von Decodern oder Zentralen teilweise extrem vereinfacht werden, wie beispielsweise
Nummer
Die obige Tabelle zeigt eine Übersicht über verwendete Protokolle und Übertragungsmedien. Die Zahlen beziehen sich auf die Abbildung auf der vorhergehenden Seite.
geben oder umgekehrt von diesen empfangen. Die Kommunikation erfolgt dabei mittels des standardisierten NetzwerkProtokolls TCP/IP, wahlweise kabelgebunden („Ethernet“) oder per Funk („WLAN“). Beide dienen wiederum nur als Transportmedium, die zu transportierenden Daten werden auch hier durch die Protokolle der Steuerungsprogramme bestimmt. So erlauben etliche der Programme den Betrieb im Netzwerk (z.B. Modellstellwerk, Railware, Rocrail, TrainController mit +Net u.a.) oder binden mobile Endgeräte auf der Basis eines proprietären Formats (Modellstellwerk, Rocrail, WinDigipet u.a.) oder per SRCP (Modellstellwerk, Rocrail u.a.) ein. Dank der geschickten Architektur der RMX-PC-Zentrale von rautenhaus digital ist hier sogar der gleichzeitige Betrieb von zwei verschiedenen Steuerungsprogrammen möglich (siehe auch MIBA 12/2012, S. 50ff.). Der Computer wird auf diese Weise zur Integrationsplattform. Dr. Bernd Schneider 21
Überblick über aktuelle Digitalsteuerungen
Volle Kontrolle „Welche soll ich nehmen?“ – So oder ähnlich dürften die meisten Fragen bei der Neuanschaffung einer Digitalsteuerung lauten. Hat Ihr Händler nur eine einzige im Angebot, ist die Antwort schnell gefunden. Ob das dann auch mit Ihren Bedürfnissen übereinstimmt, sei mal dahingestellt. Nur, welche Wünsche darf man haben und was geht oder, viel schlimmer, was geht nicht? Anstatt eine Liste von Einzelfunktionen aufzuzeigen, stellt Guido Weckwerth Ihnen verschiedene Konzepte von Digitalzentralen anhand des aktuellen Angebots vor. Hilfe zur Selbsthilfe, wenn man so will …
F
ragen Sie mal in einschlägigen Modellbahnforen nach Tipps für die Anschaffung einer Digitalzentrale. Lauter wirklich gute Ratschläge kommen dann, auch mal Empfehlungen für ein bestimmtes System. Je nach Forum ist es die eine oder die andere Zentrale. Beim Händler hingegen werden Sie das Gerät empfohlen bekommen, welches dieser im Angebot hat und auch nötigenfalls unterstützen kann.
Alles oder wenig Ganz aus der Vogelperspektive betrachtet, lassen sich die erhältlichen Digitalsysteme grob in zwei Lager einteilen. Zum einen sind das Systeme mit integrierten Touch-Bildschirmen, die alles mitbringen (wollen), auf der anderen Seite stehen die (vermeintlich) einfacheren Systeme. Für die erste Kategorie gibt es drei prominente Vertreter: Hier sind die 22
Central Station 2 von Märklin, die ESU Ecos sowie der Viessmann Commander auf dem Markt. Alle drei stellen sozusagen ein Komplettpaket dar, mit dem alle Funktionen, die ein Modellbahner benötigen könnte, angeboten werden. Selbst ein automatischer Betrieb ist mit unterschiedlicher Komplexität möglich. Natürlich sind bereits Fahrregler integriert, ebenso gehört ein Gleisbildstellpult zum Funktionsumfang. Auch an verfügbaren Digitalformaten herrscht kein Mangel, alle marktüblichen Formate werden umfangreich bedient. Ganz anders stellt sich die Situation bei den Vertretern der zweiten Kategorie dar. Hier gehört Mobilität quasi zum Lieferumfang. Handregler sind Standard, teils sogar drahtlos. Dafür ist der Funktionsumfang nicht so umfangreich wie bei der ersten Gerätefraktion. Zwar lassen sich mit allen Systemen die Grundfunktionen „Fahren“ und „Weichenstellen“ ausführen,
für mehr Komfort ist man aber oftmals auf Zusatzgeräte wie etwa einen Computer angewiesen. Dafür gestaltet sich die Inbetriebnahme sehr einfach. Ohne große Konfiguration bewegt sich schnell die erste Lok, das „Erfolgserlebnis“ stellt sich wesentlich schneller ein. Dafür verlangen diese Geräte vom Anwender etwas mehr Kenntnis über das benutzte Digitalsystem, wenn man Einstellungen an den Fahrzeugen vornehmen möchte. Andererseits sind Experten mit den einfachen Systemen wesentlich schneller am Ziel. So ein kleines bisschen in der Mitte liegen die Intellibox 2 von Uhlenbrock und die Roco Z21. Beides sind keine ganz einfachen Systeme mehr, erreichen aber im jetzigen Ausbaustand nicht den Funktionsumfang der Komplettgeräte.
Eines ist keines Sie merken schon an diesem kurzen Überblick, ein System für alle Zwecke ist möglicherweise gar nicht zu haben. Viele Modellbahner haben einen Weg darin gefunden, mit zwei Systemen zu arbeiten. Eines für den Test und den Basteltisch und ein weiteres für den Betrieb auf der Anlage. Insofern ist ein Digitalsystem, das am Anfang richtig erscheint, immer noch sinnvoll benutzt, wenn es später durch ein komplexeres System ersetzt werden sollte.
Märklin: Central Station 2 Mit der jüngste Vertreter der Komplettsysteme ist das Digitalsystem der Göppinger. Obwohl der Name Märklin auf dem Gehäuse prangt, steht das System weiteren Digitalsystemen überraschend offen gegenüber. So gehört neMIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
GRUNDLAGEN
ben mfx und Motorola auch DCC zu den angebotenen Protokollen. Hauptaugenmerk wurde bei der Entwicklung auf eine logische und möglichst intuitive Bedienung gelegt, was im Grundsatz bis heute gilt. Auch ungeübte Anwender kommen in der Regel schnell mit dem System zurecht, wenn auch die Fülle der Optionen manchmal Hürden aufrichtet. Ähnlich wie Roco hat man bei Märklin zusätzlich auf den simulierten Führerstand gesetzt, der hier allerdings nur mit speziellen Decodern aus eigenem Hause funktioniert. Um etwas Realismus zu erzeugen, hat man sich ein paar Verbrauchsmittel ausgesucht, die regelmäßig aufgefüllt werden müssen; bei Elloks etwa den Sand. Im Spiel mag das ganz nett sein, realitätsnah ist das nicht. Die Verbrauchsmittel wirken etwas „aufgesetzt“ und stören tendenziell eher, als dass sie Spielspaß bringen. Der Rest ist ansonsten eigentlich komplett vorhanden. Fahrstraßen und Gleisbildstellpult lassen sich für eine recht brauchbare Automatisierung der Anlage nutzen. In jedem Fall sollten Anwender der CS 2 eine Maus als Eingabegerät anschließen, der Bildschirm lässt sich damit deutlich präziser und zielsicherer bedienen. Als mobiles Gerät steht lediglich die Mobile Station zur Auswahl, schnurlos ist nichts zu bekommen. Dafür lassen sich mehrere CS 2 verbinden und zu einem größeren Steuerungssystem ausbauen. Sehr schöne, aber auch kostenpflichtige Apps für iOS und Android runden den Funktionsumfang der Central Station ab.
ESU: ECoS Command Station Mindestens protokollmäßig ist die ECos eine Eier legende Wollmilchsau. Alle Digitalprotokolle inklusive Selectrix werden unterstützt, je nach Verfügbarkeit auch die jeweiligen Rückmeldun-
Preisgekröntes Design: Die Märklin-CS2 MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
gen. Witzig ist die Idee, die Drehregler per Motor anzupassen, so gibt es keine Geschwindigkeitssprünge bei der Lokübernahme. Allerdings ist die Mechanik dahinter immer spürbar und vermittelt ein etwas zähes Gefühl, an das man sich aber schnell gewöhnt. Solange man nur Decoder aus dem gleichen Hause mit der ECoS programmieren möchte, werden diese mittels ei-
Die meisten Protokolle: ESU ECoS
ner umfangreichen Menüführung recht gut unterstützt. Bei Decodern anderer Hersteller ist man dagegen auf reine CV-Programmierung angewiesen, ein Großteil des Menüs liegt dann brach. Bei der Implementierung von Railcom plus fiel auf: Sobald die ECosS einen passenden Decoder auf dem Gleis entdeckt, wird dieser ausgelesen und bei der ECoS angemeldet. Hierzu bekommt der Decoder unter Umständen eine neue DCC-Adresse, was dem Anwender ab der Firmware 3.5.0 mitgeteilt wird. Was für einen digitalen Laien ganz praktisch sein mag, ist für andere Anwender ein Nachteil: Mal eben woanders eine Lok ausprobieren endet nämlich oft mit einer verstellten Adresse; auf der Heimanlage findet die eigene ECoS die Lok dann nicht mehr. Da hilft es nur noch, die Adresse manuell auszulesen und gegebenenfalls zurückzustellen, oder man deaktiviert diese Funktion bei der ECoS von vornherein, was glücklicherweise – wenn auch versteckt – möglich ist. Zum mobilen Anschluss an die ECoS gibt es Handregler, sogar ein Funksystem ist dabei. Apps sind von Drittanbietern erhältlich.
Ohnehin sollte man das Handbuch in den ersten Tagen nicht allzu weit weglegen, der Designer der Oberfläche hätte bei Apple die Probezeit vermutlich nicht überstanden. Warum eine Schaltfläche nicht auf Tastendruck reagiert, sondern lediglich das Icon daneben, wird sein Geheimnis bleiben. Unwillkürlich ärgert man sich über eine fehlende Reaktion, bis einem die Sache mit dem Icon wieder einfällt. Hinzu kommt eine augenscheinlich beliebige Verteilung von Funktionen. Bei der Definition einer Lok wird das Protokoll der Lok auf der ersten Konfigurations-„Seite“ festgelegt, auf den folgenden Seiten dann die Funktionstasten-Icons und CV-Werte. Erst auf der vierten Seite lässt sich die Anzahl der Fahrstufen festlegen. Zugegeben, das lässt sich alles lernen, aber mit intuitiv und einsteigerfreundlich hat die Bedienerführung nicht viel am Hut. Dafür belohnt der Commander mit einer großen Funktionsvielfalt. Neben Motorola, DCC und Selectrix bietet der Commander auch eine komplette Automatisierung der
Komplettpaket: Viessmann-Commander
Anlagensteuerung. Auch ein Gleisbildstellpult mit Start- und Zieltaste gibt es, wobei die Bedienung über den Touchbildschirm jedoch eher fummelig ist. Gar nicht schlecht sind die Endlosdrehregler, die einen Endanschlag haben. Zum Anschluss von Handreglern steht der X-Bus und damit das kompatible Lenz-Programm zur Verfügung. Eigene Handregler bietet Viessmann nicht an.
Viessmann: Commander
Roco: Z21
Schon das Einschalten stellt den ungeübten Anwender vor ein größeres Problem. Nichts weist den Modellbahner darauf hin, dass der Commander über einen längeren Druck auf die dreieckige Taste aktiviert werden muss. Zugegeben, im Handbuch ist es beschrieben.
Das vielleicht verblüffendste Zubehörteil liegt der Roco-Zentrale bei. Dabei handelt es sich um einen WLAN-Access-Point. Damit wird schnell deutlich, dass man bei Roco ganz auf die WLAN-Technik als drahtloses Übertragungsmedium setzt. Konsequenterwei23
Funk ab Werk: Roco Z21
se kommt die Z21 ohne jeden Handregler, dazu müssen Smartphones bzw. Tablets mittels App befähigt werden. Letztere sind immerhin kostenlos. Tatsächlich funktioniert die Steuerung damit recht gut, allerdings wandert der Blick doch öfter auf das Bediengerät. Vornehmlich bei der Bedienung von Funktionen macht sich bemerkbar, dass ein Smartphone eben keine fühlbaren Tasten besitzt. Auf der anderen Seite hat man insbesondere das Konzept des virtuellen Führerstandes auf Tablets sehr realistisch umgesetzt. Sehr vorbildnahe Führerstandsbilder bieten viele Bedienmöglichkeiten an. Natürlich benötigt man bei einigen Führerständen eine Anleitung, um zu wissen, wo sich die Funktionen verbergen, das ist aber beim großen Vorbild auch nicht anders. Ob nun aber das Konzept der realistischen Führerstände ein besseres Modellbahnerlebnis bietet, ist reine Geschmackssache. Anders ist das Erlebnis auf jeden Fall, der Blick geht kaum noch zur Anlage und zum Modell, um den Führerstand richtig bedienen zu können. Weichen und Signale lassen sich ebenfalls über die App schalten, allerdings sind komplexere Funktionen wie Fahrstraßen oder gar Automatikbetrieb derzeit noch nicht implementiert. Wer reale Bedienelemente bevorzugt, muss auf Vorhandenes, wie etwa die Roco-Multimaus oder den Fleischmann-LokBoss zurückgreifen. Dank X-Bus und LocoNet hat man bezüglich des Anschlusses eine große Auswahl. Etwas eingeschränkter ist die Vielfalt dagegen bei den Digitalprotokollen. Außer DCC wird nichts geboten – schade, dass Motorola nicht einmal als Option angeboten wird. Wer komplexere Steueraufgaben bewältigen möchte, muss einen Computer mit einschalten. Da aber Roco das Protokoll erst spät veröffentlicht hat, sind passende Programme noch rar. 24
Uhlenbrock: Intellibox
Lenz: Digital plus
Der Multiprotokoll-Klassiker hat heute einen deutlich schwereren Stand. So hat das Uhlenbrock-Gerät kaum noch ein Alleinstellungsmerkmal. Immerhin werden zwei Fahrregler, ein hochauflösendes Monochom-Display sowie beleuchtete Tasten im „Nachtdesign“ geboten. Über das Display sind Loks und Weichen recht komfortabel bedienbar, auch Fahrstraßen beherrscht die Intellibox. Schade ist, dass 128 Fahrstufen bei DCC kaum benutzbar implementiert wurden, denn jede Rastung des Drehknopfes erhöht die Fahrstufe nur jeweils um einen Wert. Für die volle Geschwindigkeit sind sehr viele Umdrehungen nötig, sodass man das elende Gekurbel bald leid ist. Das ist schade, denn mit einer dynamischen Fahrstufeneinstellung (je schneller man dreht, umso mehr Fahrstufen hat jeweils eine Rastung) hätte man das wesentlich benutzbarer gestalten können. Nach wie vor hat die Intellibox ihre besondere Stärken beim LocoNet-Bus in Verbindung mit den angebotenen Digitalprotokollen, wodurch sie als geeignetes System für Ausstellungs- und Vereinsanlagen erscheint. Überhaupt ist der LocoNet-Bus ein wichtiges Merkmal der Box, über Erweiterungen und das Rückmeldesystem Lissy lässt sich ein komfortables Steuerungssystem aufbauen.
Als Digital pur ohne Schnickschnack könnte man das Ganze bezeichnen. Es gibt weder ein Grafikdisplay noch ein Gleisbildstellpult. Das Computerinterface ist als Zubehör anschließbar. Auf der Haben-Seite ist Digital plus ein System, das den kompletten DCCUmfang abdeckt, inklusive aller Programmiermodi. Als Bussystem wird der X-Bus benutzt (er stammt schließlich ja auch von Lenz). Als Handregler wird der LH100 mit reiner Tastenbedienung (ohne Drehknopf) angeboten, nur mit ihm lassen sich alle Funktionen der Zentrale auch benutzen.
Multiprotokoll: Uhlenbrock Intellibox II
Für Weichen- und Gleisbildstellwerke gibt es ebenso Erweiterungen. Das Gleisbildstellpult von Uhlenbrock basiert in der Gestaltung auf realen Hardware-Bausteinen und ähnelt den bekannten SpDrS 60-Stelltischen. Handregler sind unter den Rufnamen Fred und Daisy bekannt und verfügbar, der Funkhandregler „Funky“ von Manhart hat sich bei Spur-1-Treffen quasi als Standard etabliert.
Pur digital: Lenz LZV100 und LH100
Die weiteren Handregler LH90 und LH01 sind mehr oder weniger in ihrer Funktionalität eingeschränkt. Einzig der Funkhandregler von Manhart deckt den vollen Umfang ab und bietet eine drahtlose Übertragung. Fahren, CV-Programmieren und rudimentäres Weichenstellen – das war’s. Trotzdem ist das System beliebt, und das hat seine Gründe. Zum einen ist der unverschnörkelte Zugriff auf Decoder-Werte unerreicht simpel und schnell. Zum anderen ist eine LenzZentrale erfahrungsgemäß extrem zuverlässig im Betrieb. Softwareprobleme sind mehr oder weniger unbekannt. Ähnlich verhält es sich beim Anschluss eines Computers. Mit dem richtigen Interface, insbesondere dem LI-USB, ist das Lenz-System die letzte Stelle, an der man einen Fehler suchen muss.
Fazit So groß die Auswahl, so groß auch die Spanne der abgedeckten Leistungsmerkmale. Vergessen Sie aber nie, dass bei einer Modellbahn eigentlich das Modell und nicht die Steuerung im Mittelpunkt stehen sollte – sei diese noch so attraktiv. In diesem Sinne bleibt nur, Ihnen eine geschickte Wahl zu wünschen. Guido Weckwerth MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Funktionsübersicht Digitalsysteme Märklin CS 2
ESU ECoS
Viessmann Commander
Roco Z21
Uhlenbrock Intellibox II
Lenz LZV100
ja ja nein ja nein
ja ja ja ja ja (Railcom+)
ja ja ja nein ja
ja nein nein nein ja
ja ja ja nein nein
ja nein nein nein ja, nur Lücke
ja ja ja ja ja ja ja ja eingeschränkt nein
ja ja nein ja ja ja ja ja eingeschränkt nein
ja ja nein ja ja ja ja ja ja nein
nein nein ja ja ja ja, auf Tablet ja, auf Tablet ja dzt. nein ja
ja, monochrom ja nein ja ja ja ja mit Zubehör ja eingeschränkt ja
nein per Interface ja per Interface nein ja ja nein nein nein ja nein nein ja nein nein nein nein ja, ja Fremdhersteller Fremdhersteller 3A nein ja, 2 Stufen
5A nein ja
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Foto: Annette Koch, Copyright: Deutsche Bahn AG
Elektrische Energie für Digitallokomotiven
Die treibende Kraft Zwei Dinge brauchen unsere digitalgesteuerten Lokomotiven: Informationen für die Steuerung und elektrische Energie zum Fahren und für sonstige Verbraucher. Damit beides zur Verfügung steht, sind sogenannte Booster erforderlich. Was es damit auf sich hat und was zu beachten ist, schildert Gerhard Peter.
I
m Analogbetrieb, egal ob Gleichoder Wechselstrom, wird die Fahrgeschwindigkeit durch die Höhe der Gleisspannung geregelt. Der Richtungswechsel erfolgt bei Wechselstrombahnen durch einen Umschaltimpuls, während bei Gleichstromloks die Polarität an den Schienen vertauscht wird.
Damit reagieren alle Loks in einem Fahrstromkreis in gleicher Weise. Will man unabhängig voneinander mehrere Loks fahren lassen, benötigt man mehrere Fahrstromkreise und ebenso viele Fahrregler. Im Regelfall wird dann mit einem Fahrregler auch nur eine Lok mit Fahrstrom versorgt.
Satte 7 A liefert der Booster 8 von Uhlenbrock und bietet neben den klassischen DCC- und Motorola-Boosteranschlüssen noch zwei LocoNet-B-Buchsen auf der Rückseite. Wegen seines hohen Ausgangsstroms empfiehlt sich sein Einsatz erst ab Baugröße 0.
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Im Analogbetrieb kommt die elektrische Energie zum Fahren aus dem Fahrtransformator bzw. dem Fahrpult. Für die Baugröße H0 müsste jedes Fahrpult etwa 1 A Strom liefern können. Das ist eine überschaubare Größe und mit den gängigen Modellbahnkabeln noch handhabbar. Anders sieht es im Digitalbetrieb aus. Hier liegt an den Gleisen dauerhaft eine Spannung an, auch wenn alle Züge stehen. Die Lokomotiven erhalten über die anliegende Spannung sowohl Informationen zum Fahren, wie etwa Richtung und Geschwindigkeit, als auch Informationen zum Schalten von Licht, Rangierkupplungen und dergleichen. Zu beachten ist, dass ein auf die Gleise gelegtes Werkzeug sofort einen Kurzschluss verursacht! Es fährt nur jene Lok, die über ihre Adresse angesprochen wird und die erforderlichen Fahrinformationen erhält. Um mehrere Lokomotiven fahren zu können, sind nicht wie im Analogbetrieb mehrere Fahrstromkreise erforderlich. Eine entsprechende Aufteilung der Gleisanlage ist bezüglich der Steuerinformationen nicht erforderlich. Es liegt in der Natur der Sache und an den sich bietenden Möglichkeiten, drei und mehr Züge gleichzeitig zu fahren. Das bedeutet aber auch, dass ein Vielfaches des Stroms gegenüber dem Analogbetrieb mit nur einer Lok im Stromkreis benötigt wird. Den notwendigen Fahrstrom muss die Digitalsteuerung bzw. der erforderliche Fahrstromverstärker inklusive des Netzteils liefern. MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Die eigentliche Zentraleinheit einer Digitalsteuerung besteht aus einem Mikroprozessor, der das Digitalsignal erzeugt und auch die Anschlüsse der Steuergeräte, Besetztmelder usw. verwaltet. Um eine Lok zu steuern, bedarf es als weiterer Komponente noch eines Verstärkers, der die vom Mikroprozessor kommenden Informationen zum Fahren so verbessert, dass ausreichend Strom, sprich elektrische Energie, zum Fahren zur Verfügung steht.
Der Fahrstromverstärker – auch Booster genannt Die eigentlichen Hauptaufgaben eines Boosters sind die Sicherstellung der Fahrspannung und damit des Informationsflusses sowie das Bereitstellen von genügend elektrischer Energie für die Fahrmotoren der Modelllokomotiven. Und damit auch der Sicherheitsaspekt berücksichtigt wird, muss der Booster im Falle eines Kurzschlusses auf der Gleisanlage blitzschnell reagieren und den Strom abschalten. Der Verstärker wird umgangssprachlich als Booster bezeichnet – das Wort kommt aus dem englischen Sprachraum und steht für Verstärken, Erhöhen usw. In deutscher Sprache lässt er sich für die Anwendung innerhalb einer Digitalsteuerung präziser mit dem Begriff Fahrstromverstärker bezeichnen. Booster sind erforderlich, wenn die Leistung der Zentrale nicht mehr ausreicht, alle Triebfahrzeuge mit Strom zu versorgen. Da man die Gleisausgänge der Booster nicht parallel schalten darf, um den Strombedarf zu decken, muss jeder Fahrstromverstärker seinen eigenen Fahrstromkreis mit Energie versorgen. Das bedeutet, dass die gesamte Gleisanlage der Modelleisenbahn in zwei oder mehrere Fahrstromkreise zu unterteilen ist. Bei der Einteilung sollten folgende Punkte berücksichtigt und Tipps beherzigt werden: • So wenig Gleisübergänge in benachbarte Fahrstromkreise wie möglich. • Möglichst keine wechselnde Polarität innerhalb eines Bahnhofs (z.B. bei einem Bahnhof innerhalb des sogenannten Hundeknochens). • Gleichmäßige Belastung, d.h. die Fahrstromkreise so wählen, dass sich die Anzahl der verkehrenden Züge gleichmäßig verteilt. • Kehrschleifen und Gleisdreiecke innerhalb eines Fahrstromkreises anlegen. Das vereinfacht Verkabelung
KS-Rel. Gleis Gleis 16 V ~ 16 V ~
GRUNDLAGEN
Per konventionellem Multimeter lässt sich die Digitalspannung nicht messen. Mit der gezeigten kleinen Hilfsschaltung wird die hochfrequente Spannung gleichgerichtet und lässt sich im Gleichspannungsmessbereich messen. Zum Ergebnis muss der Spannungsabfall über die beiden Gleichrichter addiert werden.
und Verschaltung mit Kehrschleifenmodulen. • Eindeutige und einheitliche Verkabelung der Gleisseiten z.B. mit blauen und roten Kabeln. • Ein weiterer Punkt ist die beidseitige Gleistrennung zwischen den Stromkreisen. • Die Booster sollten so verteilt und platziert werden, dass die Anschlüsse zum zugehörigen Fahrstromkreis möglichst kurz sind. Das gilt auch im Einsatz von Gleisbesetztmeldern mit ihren Gleisanschlüssen. Beachtet man die genannten Tipps, ist der Grundstein für einen störungsfreien Betrieb gelegt. Um den richtigen Booster anzuschaffen, gibt es allerdings noch weiteres Wissenswertes, sowohl für die Kaufentscheidung als auch für den Einsatz.
U +
0
-
DCC / Motorola / mfx
Die Wahl des richtigen Boosters Im Prinzip verstärkt ein Booster die elektrischen Steuersignale so weit, dass am Gleis mehrere Ampere Strom zur Verfügung stehen. Von daher würde die Wahl des Verstärkers keine Rolle spielen. Jedoch gibt es erhebliche Unterschiede im Detail, die die freie Wahl des Boosters und auch den gemischten Einsatz unterschiedlicher Fahrstromverstärker einschränken. Zum einen unterscheiden sich die Digitalsignale der vier verbreitetsten Formate DCC, mfx, Märklin Motorola und Selectrix. Bei Letzterem wechselt das Signal nicht nur zwischen Plus und Minus, sondern hat auch 0-Potenzial, also keine Spannung am Ausgang. Diese Situation beherrschen einige Booster aus elektronischer Sicht nicht. Selec-
U +
t
Selectrix
0
t
-
Während die Digitalsignale bei DCC, MM und mfx zwischen dem Plus- und Minuspotenzial wechseln, gibt es bei Selectrix noch das „0“-Potenzial.
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trix-Booster können zwar alle anderen Formate verstärken, die Verstärker für DCC, MM und mfx allerdings nur in eingeschränktem Maß. Neben der beschriebenen elektrotechnischen Einschränkung gibt es zudem spezielle Arten der Ansteuerung. Bei DCC muss nur das Signal verstärkt werden, während bei Märklin Motorola aus einem TTL-Signal vom Booster erst das eigentliche Gleisformat erzeugt werden muss. Auch der Anschluss der Booster an die Zentrale ist unterschiedlich. So gibt es für DCC eine drei- und für MM eine fünfpolige Buchse. mfx-Booster bedürfen einer speziellen Verbindung, um auch Informationen vom Lokdecoder an die Zentrale melden zu können. Innerhalb Selectrix-kompatibler Systeme kommt ebenfalls ein eigener Bus zur Anwendung. Alle genannten Anschlüsse sind untereinander nicht kompatibel. DCC in Verbindung mit RailCom stellt an den Booster eine spezielle Anforderung, wie wir sie bereits in Verbindung mit Selectrix vorgestellt haben. Für den Informationsfluss vom Lokdecoder zum Booster muss der Verstärker eine Lücke schalten; es darf weder ein positives noch ein negatives Potenzial am Gleis anliegen. Bei der Suche nach einem passenden Booster sind folgende Punkte zu berücksichtigen: • Datenformat (DCC, MM, mfx, SX)
U +
RailCom
0
U +
t
-
0
mfx
t
-
Die für die Rückmeldung erforderliche Lücke im Gleisformat wird unterschiedlich erzeugt. Bei DCC wird eine Lücke in das Gleisformat eingefügt, in der am Gleis 0 Volt anliegen. Bei mfx stellt die Zentrale selber die Lücke bereit.
• Rückmeldefähigkeit (RailCom, mfx) • Anschluss(-buchsen) zur Anbindung an die Zentrale
Viel Strom für viele Züge Offensichtlicher ist die Frage nach der elektrischen Leistung, um die es ja eigentlich bei der Boosterwahl geht. Aber auch die Frage nach der Gleisspannung ist wichtig, da sie die Wahl des geeigneten Transformators oder auch Schaltnetzteils beeinflusst. Ausreichend Strom für viele Züge zur Verfügung zu haben ist die eine Sache. Gelegentlich auftretende Kurzschlüsse durch entgleiste Loks oder Wagen in Weichen ist die andere. Und hier setzt eine sehr wichtige Überlegung über
den Nutzwert hoher Leistungsfähigkeit von Boostern an. Bei analogen Fahrreglern fließen noch überschaubare 1 bis 1,5 A. Bei einem 7-Ampere-Booster wie dem Booster 8 von Uhlenbrock sind es dann auch 7 A, die nicht nur so manchen zierlichen Radschleifer zusammenschmelzen können. Isolierungen zu dünner Kabel können schmelzen, aber auch Isolierbuchsen von Lok- und Waggonrädern und dabei einen Schwelbrand auslösen! Nun kann man diesem Szenario entgegenhalten, dass die Booster ja eine Überstrom- bzw. Kurzschlusssicherung besitzen. Wenn der Kurzschlussstrom jedoch nicht den Abschaltstrom erreicht, fließt ein hoher Strom, der
Die Angaben in der Leistungsbedarf Tabelle nennen nur Durchschnittlicher Strombedarf Anzahl beleuchteter Reisezüge durchschnittliche mit LED-Beleuchtung Stromaufnahmen Strom pro Fahrzeug (mA) Boosterleistung von Loks und Waggons. Die Baugröße Baugröße Lok Waggons mit Zug mit 8 Waggons mit Zug mit 2000 mA 4000 mA spielt dabei einen Glühlampen Waggons LEDs 8 Waggons offensichtlichen G 400-2000 150-500 4000 20-50 2000 1* 2* Faktor, während 1 400-2000 150-500 4000 20-50 1800 1* 2 der Wirkungsgrad 0 250-1500 100-400 3000 15-40 700 2 5 der Motoren in den H0 250-500 50-200 1200 10-20 400 4 9 Triebfahrzeugen erheblich schwankt. TT 100-200 50-100 900 10-20 300 6 11 So haben wir in den N 50-150 50-100 600 10-20 300 6 11 MIBA-Tests z.B. in Z 100-300 40 500 10 250 7 14 der Baugröße N Loks mit einer Strom* = Grenzwertiger Zugeinsatz bei den vorgegebenen Boosterleistungen in unserem Beispiel. Hier sind andere Booster mit aufnahme von 400 z.B. 5 A Ausgangsstrom zu wählen oder der Stromverbrauch des Zuges zu senken. mA gemessen, aber auch solche, die sparsame 12 mA bei gleicher Zugleistung benötigen. man einen Reisezugwagen mit 10 LEDs bestückt, benötigt er immer In der populären Baugröße H0 verhält es sich zum Teil ähnlich: Ein noch weniger Strom als ein Reisezugwagen mit einem Glühbirnchen konventioneller Dreipoler zieht 600 mA, während die gleiche Lok mit oder einer Soffitte. einem Glockenankermotor beispielsweise nur 70 mA benötigt. Die Für einen reibungslosen Mehrzugbetrieb empfiehlt es sich, die StromStromaufnahme von beleuchteten Reisezugwagen hängt von der Art aufnahme von Lokomotiven und Waggons in der oben gezeigten Weider Leuchtmittel ab. Glühbirnchen ziehen im Schnitt 30-50 mA, LEDs se zu messen. Die Methode ist zwar nicht genau, zeigt aber, wieweit hingegen nur 1-2 mA bei einer besseren Lichtausbeute. Selbst wenn man den einzelnen Booster belastet.
deutlichen Schaden an Elektrik und Fahrzeugen anrichten kann. Der Abschaltstrom kann auch dann nicht erreicht werden, wenn ein zu schwach dimensionierter Trafo verwendet wird. Aus diesem Grunde ist es ratsam, statt eines „Megaboosters“ mit 10 und Uhlenbrock Power 8 noch mehr Ampere kleinere mit 3 bis 5 A für die komplette Anlage einzusetzen. Die Ausnahme wäre der Einsatz bei Baugrößen ab Spur 0, wo einzelne Loks beim Anfahren durchaus mehr als Das Schaubild zeigt der besseren Übersicht 5 A Strom ziehen können. wegen einen Booster ohne Verbindung zur Wie viel Strom der einzusetzende Fahrstromverstärker liefern darf, Zentrale. Mit einem Amperemeter für Wechhängt von der Baugröße ab. Die Angaselstrom in der Versorgungsleitung zwiben in der Tabelle dienen der Orientieschen Transformator und Booster lässt sich rung. Im Einzelfall kann davon abgewider Strombedarf einzelner Triebfahrzeuge chen werden, wenn Loks mit höherem ebenso ermitteln wie der Gesamtbedarf Stromverbrauch eingesetzt werden. der fahrenden Züge im entsprechenden Die Wahl der Stromversorgung ist Fahrstromkreis. Illustrationen: gp auch nicht unproblematisch. Der Trafo bzw. das Schaltnetzteil sollte etwas mehr Strom liefern, als der Booster die Lokdecoder Schaden nehmen, da in die Gleise einspeisen kann. Dann sie nur eine bestimmte Höhe der Gleisist auch gewährleistet, dass der Über- spannung vertragen. Viele der kleinestromschutz des Boosters bei Bedarf ren Decoder sind nur für eine maximale Spannung von 25 V ausgelegt. greifen kann. Die Gleisspannung ergibt sich aus Beim Einsatz von Gleisbesetztmeldern kann man den maximalen Strom- der Trafospannung multipliziert mit fluss des Boosters aufteilen. Dazu wird dem Faktor 1,4. Bei einem Trafo von 16 jeder Gleisanschluss eines Besetztmel- V Nennspannung ergibt sich eine Gleisders über ein Polyswitch geführt. Das spannung von ca. 22,4 V und die liegt unter dem Grenzsind selbstzurückwert der meisten stellende SicheLeistungsbedarf Standarddecorungen auf Basis empfohlene der. Bei entsprevon Kaltleitern, Gleisempfohlener chender Stromdie es für verBaugröße spannung Strom belastung sinkt schiedene StromZ 12 V 2A im Regelfall die stärken gibt. WerN 14 V 2,5 A Tr a f o s p a n n u n g den sie bei zu ground damit einherßen Strömen heiß, TT 14 V 3A gehend auch die erhöht sich deren H0 18 V 4A Gleisspannung. Widerstand und 0 20 V 5A Folge davon sind der Stromfluss 1 22 V 5A etwa schwankenwird reduziert, de Helligkeit der bis der Polyswitch G 22 V 5-7 A Loklichter und wieder abkühlt. Das ist eine klasse Sache, die man auch veränderte Fahrgeschwindigkeiauch für die Ansteuerung von polari- ten der Loks. Letzteres kann sich bei sierten Herzstücken nutzen kann. Al- PC-gesteuertem Betrieb negativ belerdings löst ein Kurzschluss in einem merkbar machen. Das Beschriebene Gleisabschnitt nicht die Kurzschluss- gilt auch für ungeregelte Booster. sicherung des Boosters aus. Dazu müssBooster mit einer Regelung, meist te die Belastung in mehreren Gleisab- lässt sich hier sogar die Gleisspannung schnitten entsprechend hoch sein. einstellen, liefern eine stabilisierte Gleisspannung. Sie verändert sich auch bei höherer Belastung nicht. Hier darf Die richtige Spannung man durchaus Trafos unterschiedlicher Die Gleisspannung darf nicht zu nied- Hersteller und Ausgangsspannungen rig, aber auch nicht zu hoch sein. Ist sie einsetzen. zu niedrig, funktionieren die Decoder Hat man die für den Fahrstrombenicht korrekt; ist sie zu hoch, können darf infrage kommenden Booster hin-
sichtlich Datenformat, Rückmeldung per RailCom oder mfx und dergleichen ausgesucht, sollte man bei der Boosterund Netzteilwahl noch folgende Punkte berücksichtigen: • Booster vom gleichen Hersteller und vom gleichen Typ verwenden. • Transformatoren vom gleichen Typ einsetzen, zumindest die gleiche Spannung und einen ausreichenden Ausgangsstrom. • Kurzschlussrückmeldung zur Zentraleinheit, besonders bei PC-gesteuertem Betrieb. • Bei Versorgung der Gleisanlagen mit Boostern sollte der Fahrstromverstärker der Zentraleinheit nicht mehr für den Fahrbetrieb herangezogen werden.
Fahrstromkreise Beim Einsatz ungeregelter Booster und unterschiedlicher Trafospannungen kann es im Bereich der Trennstellen zu Blindströmen zwischen den Boostern kommen. Das kann durchaus zur Zerstörung der Leistungselektronik im Booster führen. Ein weiteres Problem ergibt sich bei unterschiedlichen Laufzeiten der Digitalsignale innerhalb verschiedener Verstärker. Während in einem Fahrstromkreis noch ein positives Signal anliegt, ist im benachbarten Kreis noch ein negatives Signal aktuell. Bei einer Gleisspannung von 22 V ergibt sich durch die Differenz der Polarität eine Spitzenspannung von 44 Volt. Hier kommen dann auch Lokdecoder zu Schaden. gp 29
Vom analogen zum digitalen Schalten
Digitale Fernschalter Das digitale Schalten von Weichen und Signalen kann gegenüber analogem Schaltbetrieb durchaus von Vorteil sein. Vor allem in Hinblick auf moderne und mobile Steuergeräte. Auch wenn das digitale Schalten prinzipiell eine einfache Sache ist, gilt es Details zu beachten und Zusammenhänge zu kennen.
F
ür einen schnuckeligen Endbahnhof mit einer Handvoll Weichen benötigt man keine elektrische Fernbedienung, egal ob konventionell analog oder komfortabel digital. Hier reicht ein rein mechanisch wirkendes Stellgestänge, wenn man nicht zum Stellen der Weichen in die Anlage hineingreifen möchte. Eine elektrische Fernbedienung z.B. über elektromagnetische oder motorische Antriebe ist dann erforderlich, wenn sich die Weichen außerhalb der händischen Reichweite
Plus oder minus? Zu beachten ist, dass der gemeinsame Rückleiter bei Funktionsdecodern Plus-Potential führt. Das ist beim Schalten von LEDs z.B. bei Lichtsignalen wichtig zu beachten.
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befinden, oder wenn Fahrstraßen z.B. über Start-Ziel-Tasten gestellt werden sollen. Ein weiterer Grund, und das schon seit Jahrzehnten, ist die automatische Zug- bzw. Anlagensteuerung, die ein elektrisches Stellen erfordert. Rekapitulieren wir kurz das analoge Schalten am Beispiel einer Weiche mit einem elektromagnetischen Antrieb (siehe auch Anschlussskizze): Von der Weiche führen drei Kabel unter der Anlage zum Stellpult. Ein Kabel dient als Masse und führt zum Transforma-
tor bzw. Netzteil, die beiden anderen werden zu den Tastern geführt. Die sind wiederum mit dem jeweils anderen Anschluss der Stromquelle verbunden. Wird ein Taster gedrückt, wird der Stromkreislauf geschlossen und in der Spule wird ein Magnetfeld aufgebaut, das den Spulenkern bewegt. Stromquelle, Taster und Magnetspule bilden hier den Stromkreislauf. Im Prinzip gilt dieses Anschluss- und Funktionsschema auch beim digitalen Schalten. Der feine Unterschied liegt darin, dass der Taster oder auch Schalter im Stellpult durch den Schaltausgang des Decoders ersetzt wird. Im Analogbetrieb fließt der kurze Stromimpuls von einigen 100 bis zu 1000 mA (je nach Weichenantrieb) vom Stellpult bis zur Weiche in der hintersten Anlagenecke. Das kann unter Umständen dazu führen, dass der Stromimpuls bei weit entfernten Weichen nicht mehr ausreicht, die Weiche umzuschalten. Dieses Manko wird vielleicht noch durch mechanische Unzulänglichkeiten der Weiche wie durch Korrosion und Schmutz gefördert.
Bei den beiden Schaubildern geht es hauptsächlich um das Anschlussprinzip eines elektromagnetischen Spulenantriebs. Diese haben einen gemeinsamen Rückleiter, der beim konventionellen, analogen Betrieb direkt – gesammelt von allen Weichen und Signalen – an einen Anschluss eines Trafos oder eines Netzteils geführt wird. Beim Anschluss an einenDecoder wird der Rückleiter an den Decoder geführt. Diese haben in der Regel dreipolige Klemmleisten, von denen die mittlere Klemme für den Rückleiter bestimmt ist. Die beiden anderen werden im Analogbetrieb über Taster im Stellpult an die andere Klemme der Stromversorgung angeschlossen. Und das mit langen Leitungen, relativ viel Kabelinstallation und eventuell Vielfachsteckern mit dutzenden von Kontakten. Im Digitalbetrieb werden die beiden Kabel von der Weiche oder dem Signal lediglich bis zum Decoder geführt. Je nach Lage des Decoders reicht die Kabellänge der Antriebe aus, ohne sie verlängern zu müssen. Während beim Analogbetrieb die Stromversorgung im Stellpult oder in dessen Nähe untergebracht ist, erfolgt die Stromversorgung über den Decoder vor Ort – ohne lange Leitungen mit Leistungsverlust. Die Art einer externen Stromversorgung kann sich am Bedarf der jeweiligen Antriebe orientieren. Hier kann man durchaus auch ausgediente LaptopNetzteile verwenden.
MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
GRUNDLAGEN
Das digitale Schalten ist um einiges aufwendiger und macht hauptsächlich erst Sinn im Zusammenhang mit dem digitalen Fahren oder wenn Steuerungsprozesse in welcher Art auch immer automatisiert werden sollen. Letzeres kann ein PC-gesteuertes Gleisbildstellpult sein oder aber auch eine komplett mit dem Computer gesteuerte Anlage. Neben einer Zentraleinheit werden noch Bediengeräte wie Handregler, Gleisbildstellpult oder auch PC benötigt. Am Ort des Geschehens ist außerdem noch der Funktionsdecoder erforderlich sowie eine Stromquelle in der Nähe, die die Energie zum Schalten der Verbraucher liefert.
Viele Wege führen nach Rom … Nicht nur, dass man die Befehle zum Stellen von Weichen oder dem Einschalten von Beleuchtungen in verschiedenen Datenformaten wie DCC oder MM senden kann, es gibt zudem noch unterschiedliche Bussysteme und auch Möglichkeiten den Funktionsdecoder anzuschließen. Die Informationen können über folgende Busse zum Funktionsdecoder gelangen: • Gleis als Datenbus zur Übertragung von DCC- oder Märklin-MotorolaSchaltbefehlen Hier dient das Gleis wie beim Steuern der Loks als Datenbus. Diese Variante ist z.B. bei fliegendem Gleisaufbau auf dem Fußboden sehr praktisch, da der Verkabelungsaufwand sehr gering ist. H0-Weichen mit Bettungskörper und integrierten Weichendecodern nutzen beispielsweise diese Möglichkeit. Diese Option hat aber auch einen wesentlichen Nachteil. Bei einem Kurzschluss im Gleis – wegen einer falsch stehenden Weiche und einem entgleisten Zug – lassen sich auch nicht mehr die Weichen umstellen.
Datenformate und Busse Bussysteme
DCC
MM
Übers Gleis (-anschluss)
X
X
BiDiB
X
CAN (Märklin)
SX
X
CAN (Zimo)
X
CAN (ECoSlink)
X
X
LocoNet
X
X
Selectrix
X
RMX
X
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Die einfachste Art der Installation ist der Anschluss z.B. eines Weichendecoders am Gleis. Vor dort bekommt er die Schaltbefehle und auch den erfoderlichen Strom für die Decoderelektronik und die zu schaltenden Verbraucher. Das Schalten von Weichen belastet den Gleisausgang nicht unerheblich und kann für flackernde Zugbeleuchtung sorgen.
• Extra geführte Leitung vom Gleisanschluss der Zentraleinheit zu den Funktionsdecodern. Die Leitung sollte verdrillt sein, um die Abschirmung gegenüber anderen Leitungen in der Nachbarschaft zu verbessern. Ansonsten kann es zu ungewollten Schaltvorgängen kommen. Diese Variante bietet dem Anwender zwei Möglichkeiten. Nicht nur die Schaltinformationen werden über diesen Bus übertragen, sondern auch der Arbeitsstrom für den Decoder. Der Strom wird hier vom Booster der Zentraleinheit zur Verfügung gestellt. Die Gleisanlage würde in diesem Fall ausschließlich über Fahrstrombooster mit Strom versorgt. Ein Kurzschluss durch einen Zug hätte keinen Einfluss auf das Stellen von Weichen.
In diesem Beispiel besitzt der Funktionsdecoder einen zusätzlichen Anschluss für eine externe Stromversorgung. Über diese bekommt der Decoder den für den Verbraucher notwendigen Arbeitsstrom. Hier hat man die Möglichkeit, Einfluss auf eine optimale Spannungsversorgung zu nehmen, um ein sicheres Schalten zu gewährleisten.
Die zweite Möglichkeit, den Decoder mit Arbeitsstrom für die Verbraucher zu versorgen, ist der Anschluss einer externen Stromversorgung. Der Strom zum Schalten muss nicht von der Zentrale zur Verfügung gestellt werden. Das kann je nach Zentrale und Größe der Anlage bzw. an die Zentrale angeschlossener Komponenten entscheidend sein. • Systembusse zur Datenübertragung – BiDiB Leistungsfähiger Systembus, nicht nur zum Schalten, sondern auch zur Übertragung von Rückmeldungen wie der Weichenstellung und Auslesen bzw. Konfigurieren von Einstellungen im Funktionsdecoder. – CAN (ESU, Märklin und Zimo) Die CAN-Busse der genannten Herstel31
Lenz bezeichnet seinen Funktionsdecoder als Schaltempfänger mit der Bezeichnung LS100. Dieser wird an die Gleisausgänge der Zentrale angeschlossen. Zudem besitzt er noch zusätzliche Anschlussklemmen für eine externe Stromversorgung, um den Gleisausgang der Zentrale bzw. des Boosters nicht unnötig zu belasten. Der LS100 passt zum Anschlussbild „Schalten über Gleisbus mit externer Stromquelle“ auf Seite 31 rechts oben. Die Schaltausgänge lassen sich auf Impuls-, Dauer- oder Blinkbetrieb einstellen. Impulslänge und Blinkfrequenz lassen sich in vielen Abstufungen einstellen. Des Weiteren verfügt der LS100 noch über die Möglichkeit, Weichenstellungen über den RS-Bus an die Lenz-Zentrale zu senden.
Funktionsdecoder, Weichendecoder – oder was? Was vielen Digitaleinsteigern oder auch Gelegenheitsmodellbahnern gelegentlich zu schaffen macht, sind unterschiedlich verwendete Begriffe in Prospekten, Katalogen und Betriebsanleitungen. Worin unterscheiden sich z.B. Funktions- von Weichendecodern? Streng genommen ist das Stellen einer Weiche eine Funktion und damit ist ein Weichendecoder auch ein Funktionsdecoder. Der Begriff Funktionsdecoder kann als Oberbegriff von Digitaldecodern dienen, mit denen Funktionen, wie auch immer geartet, geschaltet werden können. Schaltdecoder ist auch ein Oberbegriff ohne eine spezielle Zuordnung der Funktion. Schalt- und Funktionsdecoder stehen häufig als Synonym für die Decoder, die dem Schalten von Funktionen dienen. Funktionsdecoder lassen sich zudem in mobile und stationäre Decoder einteilen. Mobile Decoder werden in Lokomotiven und Waggons eingebaut, können aber auch stationär eingesetzt werden. Stationäre Decoder sind für die Montage in, unter oder an der Modellbahnanlage vorgesehen. Die im Folgenden beschriebene Zuordnung zum Schalten spezieller Funktionen gilt gleichermaßen für mobile wie auch stationäre Funktionsdecoder. Bezeichnungen wie Weichen- oder Signaldecoder kennzeichnen bereits spezielle Eigenschaften hinsichtlich der Funktionen. Nicht selten kommt es vor, dass der Begriff Weichendecoder als Oberbegriff Verwendung findet. Hier nun im Einzelnen die Erläuterungen: • Drehscheibendecoder – Diese sind sehr spezialisiert und dienen ausschließlich dem Ansteuern von Drehscheiben wie denen von z.B. Roco/Fleischmann, Märklin usw. • Lichtdecoder – Hier handelt es sich um Decoder mit in der Regel 8 bzw. 16 Ausgängen zum Schalten von Lampen oder LEDs. Meist ist auch eine Ablaufsteuerung mit Blink-, Lauf- und sonstigen Effektlichtern integriert.
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Uhlenbrock führt in seinem Sortiment einen Funktionsdecoder unter der Bezeichnung LocoNet-Schaltmodul mit der Bezeichnung 63 410. Unabhängig vom Gleisausgang einer Zentrale oder eines Boosters wird er über den Systembus LocoNet mit der Zentrale verbunden. Den „Arbeitsstrom“ zur Versorgung der zu schaltenden Verbraucher wird extra eingespeist. Die Ausgänge können an die verschiedenen Verbraucher wie elektromagnetische Antriebe, Lichtsignale und Hausbeleuchtungen mit Glühlampen oder LEDs angepasst werden. Einstellen lassen sich Impulsdauer, Blinkfrequenz, weiches Ein- und Ausschalten wie bei Lichtsignalen. Über das LocoNet lassen sich die Ausgänge über Konfigurationsvariablen einstellen.
• Lichtsignaldecoder – Gemeint sind Decoder zum Schalten von Lichtsignalen mit 8 oder 16 Ausgängen, die in der Lage sind, spezielle Signalbilder, die im Decoder gespeichert sind, vorbildgerecht abzubilden und auch zu schalten. Häufig sind diese Decoder auf den Anschluss von Lichtsignalen mit LEDs abgestimmt. • Motordecoder – siehe Weichenmotordecoder • Multifunktionsdecoder – Gemeint sind Decoder mit einer Vielzahl spezieller Eigenschaften, die z.B. neben Schaltausgängen für elektromagnetische Antriebe, Servoausgängen und auch speziellen für LED-Ansteuerung zusätzlich noch Anschlüsse für Taster haben. • Servodecoder – Das sind Kombinationen aus Decoder und Servoelektronik. Letztere spezialisiert sie ausschließlich zum Ansteuern von Servos unterschiedlicher Größe und sonstigen Eigenschaften. Häufig verfügen sie auch über zusätzliche Schaltausgänge zum Ansteuern von Herzstücken oder Signalhalteabschnitten. • Weichendecoder – Mit diesen werden konventionelle, elektromagnetische Antriebe geschaltet, mit denen viele Weichen und Signale ausgerüstet sind. Bei den etwas besser ausgestatteten Weichendecodern kann die Impulsdauer zum Stellen der Weiche eingestellt werden. Damit wird nicht unbedingt eine Endabschaltung der Weiche benötigt, um ein Durchbrennen der Spule zu verhindern. • Weichenmotordecoder – Zum Ansteuern von Weichenmotorantrieben werden statt drei Ausgängen nur zwei benötigt, deren Polarisation zum Schalten der Weiche umgepolt werden muss. Die Bezeichnung der Funktionsdecoder ist unabhängig vom verwendeten Digitalsystem bzw. Datenformat wie DCC oder MM. Auch geben sie keinen Aufschluss darüber, ob die Decoder über das Gleis mit Stellbefehlen und eventuell auch mit dem notwendigen Arbeitsstrom zum Stellen versorgt werden. Hier sind die speziellen Eigenschaften der verwendeten Zentraleinheit und der verwendeten Bussysteme zu berücksichtigen; siehe hierzu auch die kleine Tabelle auf Seite 32.
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ler sind nicht untereinander kompatibel. Der CAN-Bus kann als bidirektionaler Bus zum Schalten und Melden Verwendung finden. – LocoNet Von Digitrax auf den Markt gebracht dient er als bidirektionaler Systembus für den Anschluss von stationären Decodern, Rückmeldern und Steuergeräten. Hierzulande wird er von Blücher, Uhlenbrock, ESU und Roco mit diversen Komponenten ergänzt. – Selectrix bzw. RMX Der Selectrix-Bus ist fester Bestandteil des Selectrix-Systems und zum Anschluss aller für den Betrieb benötigten Komponenten konzipiert. RMX ist die Bezeichnung von Rautenhaus für den SX-Bus. Funktionsdecoder, die über einen Systembus mit der Zentrale verbunden sind, benötigen eine externe Stromversorgung für die zu schaltenden Verbraucher. Nur die Elektronik der Decoder wird über den Systembus mit Strom versorgt.
Die LightControl aus dem OpenDCC-Projekt (Fichtelbahn) soll hier als Beispiel für Funktionsvielfalt und komfortable Einstellmöglichkeiten genannt werden. Der Funktionsdecoder kommuniziert bidirektional über den BiDiBus mit der Zentrale: Er meldet sich selbstständig an der Zentrale an und empfängt von dort die Stellbefehle für elektromagnetische Weichenantriebe, Servos, LEDs usw. Alle Ausgänge lassen sich aus der Ferne über den BiDiBus konfigurieren und auch deren Einstellungen auslesen. Man ist also nicht gezwungen, Einstellungen in einer Kladde oder einer Excel-Tabelle zu notieren. Zudem kann man auch Programmabläufe programmieren, um Fenster in den Häuserfassaden zufällig oder zeitgesteuert zu schalten. Tams lieferte im Oktober einen vergleichbaren „Multi-Funktionsdecoder“ aus, der ebenfalls u.a. über BiDiB kommuniziert, aber auch über einen DCC-Anschluss geschaltet und konfiguriert werden kann (siehe Neuheiten S. 15).
Stromversorgung Richtet man sich für die Funktionsdecoder eine externe Stromversorgung ein, kann man hier die Betriebssicherheit verbessern und die Kosten senken. Statt eines zentralen alten Transformators setzt man auf eine dezentrale Versorgung mit vielen kleinen Schaltbzw. Steckernetzteilen. Deren Leistung (Ausgangsspannung und Strom) richtet sich nach den durch den Decoder zu schaltenden Verbrauchern. Bei elektromagnetischen Antrieben empfiehlt sich eine Spannung von 18, 22 oder gar 24 Volt. Allerdings muss man dann im Decoder die Impulslänge auf 100, max. 200 Millisekunden reduzieren. Durch die höhere Spannung schalten die Antriebe sicherer, der kurze Impuls verhindert ein Heißwerden. Will man motorische Antriebe schalten, kann ein Netzteil mit 9 oder 12 Volt ausreichen. Funktionsdecoder, die hauptsächlich LED-Beleuchtungen schalten, können gemeinsam aus einer Stromquelle schöpfen. Wichtig ist, die Stromaufnahmen im Auge zu behalten. Einige Weichendecoder steuern beim Schalten von Weichenstraßen die Weichen der Reihe nach durch. Das hätte den Vorteil, dass sich die Strombelastung zeitlich verteilt. Werden alle Verbraucher gleichzeitig geschaltet, ist auch die Stromversorgung entsprechend auszuführen. gp MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Hier wird der bzw. die Weichendecoder ausschließlich über den Gleisanschluss der Zentrale versorgt. Die Gleisanlagen werden nur über Booster versorgt, was die Betriebssicherheit verbessert.
In diesem Beispiel ist das Schalten komplett vom Fahren entkoppelt. Ein Kurzschluss auf dem Gleis hat keinen Einfluss auf die Stellmöglichkeit von Weichen – ideal für den PC-Betrieb.
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Die passende Stromversorgung für einen sicheren Servobetrieb
Servos – richtig versorgt Modelleisenbahner greifen bei der Wahl von Weichen- und Signalantrieben immer häufiger zu Servos. Die für die Ansteuerung der Servos erforderliche Elektronik wird zunehmend mit einem Decoder kombiniert und ergibt damit eine praktische Einheit. Basis für einen sicheren Betrieb ist eine ausreichende Stromversorgung. Rüdiger Heilig hat sich diesem Thema gewidmet.
B
ei Servos sind verschiedene Steckertypen gebräuchlich. Im Modellbahnbereich ist die Bauform „Graupner“ baugleich mit „JR“ (= Japan Radio, ein Firmenname) sehr häufig. Daneben sind noch viele weitere Bauformen und Anschlussbelegungen dieser 3-poligen Stecker üblich. Sind die drei Pole wie bei der erwähnten Graupner-Bauform symmetrisch angeordnet, ist der mittlere Stift immer mit Plus belegt. Die Folgen eines um 180° gedreht gesteckten Steckers beschränken sich auf das Nicht-Funktionieren des Ganzen. Schäden an Servo oder Decoder sind unwahrscheinlich. Solange die Stiftabstände den gängigen 2,54 oder 2,50 mm entsprechen
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und die Durchmesser sehr ähnlich sind, mögen deshalb hier und da verschiedene Bauformen zusammensteckbar sein; dazu können kleinere Feilarbeiten an Buchse bzw. Stecker notwendig werden, um Nasen oder Ähnliches beizufeilen. Eventuell ist auch eine zusätzliche Sicherung gegen unabsichtliches Lösen der Steckverbindung notwendig. Zumindest für erste Tests lässt sich so improvisieren; ansonsten bietet der Fachhandel entsprechende Adapterkabel. Servos kommen meist mit etwa 20 cm langen Anschlusskabeln, an deren Ende der erwähnte Stecker sitzt. In der Regel dürfte das zu kurz sein. Entsprechende Verlängerungskabel sind im Handel zu haben und kosten
Servoantriebe unter der H0-Anlage Iglingen II. Foto: Reinhard Heckmann
gerne so viel wie ein preiswerter Servo. Daher schneide ich das Servokabel etwa in der Mitte zwischen Servo und Stecker auseinander und verlängere es mit einem dreiadrigen Stück eines Flachbandkabels, wie sie im Elektronik- und Computerfachhandel erhältlich sind. Einfarbiges Kabel ist preiswerter und man kennzeichnet vor dem Einbau dieselbe Ader an beiden Enden mit einem Markerstift, stellen sich keine Fragen über die richtige Belegung und die Arbeiten gehen frustfreier von der Hand. Alternativ, optisch ansprechend und preiswert ist die Verwendung von vieroder sechsadrigen Kabeln für Computernetzwerke oder Telefonzwecke, was für bis zu zwei Servos reicht. Hier genügt die einfachste Kabelqualität. Es sei nicht verschwiegen, dass deren Isolierung beim Abisolieren „störrischer“ ist, als die sehr weiche PVC-Isolierung der Flachbandkabel. Lötstellen sollte man mit Schrumpfschlauch überziehen, um Kurzschlüsse zu vermeiden. Um den Schlauch zu MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
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schrumpfen, reicht zur Not die Nähe eines heißen Lötkolbens. Bequemer und schneller geht es mit einer Heißluftpistole, die es immer wieder für wenig Geld beim Discounter gibt. Am besten und für viele andere Zwecke nutzbar ist eine Version mit einem möglichst groß einstellbaren Temperaturbereich. Schon bei wenigen Metern Länge stoßen Kabel derart geringen Querschnitts an ihre Grenzen und es sollten größere Querschnitte eingesetzt werden, da recht große Impulsströme zum Servo fließen. Die Kabel sollten so kurz wie möglich gehalten werden, da ansonsten die Wahrscheinlichkeit einer Einstreuung von Störungen stark ansteigt. Das kann sich beim Vorbeifahren einer Lok im Zucken des einen oder anderen Servos und anderen unerwünschten Effekten äußern. Indem man die Decoder soweit als möglich an die Servos heranrückt, verringert man die Kabellänge idealerweise auf weniger als 2 m. Servos müssen entweder mit negativen oder positiven Impulsen angesteuert werden. Nur wenige Servodecoder bieten jedoch die Möglichkeit einer Auswahl. Die positiven (nach Plus geschalteten) Impulse scheinen im Modellbahnbereich verbreiteter zu sein. Auch gibt es bei den im Handel verfügbaren Servos große Unterschiede. Sie sind für die Erfordernisse des RCModellbaus ausgelegt, wo Drehwinkel von über 120° eher unüblich sind. Der elektrische Standard zur Servoansteuerung ist ungefähr alle 20 ms ein Puls zwischen 1 und 2 ms Länge. Die Pulslänge bestimmt die Servostellung. Viele der im Modellbahnbereich üblichen Servodecoder decken einen weit größeren Impulsbereich ab. So werden im Endeffekt Drehwinkel von fast 180° erreicht. Ein möglichst großer Drehwinkel ist bei Ansteuerung von Weichen
Bei der Wahl des Netzteils sollte man neben der Strombelastbarkeit auch auf die Höhe der Ausgangsspannung achten, wie bei dem von Reichelt Elektronik mit einstellbarer Spannung. Fotos und Illustrationen: Rüdiger Heilig Das Prinzip der im Modellbahnbereich meist eingesetzten Steckverbinder-Typen: Am Ende des Servokabels sitzt ein Stecker „weiblich“ mit drei Löchern. Das Gegenstück am Servodecoder ist eine Kontaktleiste „männlich“. Zum Servo führen eine Plus- und eine Minus-Leitung, oft 5 V, wobei ein Bereich von 4,5 V bis 6 V erlaubt ist. Das Positionssignal liefert dem Servo die gewünschte Positions-Information in Form einer Spannungspulslänge. Plus ist meist rot, Minus schwarz oder braun. Unten: Steckerbelegung und Kabelfarben diverser Servohersteller.
und Signalen sinnvoll, wie ich in MIBA 10 und 12/2012 gezeigt habe. Ein weiteres wichtiges QualitätsMerkmal bei Servodecodern ist es, in wie vielen Schritten ein Drehwinkel von z.B. 90° aufgelöst wird. Der kleinste Wert, den ich bisher beobachtet habe, liegt bei 30 Schritten auf 90°. Das entspricht einer Schrittweite von 3°. Wird nur mit einem kleinen Servo-
Drehwinkel gearbeitet, mag dies zu grob sein, um die gewünschte Position genau genug aufzulösen. Ein solches Szenario wäre ein Formsignal, dessen Flügel sich nicht mehr mit der gewünschten Präzision in die Waagerechte legen lässt. Wird am Servo mit einem Winkel von 30° gearbeitet, stehen nur zehn verschiedene Positionen für den am Formsignal notwendigen Drehwin-
Wir produzieren leistungsstarke und qualitativ hochwertige Transformatoren für fast alle Modelleisenbahnen und Zubehör einschließlich für Digitalsteuerungen. Der Verkauf erfolgt über den Fachhandel. Unser aktuelles Programm und die Liefermöglichkeiten sind im Internet abrufbar.
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Auch 20 m Schrumpfschlauch sind durchaus günstig zu erwerben. Der hier gezeigte hat einen Innendurchmesser von 1,2 mm, durch Wärmezufuhr schrumpft er auf minimal 0,6 mm. Diese Größe eignet sich für die an Servos üblichen dünnen Kabel und für die zu deren Verlängerung vorgeschlagenen Flachband- oder Telefonkabel. Mehr Reserven hat man bei der Sorte mit 1,6 mm Anfangsmaß, die sich auch gut für handelsübliche Modellbahnlitze mit etwa 1,2 mm Außendurchmesser eignet. Vor dem Kartonspender liegt ein Stück eines größeren, schwarz gefärbten Schrumpfschlauchs, welches ich demohalber am linken Ende geschrumpft habe.
kel von 45° (zwischen Hp 0 und Hp1) zur Verfügung, was am Flügel einer Schrittweite von 4,5° entspricht. Ein großes Problem bei der Verwendung von Servos kann es sein, dass beim Anlegen der Betriebsspannung Stromimpulse mit enormer Höhe auftreten. So zieht der Servo ES05JR von Conrad mehrere kurze Stromimpulse mit bis zu 0,8 A und einer Dauer von jeweils typischen 5 ms. Andere Servos ziehen gerne auch mehr. Dieser Strom ist vom Servodecoder zu liefern und erhöht vorübergehend dessen Stromaufnahme. Nicht unbedingt um denselben Wert, im Beispiel 0,8 A. Der Anstieg kann geringer sein und hängt vom Innenleben des Decoders ab. Was passiert, wenn weitere Servos an einen Mehrfachdecoder angeschlossen werden, lässt sich auch nicht ohne weiteres sagen. Das hängt davon ab, ob alle Servos exakt zur selben Zeit eingeschaltet werden oder nicht. Das Gleiche gilt für die Kombination mehrerer Decoder, selbst des glei-
chen Typs. Da hilft nur Ausprobieren, denn die entsprechende Messtechnik dürften nur die wenigsten besitzen. Bei vielen Servos können erhebliche Ströme zusammenkommen. Während selbst aufwendigere Modellhubschrauber mit Pitch-Steuerung meist mit vier Servos auskommen, sind bei Modellbahnen höhere Stückzahlen, einer pro Weiche und bis zu zwei pro Formsignal, notwendig. Werden zur Versorgung geregelte Netzteile eingesetzt, dazu gehören auch die teils preiswert verfügbaren Schaltnetzteile, wie sie zum Laden von Smartphones oder Notebooks verwendet werden, tritt zusätzlich ein gefährlicher Effekt auf: Beim Einschalten treffen mehrere Regelsysteme aufeinander, dazu gehören die interne Positionsregelung im Servo und die Spannungsregelung des Netzteils. Hier gibt es einen Effekt, der am Besten mit Wilhelm Buschs Geschichte vom Hasen und dem Fuchs beschrieben wird. Immer wenn der Fuchs auf die andere Seite des Zauns
Kürzere Längen sehr dünnen Schrumpfschlauchs lassen sich mit Vorsicht und Geduld per Lötkolben schrumpfen. Besser geht es mit einem speziellen Heißluft-Föhn. Teurere Exemplare wie das hier gezeigte, bei dem sich die Temperatur zumindest grob einstellen lässt, eignen sich im Modellbahnkeller auch zum Trocknen mancher Farbschichten und für viele andere Zwecke. Zum Schrumpfen ist eine Einstellung von etwa 200° C richtig.
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springt um den Hasen zu erlegen, hat dieser bereits auf die ursprüngliche Seite des Zauns gewechselt. Der Fuchs kommt so immer zu spät. In unserem System, bestehend aus Servos, Servodecodern und Stromversorgung, äußert sich das so, dass alles außer Kontrolle gerät. Nach dem Einschalten fahren die Servos in schneller Folge hin und her. Das hört auch nicht mehr auf und kann recht schnell zu Schäden an den Servos führen. Zudem halten sie sich nicht mehr an die „vereinbarten“ Endstellungen, was zu Schäden an den Weichen, anderen Modellkomponenten oder zu beschädigten bzw. ausgehängten Stellgestängen führen kann. Man ist daher gut beraten, derartige Fälle sofort durch Abschalten der Versorgung zu unterbinden. Eine Stromversorgung mit möglichst hoher Belastbarkeit kann hier Abhilfe schaffen. Dazu ist ein entsprechend kräftiges Netzteil erforderlich, bei mir war knapp 1 A für vier Servos notwendig. Kommen mehrere Servodecoder zum Einsatz, kann man die Last auf mehrere Netzteile verteilen. Dabei muss aber das Parallelschalten von Netzteilausgängen vermieden werden, da das den Netzteilen schaden kann. Bei Reichelt gibt es für unter 10 Euro Universal-Steckerschaltnetzeile mit 1,5 A, für 16 Euro bekommt man 3 A. Bei einem Versuch, die Stromversorgung mit Kondensatoren, die diese Spitzenströme liefern, zu puffern, wären sehr große Kapazitätswerte erforderlich (10 000 μF pro Servo). Das hat jedoch neben erheblichen Kosten noch weitere Nachteile, sodass ich davon abrate. Eine andere Möglichkeit sind kräftige Notebook-Netzteile, wobei zu prüfen ist, ob die Höhe der Ausgangsspannung vom Servodecoder vertragen wird. Zudem sind die Ausgänge der Netzteile intern gerne mit dem Schutzleiter verbunden, was beim Einsatz von mehreren Netzteilen auf deren Ausgangsseite zu ungewollten Nebeneffekten führen kann, auch wenn sie zu verschiedenen Verbrauchern gehen. Man sollte diesen Fall daher vermeiden. Werden Trafos zur Versorgung verwendet, ist die Sache aufgrund der entfallenden Spannungsregelung nicht ganz so kritisch. Doch Narrenfreiheit hat man auch hier nicht: Selbst Uhlenbrocks „dicker“ Trafo 20075 (4,6 A) war am 12-V-Ausgang nicht in der Lage, vier Servos zu „booten“, da die Spannung an den Servos unter der Last zu stark zuMIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
sammenbrach. Das Problem löste die Verwendung des 15-V-Ausgangs. Ich selbst betreibe hier fünf Vierfach-Servodecoder ohne Probleme an einem älteren Roco-Trafo mit 15 V und 2,6 A. Neben der Strombelastbarkeit spielt also auch die Höhe der Ausgangsspannung des Netzteils oder des Trafos eine Rolle. Es ist möglich, einen leistungsfähigen Akku zur Versorgung zu nutzen. Dieser liefert die zum „Booten“ der Servos notwendigen Spitzenströme. Auch kleinere Akkus liefern oft erstaunliche Spitzenströme, vor allem Lithium- oder NiMH-Typen. Besteht die Möglichkeit den Akku während des Betriebs der Modellbahn selbsttätig nachzuladen, ist das Ganze ziemlich wartungsfrei. Wie viele Servos eine Stromversorgung verkraftet, hängt nicht nur von deren maximal möglichem Ausgangsstrom ab. Auch weitere Kennwerte wie die Ansprechgeschwindigkeit der Regelung im Netzteil und die mechanische Last am Servo gehen ein. Zudem gibt es innerhalb einer Netzteil-Serie Fertigungstoleranzen. Ich kann daher leider keine allgemeingültigen Rezepte bieten. Man wird um eigene Versuche nicht herumkommen. Eine weitere Lösung sind die Servos von ESU. Hier handelt es sich um „digitale“ Servos mit interner Mikroprozessor-Steuerung. Diese verhindern laut Hersteller ein Auftreten von Einschaltströmen. Ich habe das an einem Decoder „ESU Switch Pilot Servo“ kurz angetestet und der Servo hat sich verhalten wie versprochen. Auch habe ich schon Unverträglichkeiten von Servo- zu Decodertypen beobachtet. Deshalb rate ich vor der Beschaffung größerer Stückzahlen der ins Auge gefassten Kombination (Decoder– Servo–Stromversorgung) dringend, sie an einer Musterinstallation eingehenden Tests zu unterziehen. Es sollte auch die Dokumentation der Servodecoder aufmerksam nach Vorgaben für deren Stromversorgung durchforstet werden. Rüdiger Heilig
Auch Flachbandkabel sind günstig zu erwerben. Bei einer 10m-Rolle fallen etwa 35 Cent pro Meter an. Gleiches gilt für Telefonkabel. Nach vorsichtigem (!) Anritzen der ersten Millimeter mit einem nicht sehr scharfen Messer lassen sich beliebige Polzahlen „abzweigen“; für einen Servo sind drei Adern erforderlich. Das sieht aufgeräumter aus, als drei Einzellitzen. Bitte Kabel mit einem Adernabstand von 1,27 mm oder mehr verwenden, sonst wird es arg fummelig!
Unten: Diese Klemmen gibt es in Baumärkten und sie sind eine praktische Sache beim Verlöten von Litzen. Meist findet sich in der Nähe auch eine provisorische Befestigungsmöglichkeit. Mit einem blauen Stift habe ich eine Kabel-Ader markiert, um die Masse zu kennzeichnen. So kann preiswerteres graues Flachbandkabel verwendet werden. Schwach zu sehen: Hier sind auch bereits Stücke transparenten Schrumpfschlauchs auf das von unten kommende Kabel aufgefädelt.
Das 6-polige und 10 m lange Telefonkabel kommt mit RJ12-Steckern daher. Diese Stecker kann man abschneiden und das Kabel zur Verlängerung von Servokabeln verwenden. Ist eine lösbare Verbindung gewünscht, belässt man den Stecker am Kabel und kann noch eine Buchse nutzen. Man kann die Buchse ohne weiteres mit „Uhu Alleskleber Kraft transparent“ dauerhaft am Holzunterbau der Anlage befestigen. Die sechs Adern reichen für zwei Servos. Am besten (beim hier gezeigten Kabeltyp) Weiß, Braun und Grün an den ersten Servo, den Rest an den Zweiten, um die Gefahr des Übersprechens zwischen den Servosignalen zu vermindern. Unten: Der Servostecker ist mit dem grauen Flachbandkabel verlötet, der Schrumpfschlauch wurde schon geschrumpft. An das andere Ende des grauen „Verlängerungskabels“ wird der Servo angelötet. Transparenter Schrumpfschlauch fällt übrigens kaum auf.
Materialbeispiele, Bezugsquelle www.reichelt.de: Material
Best.Nr.
Schrumpfschlauch 20 m mit 1,2 mm Anfangsdurchm. (innen)
SDB 12 TR
Schrumpfschlauch 10 mal 0,2 m Abschnitte mit 12,5 mm
SDH 12,8 SW
Flachbandkabel 34-polig 10 m
WG 28-34G 10M
Telefonkabel RJ12 6-polig 10 m
WK 6-6 10M
RJ12-Einbaubuchse mit Anschlusskabeln
MEB 6-6
Steckernetzteil 12 V, 2,25 A
SNT 2250 12V
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teuert man eine Modellbahn im manuellen Betrieb als Lokführer, erfolgt die Kontrolle von Fahrzeug und Fahrweg auf Sichtkontakt. Das ist soweit auch in Ordnung. Doch spätestens wenn man nicht einsehbare Gleisbereiche wie einen Schattenbahnhof überwachen möchte, ist eine Kontrolle über freie und besetzte Gleise sehr nützlich. Manchmal ist es auch hilfreich und komfortabel, wenn auch die Lage von Weichen am Gleisbildstellpult angezeigt wird. Die genannten Beispiele sind lediglich Meldungen über den Status der Gleisanlagen. Die Meldungen können wir
Rückmeldung – Statusinformationen sammeln
dazu nutzen, um uns ein Gleis als besetzt oder frei anzeigen zu lassen. Wir können aber auch die Meldung dazu verwenden, um Ereignisse oder Aktionen wie das Starten eines anderen Zuges auszulösen. Das wäre die Basis für eine automatisierte Zugsteuerung, egal ob es um den populären Pendelzugbetrieb geht oder um einen Zugwechselbetrieb mit mehreren Zügen. Das typische Beispiel für den Zugwechselbetrieb vergangener Tage ist das Schaltgleis des Märklin-M-Gleises mit der Schaltwippe. Abhängig von der Fahrtrichtung konnte ein anderer Zug über ein Relais oder ein zugbeeinflussendes Signal gestartet werden. Die Rückmeldung kann einerseits als Kontrolleinrichtung zur Überwachung genutzt werden, andererseits auch als Fernschalter zum direkten Auslösen von Steuervorgängen. Der Begriff Rückmeldung umfasst für den Modelllbahnbetrieb das Überwachen von Gleisabschnitten und die Lage von Weichen sowie das Weiterleiten der Informationen. Damit dieser Komplex besser zu erfassen ist, tren-
nen wir die Gleisüberwachung von der Weitergabe der Informationen.
Bitte melde dich!
Screenshot: Reinhard Heckmann
Bei einer Digitalsteuerung geht es hauptsächlich darum, für den unabhängigen Mehrzugbetrieb Steuerinformationen von der Zentrale zu den Lokomotiven, Weichen und Signalen zu senden. Möchte man Betriebsabläufe automatisieren oder lediglich nur verdeckte Gleisbereiche wie z.B. einen Schattenbahnhof überwachen, bedarf es zusätzlich einer Rückmeldung. Welche Möglichkeiten zur Verfügung stehen, schildert Gerhard Peter.
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Gleisüberwachung Prinzipiell gibt es zwei Arten der Gleisüberwachung: Die punktuelle Überwachung z.B. über Gleiskontakte, oder die kontinuierliche über Stromfühler. Gleiskontakte sind Schalter im Gleis, die auf folgende Weise auslösen können: • Elektrisch über die Radsätze und einen Kontakt im Gleis. Dieses Verfahren wurde früher häufig bei Gleichstrombahnen angewendet und ist wegen der gemeinsamen Masse über ein Schienenprofil des Gleises nur eingeschränkt für den Digitalbetrieb geeignet. • Mechanisch mittels Schalter im Gleis, die über Spurkränze (z.B. Roco) oder Skischleifer (z.B. Märklin) betätigt werden. Märklin-Schaltgleise lassen sich im Digitalbetrieb weiter einsetzen, z.B. über Rückmelder für das Mittelleitersystem. Beim Zweileitersystem
dürfen die Gleiskontakte keine elektrische Verbindung zu den Schienen haben. • Magnetisch über Reedkontakte oder Hallsensoren. Ein unter einer Lok oder einem Wagen angebrachter Magnet schaltet einen Magnetschalter (Reedkontakt) oder wirkt auf einen Hallsensor. Bei Letzterem handelt es sich um ein Halbleiter element ähnlich einem Transistor, das auf ein magnetisches Feld reagiert. Beides lässt sich für den Digitalbetrieb nutzen, da sie potenzialfrei, also ohne elektrischen Kontakt zum Gleis, arbeiten. • Optisch über Lichtschranken Hier gibt es zwei Verfahren: Entweder wird ein Lichtstrahl zwischen Sender und Empfänger durch die Fahrzeuge unterbrochen oder durch eine reflektierende Fläche z.B. unter einer Lok der Lichtstrahl vom Sender zum Empfänger geleitet. Gleiskontakte sind ideal, um Aktionen bzw. Ereignisse punktgenau auszulösen. Hier ist beispielhaft das Starten anderer Züge ebenso zu nennen, wie MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
GRUNDLAGEN
Gleiskontakt Radsatz
Kontakt 1
3
12
Kontakt 2
In diesem Beispiel wird ein Gleisabschnitt mithilfe von zwei Reedkontakten in Verbindung mit einem Besetztmelder über0 0 12 3 4 56 7 8 wacht. Ein Magnet unter der Lok löst die Meldung über den Reedkontakt aus. Der Besetztmelder Widerstand von 1 - 2 kΩ dient als Strombegrenzung im Falle der Kontaktgabe des Reedkontakts. Überfährt der Zug in Pfeilrichtung den Anschlussbuchsen für Rückmeldebus Kontakt 1, wird das Gleis als besetzt geFahrstromanschluss meldet. Beim Überfahren des Kontaktes 2 erfolgt durch den Magneten unter der Lok die Freimeldung des Gleises. Allerdings befinden sich dann noch alle Waggons des Zuges im überwachten Gleisabschnitt. Verliert der Zug bei der Ausfahrt einen oder mehrere Waggons, wird das Gleis nicht als besetzt erkannt. Die Möglichkeiten der Auswertung hängen von der Zentrale bzw. den angeschlossenen Komponenten ab. Die beiden Eingänge des Melders müssen den Ausgang eines Decoder ein- bzw. ausschalten, um eine optische Anzeige in einem Gleisbildstellpult zu ermöglichen. In Verbindung mit einer Steuerungssoftware kann man noch für die Gleisfreimeldung eine Verzögerung aktivieren. Außerdem ließe sich die Besetztmeldung so einrichten, dass das Gleis von beiden Seiten befahrbar ist. Trotzdem bleibt das Problem, dass stehengebliebene Waggons nicht erkannt werden. 1-2 kOhm/ 0,5 Watt
Fahrregler
6
zu überwachender Gleisabschnitt
Gleiskontakt
Taster
9
Gleisbesetztmeldung via Reedkontakt
0
3 6 9
12
Anschluss Zugbeeinflussung
Beispiel eines Gleiskontaktes einer konventionellen Gleichstrombahn. Eine Schiene des Gleises ist mit dem Wechselstromausgang verbunden. Der Metallradsatz verbindet Schiene und Gleiskontakt und schließt damit den Stromkreis zum Schalten des Signals, im Beispiel auf Hp 0. Diese Art Gleiskontakte dürfen nur in Verbindung mit potenzialfreien Rückmeldern bei digital gesteuerten Modellbahnen eingesetzt werden. Über einen Optokoppler wird der Kontakt an die Digitalsteuerung übertragen.
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das Schließen von Bahnschranken. Weniger ideal sind Gleiskontakte zur Gleisüberwachung, denn man benötigt mindestens zwei Gleiskontakte. Einer meldet beim Einfahren ins Gleis dieses als besetzt, ein zweiter am Ende des Gleises als frei. Je nach Beschaffenheit der Gleiskontakte ist die Auswertung zweifelhaft. Haben wir einen magnetischen Gleiskontakt und einen Magneten unter der Lok, wird das Gleis mit Einfahrt des Zuges korrekt als besetzt gemeldet. Fährt der Zug aus, meldet die Lok mit ihrem Magneten das Gleis frei, obwohl noch alle Waggons im Gleis sind. Auch fallen unterwegs abgekuppelte Waggons durch das Überwachungsraster. Das zu frühe Freimelden lässt sich zwar mit Zeitschaltern und Steuerungsprogrammen kompensieren, ist letztendlich jedoch nur eine Hilfskonstruktion mit eingeschränktem Wahrheitsgehalt. Effektiver ist die Gleisüberwachung mit Stromfühlern. Im Analogbetrieb ist dazu eine Hilfsspannung notwendig, um auch stehende Züge erkennen MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
zu können. Digitalbetrieb macht keine Hilfspannung erforderlich, da die digitale Gleisspannung ja immer anliegt. Im Gegensatz zu punktuellen Zugüberwachungen mit Gleiskontakten unterschiedlicher Funktionsweise gibt es bei der abschnittsweisen bzw. kontinuierlichen Gleisüberwachung nur das Verfahren über Stromfühler (siehe Schaubild S. 44). Dieses Verfahren beruht im Digitalbetrieb darauf, dass der minimale Stromfluss durch den Lok- bzw. Fahrzeugdecoder oder einen anderen Verbraucher im Fahrzeug erkannt wird. • Kontinuierliche Überwachung von Gleisabschnitten Fahrende und stehende Züge werden gleichermaßen erkannt. Auch abgestellte bzw. verlorene Waggons werden erkannt, wenn sie mit einem Stromverbraucher wie Innenbeleuchtung oder einem einfachen Widerstand (5-20 kOhm) ausgerüstet sind. • Gleise werden erst „frei“ gemeldet, wenn der komplette Zug ausgefahren ist, bzw. kein (verlorener) Waggon mehr im Gleis steht.
Dies gilt mit der Einschränkung, dass alle Waggons mit einem elektrischen Verbraucher (Fahrzeugdecoder, Innenbeleuchtung oder z.B. Widerstandsachse) ausgerüstet sind.
Zugerkennung Bisher ging es um das ausschließliche Melden eines Zuges, um den Zustand eines Gleisabschnitts zu erkennen oder um eine Aktion auszulösen. Eine Unterscheidung von Zuggattungen oder gar das Erkennen der Lokomotive bzw. der Zugnummern wie beim Vorbild ist hier nicht möglich. Warum kann eine Zugerkennung nützlich bzw. komfortabel sein? Eine Zugerkennung kann hilfreich sein, wenn man beim Betrieb ohne PC einen bestimmten Zug aus nicht einsehbaren Gleisbereichen holen möchte. Sie kann komfortabel sein, wenn man eine Lok auf das Gleis stellt und sich diese an der Zentraleinheit automatisch anmeldet. Über den Sinn wird beim PC-gesteuerten Betrieb gestritten, wo doch die Steuerungssoftware den Zug mit sei39
ner Lokadresse bzw. Zugnummer verfolgt. Komfortabel wird es dann wieder, wenn man eine neue Lok auf die Anlage setzt und sich diese im entsprechenden Gleisabschnitt anmeldet. In den vergangenen Jahren wurden bis heute verschiedene Systeme der Zugerkennung auf Basis des aktuellen technischen Standards entwickelt, hier zuerst die punktuelle Erkennung, ähnlich wie die Meldung per Gleiskontakt: • Transpondertechnik • Barcodeleser • LISSY (Informationsübertragung per Infrarot, Hersteller Uhlenbrock) Über dies werden noch Zugmeldesysteme per Transponder oder Barcode angeboten. Die Informationen können nur mit speziellen Anzeigemodulen oder mit einer geeigneten Steuerungssoftware genutzt werden. Zudem sind Loks und auch Wagen mit entsprechenden Einrichtungen wie Transponderspulen oder Barcode auszurüsten. Und in den Gleisanlagen sind die entsprechenden Lesegeräte zu installieren. Lissy hingegen ist ebenfalls seit längerem am Markt, jedoch in Verbindung mit dem LocoNet als Systembus und vielen LocoNet-Komponenten ein aktuelles System zum differenzierten Melden von Lokadressen und Zuggattungen sowie zur Automatisierung. Zur kontinuierlichen Überwachung von Gleisabschnitten, auf denen sich eine oder mehrere Loks befinden, gibt es folgende Systeme: • mfx von Märklin oder • RailCom aus der DCC-Welt Auch diese sind spezialisiert. Das bedeutet, dass sie nur in Verbindung mit geeigneten Decodern in den Loks und spezialisierten Detektoren zur Gleisüberwachung funktionieren. Auch müssen die Zentralen die Informationen nutzen und zur Verfügung stellen können. Näheres zu mfx und RailCom auf den folgenden Seiten.
Wohin mit den Informationen? Bisher haben wir die Möglichkeiten der Gleisüberwachung bzw. der Zugerkennung abgeklopft. Die gesammelten Informationen müssen nun dort hin, wo sie gebraucht werden. Im Analogbetrieb wird zum Auslösen einer Zugfahrt nur ein Kabel vom Schaltgleis zum betreffenden Signal oder Relais gezogen. Das ist überschaubar und somit einfach. Für die Überwachung von Gleisabschnitten in einem Schattenbahnhof müsste man etliche Kabel 40
Gleisbesetztmeldung via Stromfühler überwachter Gleisabschnitt
überwachter Gleisabschnitt
Achswiderstand 10 - 20 kΩ
Gleistrennung
Diese Illustration zeigt typischerweise den Anschluss von Gleisabschnitten an einen 0 0 12 3 4 56 7 8 Gleisbesetztmelder. Es gilt prinzipiell für alle Digitalsysteme. Vom Booster geht eine Besetztmelder Leitung an eine Gleisseite, während die andere elektrisch in Abschnitte aufgeteilt wird und diese mit den Anschlüssen des Anschlussbuchsen für Besetztmelders verbunden werden. Ein Rückmeldebus Fahrzeug mit einem elektrischen VerbrauFahrstromanschluss cher wird nun erkannt, egal ob es in den Abschnitt einfährt oder dort aufgegleist wird. Die Länge der Gleisabschnitte richtet sich nach der gewünschten Dichte der Gleisüberwachung und/oder auch nach den Möglichkeiten einer verwendeten Steuerungssoftware. Bei manchen muss z.B. ein Bahnhofsgleis in drei Abschnitte eingeteilt werden, bei anderen reicht eines und die Züge halten trotzdem punktgenau an. Je nach Steuerungssoftware kann man hier durchaus einige Besetztmelder und Gleistrennungen einsparen. Während der Anschluss der Gleissseite noch einheitlich ist, bedarf die andere Seite, dort wo die Informationen zur Zentrale gelangen, der Aufmerksamkeit. Die Digitalzentralen stellen hier nämlich unterschiedliche Anschlüsse, sogenannte Bussysteme zur Verfügung. Der bekannteste ist wohl der s88-Bus aus der Märklin-Digital-Welt. Einige warten hier nur mit einem System auf, andere mit zwei oder gar drei verschiedenen.
quer durch die Anlage ziehen. Bei komplexen Abläufen wie dem Freigeben von Fahrstraßen in Abhängigkeit von einer Besetztmeldung erhöht sich der Verdrahtungsaufwand, auch hinsichtlich einer logischen Verknüpfung. Möchte man die Informationen im Zusammenspiel mit einer Digitalsteuerung nutzen, sind spezielle Encoder – keine Decoder, wie fälschlicherweise umgangssprachlich bezeichnet – nötig, die die Information kodieren und zur Zentrale senden. Hier bieten die Hersteller unterschiedliche Bussysteme an, z.T. als reine Rückmeldebusse wie • s88-Bus (Märklin) • RS-Bus (Lenz) Einige Hersteller nutzen aber auch den Systembus, über den die Informationen von Steuergeräten und Rückmeldern zur Zentrale gelangen wie von der Zentrale zu den stationären Decodern: • BiDiBus (OpenDCC, Tams) • CAN-Bus (mit verschiedenen Protokollen von ESU, Märklin, Zimo) • LocoNet (Digitrax, Uhlenbrock, Blücher u.a.) • SX-Bus (Selectrix und kompatible)
Ausführliche Informationen finden Sie in der Tabelle auf Seite 44/45. Neben den genannten Bussen gibt es noch spezielle Systeme in Verbindung mit Transpondertechnik oder Barcodelesern, die zum Teil über Interfaces die Informationen direkt in den Computer einspeisen. Für die Auswertung von Gleiskontakten und die reine Belegtmeldung können prinzipiell alle genannten Bussysteme verwendet werden. Wer auf eine detaillierten Rückmeldung wie mfx, RailCom oder RailComPlus spekuliert, braucht einen leistungsfähigen Systembus. Und hier geht es nicht um die globale Detektion durch eine Zentraleinheit wie bei der CS2 von Märklin, wo es sich – zumindest zurzeit – in erster Linie um die Anmeldung der Triebfahrzeuge dreht. Interessant wird es in Hinblick auf die „lokalen Detektion“, sprich Überwachung von Gleisabschnitten. Hier ist Uhlenbrocks LISSY mit der punktuellen Meldung über das LocoNet zu nennen, aber auch MarCo zur Überwachung von Gleisabschnitten. Uhlenbrock MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Gleisbesetztmeldung mit RailCom überwachter Gleisabschnitt
überwachter Gleisabschnitt
RailCom-Decoder
Gleistrennung
Gleistrennung
Pro Modul 16 Gleisabschnitte
GBM16T
BiDiBus
GBM16T
GBM16T
GBMBoost
GBMBoost
(Node)
(Master)
GBM16T
Wenn´s sich um Elektronik dreht...
Computer zum Verwalten und Steuern
USB
BiDiBus
Hier erfolgt die Gleisüberwachung mit Gleisbesetztmeldern, die über eine integrierte RailCom-Rückmeldung verfügen. Stromfühler detektieren die Lok mit ihrem Decoder als Stromverbraucher und zusätzlich wird die vom Lokdecoder gesendete Lokadresse empfangen. Das passiert für jeden angeschlossenen Gleisabschnitt. Die Auswertung erfolgt bei diesem System über den PC und eine Steuerungssoftware wie Win-Digipet oder Rocrail. Damit hat man detaillierte Informationen für jeden Gleisabschnitt über ein Gleisbild auf dem Rechner. In Verbindung mit einem Tablet-PC kann man sich eine mobile Überwachung einrichten. Steuer- und Überwachungsinformationen laufen hier über den BiDiBus (siehe auch DiMo 4/2013). Illustrationen und Abbildungen: gp
überträgt die RailCom-Informationen über ein erweiteres LocoNet-Protokoll. In Sachen mfx und einer Gleisabschnittsüberwachung mit Rückmeldung der Lokadresse sieht es mau aus. Märklin hat nichts parat und angekündigt ist auch nichts. Bei RailCom ist einiges in Bewegung, das über die automatische Anmeldung an der Zentrale hinausgeht. Neben Uhlenbrocks Anwendung mit MarCo findet man bei Blücher, ESU und Open-
DCC mit GBM-Boost RailCom-taugliche Besetztmelder. Der GBM16XN von Blücher bietet ein steckbares Interface für die Anbindung an Rückmelde- und Systembusse. Im Zusammenhang mit der RailCom-Nutzung kann hier nur das LocoNet genutzt werden. Mithilfe der Software TrainController lassen sich die Infos auswerten, in den Gleisabschnitten zuordnen und dort anzeigen. Gleiches gilt in Verbindung von BiDiBus und Win-Digipet. gp In Verbindung mit dem oben gezeigten Open-DCC-Projekt, dem BiDiBus und Win-Digipet hat man ratzfatz die Besetztmeldung inklusive der Lokadresse bzw. der Lokbaureihe auf dem Display des iPhone. Von dieser Option haben viele Modellbahner früher nicht einmal zu träumen gewagt.
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Detaillierte Rückmeldung per RailCom bzw. mfx RailCom und mfx bieten neue Perspektiven beim Modellbahnbetrieb hinsichtlich automatischer Anmeldung von Lok oder einer detaillierten Rückmeldung. Wesentliches Element ist die Übertragung von Betriebsinformationen aus der Lok in die Zentrale. Die Gegenüberstellung zeigt deren Ansätze, Stärken und Schwächen.
Was verbirgt sich hinter den Begriffen mfx und RailCom? RailCom ist ein Protokoll zur Rückmeldung von Daten, das den DCC-Standard erweitert. RailCom bietet die Grundlage für die Erledigung eines breiten Spektrums an Rückmeldeaufgaben. RailCom plus ist eine Ergänzung der RailCom-Basisanwendungen, mit dem Decoder auf der Anlage erkannt und an der Zentrale angemeldet werden können. Mfx ist ein eigenständiges Digitalsystem und keine Weiterentwicklung des Motorolaoder des DCC-Formates. Es ist aber zu beiden Formaten so abgestimmt, das es gleichzeitig auf dem Gleis gesendet werden kann. Bei mfx ist es fester Bestandteil des Grundkonzepts, den Modellbahner möglichst nicht mit Adressen und Decoderdetails zu belasten. Auch gibt es kein Programmiergleis, sondern nur die Einstellung „on the main“. Nicht Bestandteil des Protokolls sind eigene Adressbereiche für Zubehördecoder. Hier setzt Märklin nach wie vor auf MM.
Wie funktioniert es? Grundgedanke von RailCom ist, dass Fahrzeug- und stationäre Decoder nicht nur als Befehlsempfänger fungieren, sondern auch Daten (RailCom-Messages) an spezielle Empfänger (RailCom-Detektoren) oder die Zentrale zurücksenden. Um Platz für diese Daten zu schaffen, müssen RailCom-Booster kurze Lücken in den kontinuierlich von der Zentrale gesendeten DCC-Datenstrom schneiden. Diese RailCom-Cutouts nutzen die Decoder, um die Rückmeldedaten zu den Detektoren zu übertragen. Bei mfx ist die Datenrückübertragung fest ins Protokoll eingebaut. Im benötigten Zeitfenster ist die Boosterausgangsspannung eingeschaltet, sodass der Decoder keine Sendeenergie zwischenspeichern muss, um seine Meldung zu senden. Die Datenübertragung bei mfx erfolgt mit einer erheblich größeren Geschwindigkeit als bei älteren Protokollen. Grundsätzlich hat jeder mfx-Decoder eine einmalige Identnummer. So ist er immer sicher identifizierbar.
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Wer steckt dahinter? Die Basis-Entwicklung von RailCom stammt von der Firma Lenz, die auch Inhaber des Patents ist. An der Weiterentwicklung des RailCom-Standards arbeitet eine Gruppe von Herstellern, zu der aktuell ESU, Kühn, Lenz und Tams gehören. 2011 hat die Arbeitsgruppe die Spezifikation der Basisanwendungen des RailCom-Standards fertiggestellt. Für alle interessierten Hersteller sind die Nutzung des RailCom-Standards und die Verwendung des RailCom-Logos für ihre Produkte grundsätzlich kostenlos möglich. Um sicherzustellen, dass RailCom-Produkte verschiedener Hersteller den gleichen Anforderungen genügen und miteinander kombinierbar sind, wird die Nutzung des RailCom-Standards durch den Abschluss einer Lizenz-Vereinbarung mit Lenz gewährleistet. RailCom plus ist kein Teil der RailComBasisanwendungen. Es wird von Lenz und ESU gemeinsam getragen und lizenziert. Mfx wurde im Jahr 2002 von Märklin zusammen mit der CentralStation und neuen Lokdecodern eingeführt, nachdem es vorher von ESU im Märklin-Auftrag entwickelt wurde. Im Jahr 2013 wurde mfx+ vorgestellt. Hier handelt es sich nicht um ein neues Gleisformat, sondern um die Aktivierung von Funktionen, die im Rahmen des bestehenden Datenformats genutzt werden. Die Lokdecoder können nun simulierte Verbrauchsdaten (Kohle, Wasser etc.) liefern. Ob und wie diese Informationen von der Zentrale ausgewertet werden, hängt von deren Softwareversion ab.
Wer sendet bei RailCom und mfx die Informationen? Viele moderne DCC-Lok- und Fahrzeugdecoder unterstützen RailCom und nur diese können RailCom-Messages senden. Außer den genannten Decodern können auch spezielle RailCom-Module vorhandene Lokdecoder um die RailCom-Eigenschaften ergänzen. Sie fungieren als RailCom-Sender und melden ihre spezifischen Werte. Die RailCom-unterstützenden DCC-Fahrzeugdecoder senden mindestens fortlaufend ihre Decoderadresse. In der mfx-Welt dienen alle Lokdecoder als Sender. Diese Decoder beherrschen grundsätzlich ebenfalls das MM-Protokoll. Sie senden ihre Informationen aber nur, wenn sie tatsächlich per mfx angesprochen werden. Eine mfx-fähige Zentrale ist also Voraussetzung für den Betrieb.
Wer empfängt RailCom- bzw. mfx-Informationen? Zum Auslesen der Rückmeldungen werden spezielle RailCom-Detektoren benötigt. Diese können in der Zentrale integriert sein oder als externe Geräte ausgeführt sein. Je nach Anwendungsfall übertragen die Detektoren die Informationen an nachgeordnete Anzeigegeräte, an ein PC-Interface oder an externe Schaltungen. Alle mfx-fähigen Zentralen und Booster sind Empfänger. Eigenständige Empfänger je Gleisabschnitt sind grundsätzlich möglich, werden aber zurzeit nicht angeboten. Die Voraussetzungen, vor allem zusammen mit dem CAN-Bus von Märklin, sind vorhanden, um auf dieser Basis ein intelligentes Meldesystem zu entwickeln, das viel mehr als nur „Gleis belegt“ oder „Gleis frei“ erkennen kann.
Welche Eigenschaften benötigen Zentrale und Booster? Neben Sendern und Empfängern (diese als Teil von Zentrale bz. Booster) ist eine DCCbzw eine DCC-unterstützende Multiprotokoll-Zentrale bei der Nutzung von RailCom nötig. Je nachdem, in welchem Umfang RailCom genutzt werden soll, reicht ggf. ein Software-Update einer (älteren) Zentrale. Wesentliche Voraussetzung ist außerdem der Einsatz RailCom-fähiger Booster, die das RailCom-Cutout für die Übertragung der Rückmeldungen erzeugen können. Für einige Boostertypen bieten die Hersteller Updates oder spezielle Adapter an. mfx kann nicht bei älteren Märklin-Zentralen nachgerüstet werden. Nur wenige Zentralen (ESU/Märklin) beherrschen das volle mfx-Format. Jedoch können viele ältere Booster ohne Modifikation weiterverwendet werden. Allerdings ist mit ihnen eine Rückmeldung ohne Zusatzelektronik nicht möglich.
Welche Informationen werden übertragen? Mit RailCom können alle Daten in das Digitalsystem gemeldet werden, die in den Konfigurationsvariablen (CVs) der Decoder oder spezieller RailCom-Geräte gespeichert sind. Zusätzlich zu den für die Ansteuerung von (Fahrzeug- und Zubehör-) Decodern gebräuchlichen CVs werden RailCom-spezifische CVs definiert (z.B. die aktuelle Fahrgeschwindigkeit oder der (fiktiv) vorhandene Wasser- oder Treibstoffvorrat).
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Hardware
Eigenschaften
System
Intelligente Rückmeldungen Stand: Oktober 2013 Anbieter
Blücher
ESU
Lenz
Märklin
Zentrale
–
ECoS 50200 Zentrale
LZV100, LZ100 ab Version 3.5
Central Station 60215
Booster
–
ECoSBoost
LV102
Booster 60174
DCC mit RailCom
•
•
•
–
DCC mit RailComPlus
–
•
•
–
mfx
–
•
–
•
globale Meldung
–
•
•
•
lokale Meldung
GBM16XN
ECoSDetector
Detector LRC130 (angekündigt)
–
Bus zur Rückmeldung
LocoNet, XpressNet (mit OpenDCC-Zentrale), USB
ECoSlink (CAN)
RailCombus
CAN
RailCom-fähige Lokdecoder/ RailCom-Plus
–
•
•/•
–
RailCom-fähige mobile Funktionsdecoder
–
LokPilot Fx V4.0
–
–
RailCom-fähige, stationäre Funktionsdecoder
–
SwitchPilot, SwitchPilot Servo
–
–
RailCom-Sender zur Ergänzung von Lokedecodern ohne RailCom
–
RailCom-Sendemodul
Sendemodul LRC100
–
Verbindung von Versorgungsbereichen
–
–
Transmitter LRC110 (angekündigt)
–
Schnittstelle für RailCom-Rückmeldebus bzw. Systembus – PC
–
über ECoS 50200 und LAN
USB-Gateaway LRC135 (angekündigt)
–
Visualisierung
–
ECoSDetector Extension, Anzeige in Zugnummerfeldern der ECoS 50200
Adressanzeige LRC120
–
Fußnoten: 1) In der Decoderübersicht ab Seite 70 finden Sie alle RailCom-fähigen Lokdecoder.
Jeder mfx-Lokdecoder besitzt Basisinformationen, die er senden kann. Hierzu gehören z.B. Fahrzeugnamen, zur Verfügung stehende Schalt- und Soundfunktionen. Aber auch jeder einzelne CV-Werts kann abgefragt werden.
Wie werden die Informationen übertragen? RailCom verwendet für die Rückmeldung der Daten zwei Kanäle: Auf Kanal 1 senden alle Decoder auf der Anlage Informationen, sobald die Zentrale nach dem Einschalten ein DCC-Signal an eine x-beliebige Adresse gesendet hat. Dieses Verfahren ist Basis für die automatische Anmeldung an der Zentrale. Um eine Blockade durch eine unüberschaubare Datenflut zu verhindern, dürfen auf Kanal 1 nur bestimmte Informationen
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gesendet werden, die entweder ständig oder schnell verfügbar sein müssen: Fahrzeugdecoder: Adresse; stationäre Decoder: Adresse, jedoch nur, wenn ein Problem erkannt wurde und eine Abfrage von der Zentrale angefordert wird. Auf Kanal 2 dürfen Decoder grundsätzlich nur dann senden, wenn die Zentrale einen Befehl an ihre Adresse gesendet hat. Fahrzeugdecoder senden dann z.B. ihre aktuelle Geschwindigkeit oder nach einem entsprechenden Auslesebefehl den aktuellen Wert einer CV. Zubehördecoder übermitteln auf diesem Kanal nach einem Stellbefehl z.B. die tatsächliche Stellung der Weiche. Auf Kanal 2 können Decoder auch zurückmelden, dass sie einen Befehl empfangen und ausgeführt haben (sogenanntes „acknowledge“). Mfx kennt zwei Wege, Informationen an die Zentrale zu melden. Welche Art der Ant-
wort gesendet werden soll, legt die Zentrale durch ihre Anfrage fest. Eine kurze „bist-duda?“-Frage wird mit einem einfachen „Ja“ beantwortet. Bekommt die Zentrale auf diese Frage keine Antwort, interpretiert sie es als „Nein“. Die Anmeldung eines Fahrzeugs erfolgt nach dem „Ja/Nein“-Prinzip, die Zentrale merkt sich, welche Decoder-ID geantwortet hat. Die zweite Art der Frage erwartet eine ausführlichere Antwort, hier können Datenbits und damit CV-Werte übertragen werden. Welche Informationen erwartet werden, legt die Zentrale wiederum durch den Inhalt ihrer Frage fest.
Globale Rückmeldung Als „Datenleitung“ für die Übertragung der RailCom-Messages werden die Schie-
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Die Tabelle stellt keine Bewertung der angegebenen Systeme dar. Es wird keine Gewähr übernommen für die Richtigkeit und Vollständigkeit der in der Tabelle gemachten Angaben. OpenDCC
Roco
Tams
Uhlenbrock
Viessmann
Zimo
GBMboost 16T
Z21
MasterControl
Intellibox II
Commander
Basisgerät MX10
–
Digitalbooster
B-2 plus Adapter B2-RC, B-3-RC, B-4
Power 4, Power 7, Power 8
Booster Eco4
StEin-Modul (wirkt als 8-fach-Booster)
•
•
•
•
•
•
•
–
•
–
in Vorbereitung
–
–
–
•
–
in Vorbereitung
–
•
•
–
•
•
•
in Zentrale integriert, GBM16T
in Vorbereitung
Detectoren RCD-1, RCD-2, RCD-8
MarCo
RailCom-Detector 4-fach (in Vorb.)
StEin-Modul (8-fach)
BiDiBus
R-Bus
RC-Talk
LocoNet (LN)
LSB/HSB
CAN-Bus, USB, LAN
•
•
•/•
–
•
•/•
–
•
•
–
•
•
LightControl
–
SD 34, WD 34, MultiDecoder
–
in Vorbereitung
•
–
–
FD-R Basic
LISSY/RailCom-Sender
–
–
–
–
BoosterLink für mfx
–
–
CAN-Bus
über Z21 und LAN
–
Interface RCLink USB (RC-Link V24)
in Zentrale (USB) USBLN-Interface
via USB/commander in Vorbeitereitung
in Zentrale MX10 (USB, LAN)
in der App (in Vorbereitung)
–
Anzeigegeräte RCA-1 und RCA-24
in Zentrale, LN-Display, TrackControlZugnummernanzeige
Anzeige in Zugnummernfeldern des Commander
Globale Meldungen am Fahrpult MX32
Für ergänzende Hinweise senden Sie uns bitte eine E-Mail an [email protected]
nen verwendet. Dies erspart zusätzlichen Verkabelungsaufwand. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung: Die Rückmeldedaten können prinzipiell an jeder Stelle der Anlage abgefragt und weiterverarbeitet werden. An den Trennstellen zwischen einzelnen Booster-Abschnitten wird die Übertragung unterbrochen. Ist eine Übertragung über die Trennstelle hinweg notwendig (z.B. wenn RailCom für eine globale Rückmeldung an der Zentrale eingesetzt werden soll), sind spezielle Zusatzgeräte erforderlich. Auch bei mfx werden die Gleise als Verbindung zwischen Sender (Lok) und Empfänger (Zentrale) verwendet. Meldebereiche sind im Märklin-Gleissystem kein Problem, da der Digitalstrom üblicherweise nicht unterbrochen wird (Massemelder). Die Information kann auch an mehreren Stellen gleichzeitig abgegriffen werden. Sollen Boosterbezirke
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überbrückt werden, sind moderne Booster nötig, die die Decoderantwort zurückleiten oder aber es werden spezielle Elektroniken zur Überbrückung eingesetzt.
Lokale Rückmeldung Wie die Übertragung der RailCom-Rückmeldungen erfolgt, ist in der Spezifikation festgelegt, die Datenübertragung verläuft über das Gleis. Daher funktioniert RailCom prinzipiell unabhängig von Datenbussen, mit denen die Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten einer Digitalsteuerung abläuft. Für die Kommunikation zwischen RailCom-Detektoren und nachgeordneten Geräten, mit denen die Daten angezeigt oder ausgewertet werden, besteht (derzeit) kein Standard. Die Hersteller verwenden hier-
für eigene Bussysteme. Das betrifft z.B. die Verbindungen von RailCom-Detektoren mit RailCom-Anzeigegeräten oder -Interfaces. Bei diesen Geräten ist die Kombination der Produkte nur bei gleichem Datenbus und das gleichem Protokoll möglich. Bei einer lokalen bzw. einer gleisabschnittsbezogene Rückmeldung können andere Wege zweckmäßiger sein. Damit die Informationen von den Detektoren in den entsprechenden Gleisbesetztmeldern zu den Anzeigemdulen, Computern und Steuergeräten gelangen, bedarf es eines leistungsfähigen Systembusses. RailCom-Informationen können zurzeit über LocoNet, ECoSlink, BiDiBus sowie diverse RailCom-Busse übertragen werden. In der mfx-Welt stünde der Märklin-CANBus zur Verfügung, während bei ECoS 2 von ESU der ECoSlink genutzt werden könnte.
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Verbindungen zwischen Computer und digitaler Modellbahn
Digitaler Brückenschlag Die Kombination einer digitalen Modellbahnsteuerung mit einem Computer übt seit jeher großen Reiz auf den Modellbahner aus, erlaubt doch diese Kombination nicht nur Überwachung und Automatisierung, sondern eröffnet mit der geeigneten Software neue Möglichkeit des Betriebs und der Bedienung.
Das Gleisbildstellpult auf dem Bildschirm ist dabei quasi der Klassiker schlechthin. Neue Geräte wie Smartphone, PDAs und Tablet- oder Pad-Computer sind auf dem Weg zur Modellbahn und können für weitere Bereicherungen sorgen – vorausgesetzt, die Infrastruktur passt. Wir zeigen dazu einige Wege auf. Anschlüsse an einem älteren PC (v.l.n.r.): Anschlüsse für Maus und Tastatur, Drucker (Printer-Port, rot) und serielle Schnittstelle (RS232, blau), darunter optische Ein- und Ausgänge für Ton-Signale. Daran schließen sich Netzwerkanschluss und darunter zwei USB-Anschlüsse sowie ganz rechts ein FireWire-Anschluss mit wiederum zwei USBAnschlüssen darunter an.
D
ie Zentraleinheit ist das Herzstück einer digitalen Modellbahnsteuerung. Sie verbindet alle Komponenten des Systems miteinander und sorgt für deren reibungslosen Betrieb durch Sammeln, Aufbereiten und Verteilen von Informationen. Sender wie auch Empfänger sind dabei Decoder in Fahr zeugen („mobile Decoder“), an Weichen und Signalen etc. („stationäre Decoder“) sowie die Steuergeräte für den Modellbahner. Entscheidend für die erfolgreiche Zusammenarbeit der Komponenten ist, dass sie alle das gleiche Protokoll sprechen. Ist das nicht der Fall, so muss ein Interface als Dolmetscher zwischen den Protokollen vermitteln.
Netze, Dienste, Protokolle Die Verbindung zwischen den Komponenten erfolgt durch ein oder mehrere Netze. Sie können leitungsgeführt oder auf Funkbasis aufgebaut sein. Auf diesen Netzen können ein oder mehrere Dienste angeboten werden. So werden bspw. durch die Leitungen der „Post“ sowohl analoge Telefonie, digitale Telefonie, Fax, Datenfernübertragung (DFÜ), aber auch DSL usw. als Dienste bereitgestellt. In Protokollen werden nun die Regeln zur Kommunikation zwischen den Komponenten festgelegt. Diese Regeln bestimmen den Aufbau und die Struk46
tur der Kommunikationsinhalte (Syntax), deren Bedeutung (Semantik) und die Reihenfolge, in der Kommunikationsinhalte ausgetauscht werden (Synchronisation).
Exkurs: Modellbahn-Protokolle Der Begriff Protokoll ist dem Digitalbahner durchaus bekannt, wird doch von DCC-, Märklin-Motorola- und Selectrix-Protokoll usw. gesprochen. Auch in diesen Protokollen sind die vorstehend genannten Regeln für die Syntax, die Semantik und die Synchronisation genau festgelegt. Die Protokolle werden in verschiedenen Diensten verwendet, bspw. Fahren im Selectrix-Protokoll, Schalten im DCCProtokoll usw. Als Netz für die Kommunikation dienen bspw. die Gleise bzw. die Leitungen zu den Decodern usw. Die Trennung zwischen Netz und Dienst wird auch bei MultiprotokollZentralen deutlich: Sie bieten über die gleichen Netze verschiedene Dienste an, zum Beispiel Fahren im SelectrixFormat, Fahren im DCC-Format und Schalten im DCC-Format. Letztendlich können in allen Kommunikationsnetzen verschiedene Protokolle verwendet werden. So unterscheidet sich das für die Kommunikation zwischen Computer und Interface verwendete Protokoll zumeist vom „Gleisprotokoll“, das zur Kommunika-
tion zwischen Zentrale und Fahrzeugen auf dem Gleis verwendet wird.
Von der Zentrale zum Computer Nun sind Computer durchaus in der Lage, die Erzeugung der Digital-Protokolle direkt zu übernehmen (Stichwort „Software-Zentralen“), der weitaus üblichere Weg ist jedoch, dass die Erzeugung der Digital-Protokolle durch die Zentraleinheit übernommen wird. Für den Anschluss an den Computer wird ein Interface verwendet. Das Interface hat quasi zwei Gesichter: Auf der einen Seite spricht es das Protokoll des Digitalsystems, auf der anderen Seite stellt es den Steuerungsprogrammen auf dem Computer ein ebensolches Protokoll zur Verfügung. Je nach Ausstattung von Interface und Computer stehen verschiedene Netze zur Kommunikation zur Verfügung: Früher verfügten nahezu alle Computer über eine serielle Schnittstelle (RS232). Peripheriegeräte wie Drucker, Plotter und Maschinensteuerungen nutzen diese Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Computer. Somit ist es nicht verwunderlich, wenn diese zu Recht als „Standard-Schnittstelle“ bezeichnet wurde und auch in den Interfaces der Digitalsysteme verwendet wurde und wird. Traditionell fand sich an Computern eine weitere Standard-Schnittstelle, MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
GRUNDLAGEN
Unten: USB-Kabel weisen zwei verschiedene Stecker auf: Der breitere Stecker (hinten) wird an den Host gesteckt, der kleinere Stecker passt in die Buchse der Clients.
Ein USB-Hub – hier mit vier Ausgängen – dient dem Anschluss mehrerer USB-Geräte an einen USB-Anschluss des Computers. Der abgebildete USB-Hub hat auf der Rückseite eine Buchse zur Verbindung mit dem Host-Computer. Außerdem verfügt er über eine eigene Spannungsversorgung, die den USB-Hub und die daran angeschlossenen Geräte mit Strom versorgt.
Rechts: Auch für den Übergang von Parallelport auf USB existieren Adapter, jedoch sind für unsere Zwecke nur solche verwendbar, die auch den Empfang von Daten erlauben, also bidirektional arbeiten. Bei diesen Adaptern findet man auch häufig die Angabe „für Kombi-Geräte geeignet“.
der sogenannte Parallelport (PrinterPort, Centronics-Port), der jedoch in Bezug auf die Modellbahn nur geringe Bedeutung erlangte. Verwendet wird/ wurde er bspw. für den Anschluss von Gleisbesetztmeldern.
USB, USB 2 und USB 3 Der Universal Serial Bus (USB) wurde ab 1996 in nahezu allen neuen Computern verwendet und löste schrittweise die serielle Schnittstelle als auch den Parallelport ab. In aktuellen Computersystemen finden sich die alten Schnittstellen so gut wie gar nicht mehr und müssen ggf. über Erweiterungskarten nachgerüstet werden. Die in der Überschrift genannten Versionen des USB unterscheiden sich vor allem durch die Geschwindigkeit der Datenübertragung. Für den Anschluss der Modellbahn mit den dabei auftretenden kleinen Datenmengen ist die Geschwindigkeit jedoch unkritisch, erlaubt doch USB 1.0 schon eine maximale Übertragungsrate von 12 MBit/ sec., was rund der 100-fachen Geschwindigkeit üblicher RS232-Schnittstellen entspricht. Für den Anschluss eines Interface mit serieller Schnittstelle an den USBPort eines Computers stehen entsprechende Adapter zur Verfügung (siehe unten).
Auch für den Anschluss eines Parallel-Ports an USB werden Adapter angeboten. Dabei ist jedoch zu beachten, dass der USB-Adapter bidirektional arbeitet, damit beispielsweise die Gleisbelegtmeldungen vom Interface auch vom Computer empfangen werden können.
Kommunikationsfreiheit Die serielle Schnittstelle erlaubt nur die Verbindung zweier Geräte, also zum Beispiel zwischen Computer und Interface. Soll ein weiteres Interface an den Computer angeschlossen werden, so muss das dementsprechend über eine weitere serielle Schnittstelle am Computer erfolgen. In dieser Beziehung ist USB flexibler: An einen USB-Anschluss können mehrere Geräte angeschlossen werden. Dazu wird an den USB-Anschluss des Computers eine „USB-Mehrfachsteckdose“ (USB-Hub) angesteckt. An dessen Ausgänge können dann die weiteren Geräte angesteckt werden. Typisch für USB ist die strikte Aufgabenteilung: Es gibt immer nur einen „Host“ (oder Master), der die Kommunikation initiiert und koordiniert. Diese Rolle übernimmt der Computer. Die an den Master angeschlossenen Geräte werden als Clients oder Slaves bezeichnet.
Auf Windows-PCs zeigt der Gerätemanager eine Übersicht der belegten Anschlüsse, hier bspw. zwei serielle Ports (COM1, COM2) und einen per USB-Seriell-Adapter bereitgestellten Port (COM7). Über das Kontextmenü (Aufruf mit der rechten Maustaste) kann die Option „Eigenschaften“ geöffnet werden (unten). Die dort hinterlegten Einstellungen müssen mit denen des Interface übereinstimmen – sonst ist keine Kommunikation zwischen PC und Interface möglich. Über die Schaltfläche „Erweitert“ wird ein weiterer Dialog geöffnet, in dem bei einem USB-Adapter bspw. die Port-Nummer (COMNummer) eingestellt werden kann. Diese Nummer wird beim erstmaligen Anstecken des USB-Adapters automatisch vergeben, kann sich aber bei erneutem Anstecken oder bei Verwenden eines anderen USB-Anschlusses am Host ändern. Damit findet das Computerprogramm das Interface nicht unter der bekannten Nummer und verweigert folglich die Zusammenarbeit.
Ein USB-Seriell-Interface übersetzt die Kommunikation einer seriellen Schnittstelle (RS232) in den Universal Serial Bus (USB). Ein computerseitiger Treiber sorgt dafür, dass die Programme auf dem Computer die Kommunikation so erhalten, als kämen sie von einer seriellen Schnittstelle. MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
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Heimnetzwerk
Verkehrsisolation
Die untenstehende Skizze zeigt ein typisches Heim-Netzwerk: Per DSL- oder Kabel-Modem (links unten) erfolgt der Anschluss an das Internet. Häufig ist in das Modem auch ein Switch und/oder ein WLANZugriffspunkt integriert, die in der Skizze getrennt dargestellt sind. Der Switch verbindet alle stationären Rechner miteinander und mit dem Internet (grüne Leitung). Mobile Endgeräte oder auch stationäre Computer erhalten in Empfangsreichweite über den WLAN-Zugriffspunkt Netzwerkzugang, sofern sie über einen entsprechenden Empfänger verfügen. Das Digitalsystem der Modellbahn wird je nach Anschlussmöglichkeit des Interface entweder per Netzwerkkabel direkt mit dem Switch oder per USB- oder RS232-Kabel mit dem Modellbahn-PC verbunden. Wird das Interface mit dem Switch verbunden, so ist auch der Modellbahn-PC mit dem Switch zu verbinden, andernfalls ist keine Kommunikation zwischen Modellbahn-PC und Digitalsystem möglich.
Soll der Modellbahn-PC Anschluss an das Internet erhalten und sind im selben Netzwerk schon andere Geräte (Internet-Radio, PC im Arbeitszimmer etc.) angeschlossen, so sollte im Modellbahnbereich ein eigener Switch verwendet werden. Dies spart nicht nur das Verlegen mehrerer Kabel, sondern trennt auch die Datenverkehre voneinander: Die Fähigkeit des Switch, (Daten-)Verkehrsflüsse zu isolieren, trennt den Datenverkehr im Modellbahnbereich von dem im übrigen Netzwerk. So beeinflusst der Wohnbereich mit Internet-Radio, Internet-TV etc. den Modellbahnbereich nicht. Bei Bedarf kann auch im Modellbahnbereich ein eigener WLAN-Zugriffspunkt aufgestellt werden, dessen Zugangsdaten man guten Gewissens an Besucher und Mitspieler herausgeben kann, weil die Zugangsdaten beispielsweise nach jedem Betriebstag neu gesetzt werden und sich der Zugang auf den Modellbahnbereich beschränkt.
Geräte-Bus ComputerInterface
zu Steuergeräten und/oder Decodern
Zentraleinheit
Tablet Modellbahn-PC Switch
WLAN-Zugriffspunkt Smartphone
PC
Laptop
PDA
DSL- oder Kabel-Modem
Adressen im Netzwerk So wie auf der Modellbahn jeder Decoder seine eigene Adresse bekommt, so muss im Computernetzwerk jeder Computer seine eigene „IP-Adresse“ haben. Diese besteht aus vier Ziffernblöcken, wobei jeder Ziffernblock Werte zwischen 0 und 255 annehmen darf. Zusammen mit der IP-Adresse wird noch die Subnetzmaske angegeben. Sie bestimmt, welche Adressen als zum jeweils eigenen Netzwerk gehörend erkannt werden: Die Subnetzmaske 255.255.255.0 besagt, dass alle IP-Adressen, die in den ersten drei Ziffernblöcken übereinstimmen, zum gleichen Subnetz gehören und sich die zugehörigen Geräte leicht Daten zusenden können. Gebräuchlich sind die sogenannten privaten Adressräume 10.x.x.x oder 192.168.x.x Zum Schutz des Netzwerkes im Wohnbereich kann das dortige Netzwerk vom ModellbahnNetzwerk logisch getrennt werden, indem die Geräte im Wohnbereich Adressen aus einem anderen Adressraum erhalten. Der WLAN-Zugriffspunkt im Modellbahnbereich sollte Adressen aus dem gleichen Adressraum an die mobilen Geräte ausgeben, da es in manchen Fällen zu Problemen führt, wenn nicht alle Geräte im gleichen Subnetz sind.
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MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Eine Kommunikation zwischen zwei Hosts per USB ist mit einem speziellen Kabel möglich, aber eher unüblich. Für diese Aufgabe ist das LAN gedacht.
Ein Switch dient der Verteilung der Datenströme auf mehrere Computer. An jeden Anschluss („Port“) kann ein Computer oder anderes Gerät – Interface, weiterer Switch, WLAN-Zugriffspunkt usw. – angeschlossen werden. Im Vordergrund ein Netzwerkkabel mit RJ45Stecker.
Lokales Netzwerk (LAN) Für die Kommunikation mit mehreren und/oder wechselnden Kommunikationspartnern ist das LAN (Local Area Network, lokales Netzwerk) geeignet, für den sich ein weltweiter Standard etabliert hat. Üblicherweise werden hierbei die „Endgeräte“ wie Computer und Interface nicht direkt miteinander verbunden, sondern stets über die Zwischenschaltung eines Verbindungs- oder Vermittlungsgeräts. Für eine direkte Verbindung ist entweder ein spezielles Kabel erforderlich („Cross-Link-Kabel“) oder eines der Geräte muss eine Auto-Sensing-Fähigkeit haben, um sich auf die direkte Verbindung einstellen zu können. Alle Verbindungen zwischen den Geräten erfolgt über abgeschirmte Kabel mit RJ45-Steckern. Diese Kabel sind preiswert fertig konfektioniert in verschiedenen Längen und Qualitäten erhältlich. Die Übertragung der Daten erfolgt streng nach einem standardisierten Protokoll(stapel), TCP/IP, der auch für die Kommunikation im Internet verwendet wird. Er definiert u.a. die Übertragung in Form von Datenpaketen, die eine Empfänger- und eine Absenderadresse jeweils in Form einer IP-Adresse tragen. So kann der Empfänger dem Absender den Empfang des Datenpakets bestätigen, was vor dem Verlust von Datenpaketen bei der Übertragung schützt und somit die Kommunikation sehr sicher macht.
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Noch mehr Protokolle Dank der Kommunikationsprotokolle kann nun ein Datenaustausch zwischen Computer und Interface erfolgen, unabhängig vom Computertyp. Damit sich die beiden Geräte verstehen, müssen sie die gleiche Sprache sprechen – also letztendlich wieder einem gemeinsamen Protokoll folgen. In der Regel definiert der Entwickler des Interface dieses Protokoll, das festlegt, welche Befehle das Interface versteht, wie die Befehle aufgebaut sind und was die Reaktion des Digitalsystems bzw. der Zentrale auf den jeweiligen Befehl sein soll. Die Protokolle können je nach „Stil“ des Entwicklers völlig verschieden aussehen: Die Spanne reicht von reinen Zahlenfolgen bis hin zu gut lesbaren Befehlen aus Schlüsselworten und Parametern. Eines der ältesten Protokolle ist das sogenannte P50-Protokoll, das Märklin mit seinem Interface 6050 vor rund 30 Jahren einführte. Dort werden alle Befehle numerisch kodiert. Die Befehle – auch die vieler später entworfener Protokolle – orientieren sich an den Fähigkeiten des jeweiligen Digitalsystems. Erhielt dieses neue Funktionalitäten, musste das Protokoll zur Nutzung der Funktionalitäten entsprechend erweitert werden.
Die Erweiterungen mussten dann von den Autoren der Steuerungsprogramme noch in diese übernommen werden, damit sie für den Anwender auch nutzbar wurden. Mit dem Ziel, ein flexibles Kommunikationsprotokoll zu entwerfen, das hersteller- und systemunabhängig ist, entstand SRCP (Simple Railroad Communication Protocol).
Fazit Zur Steuerung einer mit einem Digitalsystem ausgestatteten Modellbahn existieren viele Wege. Der Trend geht aber deutlich in Richtung „Netzwerkfähigkeit“. Um eine Steuerung netzwerkfähig zu machen, bedarf es jedoch nicht zwangsläufig eines neuen Systems oder eines neuen Interface; vielmehr reichen die in Computern ohnehin oft vorhandenen Ressourcen schon aus. Dem Steuerungsprogramm kommt jedoch eine Schlüsselrolle zu, schließlich muss es die Netzwerkfähigkeit und damit die Bedienung der Modellbahn durch mehrere „Clients“ wie Computer oder Mobilgeräte unterstützen. Viele der Steuerungsprogramme bieten diese Fähigkeit oder lassen sich entsprechend erweitern. Letztendlich eröffnen sie so eine Fülle neuer Betriebs- und Spielmöglichkeiten. Dr. Bernd Schneider
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Im vergangenen Jahr zeigten wir die Märklin-Anlage von Ulrich Reiff mit einem Bild im Rahmen eines Grundlagenartikels in MIBA-EXTRA Modellbahn digital. Den vielen Anfragen zu dieser Anlage möchten wir Rechnung tragen und sie ausführlich vorstellen. Die Steuerung der Eckanlage ist unkompliziert und bietet einen einfachen Betrieb mit automatischem Zugwechsel.
S
eit beinahe 20 Jahren betreibe ich das Hobby rund um den Bau von Modelbahnanlagen, wobei mich insbesondere die Vielfalt von Gleisen, Gebäuden und Landschaft fasziniert. Es bereitet mir schlichtweg Freude, jedes Jahr Neuigkeiten zu sehen und diese auch umzusetzen. Ein hervorragendes Beispiel dafür ist die Begrasung mit Elektrostaten – ganz im Gegensatz zum früheren Streumaterial. Das Gleiche dürfte bei Bäumen und Büschen hinsichtlich der „Belaubung“ der Fall sein. Habe ich eine Anlage fertiggestellt, bemühe ich mich, diese auf Ausstellungen einem breiten Publikum zu präsentieren. So habe ich in den ver50
gangenen zehn Jahren mehrmals auf der Faszination Modellbau in Sinsheim bzw. 2012 in Karlsruhe ausgestellt, wo der dortige Privatanlagenwettbewerb bekanntermaßen seitens der MIBA unterstützt wird. Die 2012er-Anlage aus Karlsruhe war zudem im September 2011 auf der IMA in Göppingen zu sehen. Besondere Freude bereitet mir der Publikumskontakt auf Ausstellungen. In unzähligen Gesprächen entstehen so sehr oft neue Ideen, die ich dann in der nächsten Anlage auch einzubringen versuche. Meine Anlagen habe ich aufgrund der zahlreichen Nachfragen bisher alle an Privatpersonen im Inund Ausland verkauft.
Die Anlage im Eck Auch wenn meine Anlage häufig als Lförmig beschrieben wird, so besteht sie als Eckanlage aus einem gleichschenkligen Winkel. Beim Bau meiner Anlagen bevorzuge ich Eck- oder Winkelanlagen gegenüber den Rechteckanlagen, da man die Anlage in einer Zimmerecke unterbringen kann und von der Front aus den kompletten Überblick hat. Zudem bietet die Anlagentiefe – von der Vorderkante bis zum hinteren Ende sowie in der Breite – extrem viel Platz, um beispielsweise in den Untergrund führende Trassen problemlos verlegen zu können. Gleiswendel bleiben einem so erspart – die Problematik der Gleiswendel bei langen Zügen ist ja allseits bekannt. Was die sogenannte Paradestrecke betrifft, bietet diese Bauform wirklich Platz. Zwar kann man Paradestrecken auch auf Reckteck- oder L-Anlagen führen, ich bin jedoch der Meinung, bei Winkelanlagen habe ich die Möglichkeit längere Strecken zu bauen. MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
MODELLBAHN-ANLAGE
D e Eccka Di kanl nllag n ge vo von n Ul Ulri rich ri ch Reeiiff bie ch ette et la et lang ng ge Fa F hr h st stre reecken ckken e , di diee du urrcch ch ei e ne urb ban ane ne La Land n sccha aftt vorr ein ner e wei e tlläufi äu ufi f ge g n Ku Kuli liss li ssse fü führ h en hr en. Da Dank nk ein ner er ein nfaachen ch hen n Au utto om mat atiik k kan ann n man den de n Zu Zugv g er gv erke k hr ke h auc uch h en ntsspa p nn nt al asB Beeob o ac a ht hter er gen nie ieße ße en. n. Wäähr h en nd de der Tr Trie ie iebz eb bzzzug ug g der er Bau aure reih re ih he VT V 11. 1 5 üb über err die Par arad rad ades esstrreeccke brumm ru umm mmt, t, hatt maan n z.B B. d e Mögl di Mö ögl g ic ichk hk kei e t,, deen n Sch chie hie ene n nb nbus der er Neeb ben ben nba bahn h maan hn nue elll in d de een n Ba Bahnho Bahn hn h nho hoff zu zu faah hre ren n. n.
Betriebsmöglichkeiten Mittelpunkt ist eine zweigleisige, mit Sommerfeldt-Oberleitung elektrifizierte Hauptstrecke. Im Bahnhof finden Zugkreuzungen und Überholungen statt. Reisende können hier von der Hauptauf die Nebenbahn und umgekehrt umsteigen. Eine kleine Lokstation mit Lokschuppen, Dieseltankstelle und MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Bekohlung dient der Nebenbahn, die am höchsten Punkt der Anlage endet. Wenige Abstellgleise und Ladestellen bieten Möglichkeiten zum manuellen Rangieren. „Bewegte Welten“ von Viessmann wirken auf Ausstellungen wie Magnete auf das Publikum, vor allem dann, wenn sie manuell vom Anlagenrand aus bedient werden können. Hingucker ist aber auch die fotogene
Paradestrecke, die sich harmonisch in die Landschaft integriert. Auf der Anlage wurden Gebäude von Auhagen, Faller, Kibri, Piko und Vollmer eingebaut. Bei den Laubbäumen habe ich fast nur Heki-Produkte verwendet, der Nadelwald stammt von Anita-Dekor. Das Gleismaterial ist K-Gleis von Märklin. Den krönenden Abschluss der Anlage bildet jedoch der spezielle ange51
Die Märklin-Anlage bietet viele Perspektiven, aus denen man heraus als Betrachter in Ruhe den Zugbetrieb erleben kann. Diese eher passive Rolle ermöglicht es, mit dem Zug auf die Reise zu gehen.
fertigte Hintergrund. Als Basis diente eine 360°-Landschaftsaufnahme von Göppingen mit den Stauferbergen. Die Aufnahme hat eine Gesamtlänge von 640 cm bei einer Höhe von 70 cm und wurde von Stephan Rapke (München) geschossen. Das gesamte dreiteilige Bild wurde auf 4-mm-Plastikplatten aufgezogen. Der Übergang von der An-
lage zum Hintergrundbild ist fast nicht erkennbar.
Überlegungen der Steuerung Als Steuereinheit setze ich die Central Station 2 von Märklin (Art.-Nr. 60215) ein. Die Entscheidung für die CS2 fiel aufgrund ihrer reichlichen Zusatzfunk-
tionen sowie der Ausgangsleistung. Damit habe ich für meinen Anlagenbetrieb, der sowohl analoge wie auch digitale Steuerungskomponenten nutzt, die Möglichkeit, acht vorab eingestellte Züge unabhängig vom anderen Betrieb fahren zu lassen. Dabei muss an der CS2 kein Eingriff vorgenommen werden. Beim automatischen Start durch die Central Station können vorhandene Rauchentwickler und Geräuschmodule eingeschaltet werden.
Steuerung analog und digital
Der VT 11.5 von Märklin hat sich während des Betriebs auf Ausstellungen bewährt.
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Die Steuerung der Anlage erfolgt gemischt: Während der Fahrbetrieb auf der ganzen Anlage digital läuft, erfolgt das Schalten über Reedkontakte zur Steuerung von Bahnhof und Schattenbahnhof analog. Alle weiteren Weichen werden digital über k83-Module geschaltet. Für jede Fahrtrichtung verfügt die Anlage über einen eigenen, jeweils dreigleisigen Schattenbahnhof. Die Schattenbahnhöfe sowie die Hauptgleise 1 bis 4 im Bahnhof werden analog gesteuert, ohne dass ich tätig werden muss. Schatten- und BahnhofsgleiMIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
zum Schattenbf.
Gleisplan des sichtbaren Teils in 1:20, der des verdeckten Gleisbereichs in 1:40 Gleisplan nach Vorlage: gp
zum Schattenbf.
Eher ungewöhnlich für eine Modellbahnanlage steht das Empfangsgebäude für den Betrachter vor den Gleisanlagen.
MIBA-EXTRA MI MIB IBA A-E -EXTR XTTRA • Modellbahn Model Mo del de del dellba ellb lba lba bahhnn digital diigita ddig iiggital iita it ta tal 14 14
53 5 3
Die Hintergrundkulisse gibt der Anlage enorm viel Tiefe, sodass der relativ enge Gleisbogen im Übergang von einem zum anderen Anlagenschenkel kaum auffällt und es doppelt Spaß macht, die Züge bei ihrer Fahrt zu beobachten.
se sind in ihrer Steuerung prinzipiell gleich. Ich beschreibe den Schaltvorgang Einfahrt von links kommend in den Bahnhof: Der Zug hat den Schattenbahnhof verlassen und kommt im Bahnhof Richtung Gleis 1 an. Er überquert die Weiche 1, die für Gleis 1 und 3 zuständig ist. Es sind auf Gleis 1 nach der Weiche im Bahnhofsbereich drei Reedkontakte hintereinander angebracht: • Reedkontakt 1 schaltet die Weiche auf Abzweigen nach Gleis 3. • Reedkontakt 2 ist die Sicherheitsschaltung für den Gegenverkehr. Ich habe etwa zwei Zuglängen vor Einfahrt in den Bahnhof einen Reedkontakt angebracht, der ein unabsichtliches Losfahren des im Gleis 2
stehenden Zuges verhindert. Die Fahrwege von Gleis 1 auf 3 führen logischerweise über Gleis 2. Fährt also der Zug in Gleis 1 oder Gleis 3 ein, überfährt er den Reedkontakt 2 und schaltet damit über ein Relais den Fahrstrom für Gleis 2 frei. • Reedkontakt 3 wird bei Einfahrt in Gleis 1 überfahren und schaltet das an der Bahnhofsausfahrt stehende Signal (mit Isolierabschnitt) auf Rot (Halt) und das Signal auf Gleis 3 auf Grün (Fahrt). Im Schattenbahnhof entfällt die Signalsteuerung: Reed 1 schaltet die Weiche hinter sich um, Reed 2 schaltet über Relais den eigenen Isolierbereich stromlos und das nächste Gleis fahrbereit.
Auf der Nebenbahn darf man Lokführer sein, wird hier doch manuell gefahren. Blick über Bahnhof, Paradestrecke und die an der Kulisse entlangführende Nebenbahn.
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Entspannt prosten sich hier zwei bewegte „Viessmänner“ aus den bewegten Welten zu.
MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Authentisch kommt der Spielplatz mit Sandkasten, Wippe und Klettergerüst im Zwickel zweier Wohnblocks von Auhagen rüber.
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Zu dieser analogen Steuerung, die über Reedkontakte geschaltet wird, sind noch einige Blocksignale auf der Hauptstrecke angebracht, die jedoch ohne Zugbeeinflussung sind. Das bedeutet: Zwei Zuglängen vor dem Signal schaltet der Zug das Signal auf Grün, nach dem Passieren wieder auf Rot und das nächste auf Grün. Dieses Verfahren lässt sich beliebig fortsetzen. Das Ganze ist zwar nicht vorbildgerecht, stellt für den Ausstellungsbetrieb jedoch eine akzeptable Lösung dar. Als Relais habe ich den Universalschalter Märklin # 7245 bzw. Viessmann # 5551 verwendet. Beim Märklin-Universalschalter sollte darauf geachtet werden, dass dieser waagerecht montiert wird, um dauerhaft ein sicheres Schalten zu gewährleisten. Die Spannungsversorgung für die Reedkontaktsteuerung erfolgt über einen separaten Lichttrafo, der nicht mit dem digitalen Teil verbunden ist. Die vom Automatikbetrieb unabhängigen Weichen, Signale und Entkupplungsgleise werden digital mit k83-Modulen gesteuert. Hierbei kann ich, wenn der Fahrbetrieb auf der
Hauptstrecke mit acht Zügen läuft, auf das Keyboard zugreifen und Signale, Weichen sowie Entkuppler anwählen bzw. bedienen. Auf dem Display kann ich die jeweiligen Symbole (Weiche, Signal, usw.) eingeben und durchnummerieren. Zudem lassen sich mit einer Rangierlok auf den Nebengleisen des Bahnhofs Rangierarbeiten erledigen. Eine Pendelzugsteuerung ist nicht eingebaut. Für die Nebenstrecke wäre das zusammen mit einem Schienenbus eine durchaus belebende Aktion. Es werden eigentlich nur ein s88-Modul, zwei Gleiskontakte sowie eine einseitige Massetrennung an den Gleisen benötigt. Diese Zusatzsteuerung wird auf meiner nächsten Anlage bestimmt zum Einsatz kommen. Zu der anfangs erwähnten Oberleitung von Sommerfeldt möchte ich noch anmerken, dass sie ohne elektrische Funktion ist. Für den Digitalbetrieb ist das auch nicht zwingend notwendig, um z.B. einen zusätzlichen Zug zu fahren. Die Oberleitung ist nur im sichtbaren Bereich montiert. Auf den verdeckten Strecken und im Schattenbahnhof habe ich darauf verzichtet.
Erfahrungen mit der Betriebssicherheit Hinsichtlich der Betriebssicherheit bin ich eigentlich mehr als zufrieden. Natürlich gab es in der Anfangsphase des Fahrbetriebs das eine oder andere Problem, jedoch nie mit der CS2 – mit der fühle ich mich gut versorgt. Am Anfang haben die Reedkontakte, bzw. die am letzten Wagen angebrachten Kleinmagnete, Probleme bereitet. Sind die Magnete zu klein oder zu hoch angebracht, kann es passieren, dass der Schaltvorgang nicht ausgelöst wird. Einige Versuche mit einem einzelnen Wagen führten aber letztlich zum gewünschten Ergebnis. Auch sollten z.B. bei abzweigenden Gleisen die Reedkontakte zwischen den einzelnen Gleisen weit genug auseinander liegen, da die Magnetwinzlinge einen relativ großen Wirkungsbereich haben. Ulrich Reiff
Es bereitet einfach Freude, die Züge bei ihrer Fahrt vor der eindrucksvollen Kulisse zu verfolgen.
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Zugbegegnung am Beginn der zum Schattenbahnhof führenden Gleiswendel. Die lastgeregelten Decoder in den Lokomotiven sorgen hier für gleichbleibende Geschwindigkeit, sowohl bei der Berg- als auch bei der Talfahrt. Fotos: gg/gp
Bahnhöfe
✓
Blockstrecken
✓
Schattenbahnhöfe
✓
▶
Universalsteuerung
TOP
Preis Leistung
Umfahrgleis Gleis1 zur Universalsteuerung
Fahrtrichtung Gleis2
zur Universalsteuerung
Gleis3 zur Universalsteuerung
Block mit Einfahrtsmanager
1 Modul für 4 Gleise
zur Universalsteuerung
Steuerungsbeispiel
Mit weiteren Universalsteuerungen beliebig erweiterbar Mit Bremsabschnitt für 2-Leiter- und 3-Leiter-Anlagen
Uhlenbrock Elektronik GmbH Mercatorstr. 6 46244 Bottrop Tel. 02045-85830 www.uhlenbrock.de
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Basiswissen
Lokdecoders Kern Schnell ist die kleine Leiterplatte, auch Lokdecoder genannt, in die Schnittstelle der neuen Lok eingesetzt. Doch welche Aufgaben haben die zwei-, drei- und vielbeinigen „Käfer“? Wie sind sie elektrisch und auch logisch verknüpft, sodass sie am Ende das Modell steuern können?
J
eder Modelleisenbahner kennt den Begriff „Digitaldecoder“. Mit Aufkommen der digitalen Modellbahnsteuerungen hat sich dieser Begriff eingebürgert und steht als Synonym für jenen Elektronikbaustein, der in Triebfahrzeugmodellen vorhanden sein muss, damit diese sich digital steuern lassen. Eigentlich wäre „Empfänger- und Steuerbaustein“ zutreffender, denn das Decodieren des Signals, das von der Zentrale über die Schienen und Radschleifer kommt und die Steuerinformationen enthält, ist nur eine seiner Aufgaben. Schließlich müssen die Steuerinformationen ja auch noch in Lokeigenschaften wie das Fahren oder das Schalten von Lokfunktionen umgewandelt werden. Wenn man Decoder aus den letzten 25 Jahren vergleicht, ist festzustellen, dass eine Miniaturisierung stattgefunden hat. Die Bauelemente, die sich auf einer Decoederplatine befinden, werden immer kleiner. Moderne SMD-Fertigungstechnik liefert dafür die Grundlage. Das Herz des Decoders, der Controller, wird zunehmend komplexer. Der
Controller ist ein integrierter Schaltkreis (IC), den man sich als eigenständigen Computer vorstellen kann. Ähnlich wie ein PC enthält der Controller einen Prozessor, Speicher und Schnittstellen zum Anschluss an die „Außenwelt“. Im Gegensatz zum PC benötigt der Controller im Lokdecoder keine grafische Benutzeroberfläche und keinen Virenschutz. Sein Betriebssystem wird zusammen mit dem Programm des Digitalsystemherstellers im Speicher abgelegt. Sobald Spannung anliegt, beginnt der Controller dieses Programm abzuarbeiten. Da der Controller sehr schnell dabei ist, kann er nicht nur das von der Zentrale über die Gleise gesandte Signal decodieren, sondern dieses auch in Lokfunktionen umwandeln. Allerdings ist der Controller-IC aus elektrischer Sicht schwach, da er selbst nur verhältnismäßig kleine Ströme schalten kann. Das erfordert Verstärkungsbauteile, die der Belastung durch Motor oder Lampen standhalten. Zu den Lokfunktionen gehört zunächst einmal das Ansteuern des Motors, wodurch sich das Modell bewegt.
Zudem erwartet jeder fahrtrichtungsabhängig leuchtende Spitzen- und Schlusslichter, die sich per Funktionstaste am Fahrgerät ein- und ausschalten lassen. Wollte man früher weitere Funktionen ansteuern, konnte man dies durch Nachrüsten eines zusätzlichen Funktionsdecoders erreichen. Mittlerweile haben die meisten Lokdecoder mindestens vier Funktionsausgänge, sodass neben dem Spitzen-/ Schlusslicht weitere Lichter (z.B. Führerstandsbeleuchtung, Triebwerksbeleuchtung, Zugzielanzeige) zu- und abgeschaltet werden können.
Motorsteuerung Auf einer analog betriebenen Modellbahn stellt man am Fahrtrafo die Fahrspannung ein und schon setzt der Motor das Modell in Bewegung. Das ließe sich sicherlich auch mit einer aufwendigen Elektronik im Digitaldecoder erreichen. Doch man nutzt einen anderen Weg, der mit wenig Elektronik auskommt und entscheidende Vorteile bietet: die sogenannte Impulsbreitensteuerung. Dabei wird der Motor mit einer Quasi-Rechteckspannung betrieben. Unterschiedliche Drehzahlen erreicht man durch die Variation der Impulsdauer. Mit diesem Verfahren ist es möglich, auch bei niedrigen Drehzahlen ausreichend Drehmoment zu erzeugen, um das Modell bzw. einen Zug zu befördern. Modelle, die auf einer analoggesteuerten Modellbahn kein sonderlich gutes Langsamfahrverhalten zeigen, werden dank der Impulsbreitensteuerung aufgewertet. Die unterschiedlichen Geschwindigkeiten 125 v [km/h] 100 vmax (Vorbild) 75
Nennspannung
50
25
0
0 0
5 10
10 20
14 UFahr [V] 28 Fahrsstufe
Analogbetrieb Digitalbetrieb
Der Lenz-Decoder Gold+ hat eine Fläche von 22 x 15,5 mm und ist 6,5 mm dick. Die Schnittstelle, hier die Ausführung mit Kabeln, ist mit bezeichnet. sind die Gleichrichter, die SUSI-Schnittstelle, der Controller, die Leistungstransistoren für die Funktionsausgänge und die Motorendstufe.
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Gegenüber dem Analogbetrieb lässt sich im Digitalbetrieb die Geschwindigkeitskennlinie nach Bedarf einstellen. MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
GRUNDLAGEN
Hauptbestandteile eines Lokdecoders und ihr Zusammenwirken MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
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Dieser Lenz-Decoder „Gold mini“ besitzt Kabelanschlüsse als Schnittstelle.
Zwei Ausführungen des Kühn-Decoders N025 mit 6-poliger Schnittstelle nach NEM 651
Eine 8-polige Schnittstelle (NEM 652) besitzt der Decoder 76 320 von Uhlenbrock.
erreicht man durch eine feststehende Abstufung, die in den Konfigurationsvariablen (CVs) hinterlegt ist. Je nach Decoderausführung lässt sich diese Abstufung nach Wunsch verändern, indem die Geschwindigkeitskennlinie manuell festgelegt wird. Die Feinfühligkeit der Motorstuerung und damit der Fahrgeschwindigkeit eines digitalgesteuerten Modells hängt von der Fahrstufenauflösung ab. Besaßen die ersten Lokdecoder nur 14 Fahrstufen, sind heute 28 Fahrstufen üblicherweise voreingestellt. Bei vielen Decodern gibt es sogar einen Modus mit 128 Fahrstufen. Da die Elektronik die EMK (elektromotorische Kraft) des Motors ermitteln kann, nutzen die meisten Decoder dies zur Lastregelung, um die Motordrehzahl in Abhängigkeit von der Belastung stabil zu halten. Das Motormanagement eines Lokdecoders bietet das Verzögern des Anfahr- bzw. Bremsvorganges. Dafür lassen sich individuelle Werte einstellen. Hinterlegt man große Werte, so erzielt man eine Massensimulation. Das Modell verhält sich wie ein schwerer Zug, es nimmt nur allmählich Fahrt auf und benötigt einen langen Weg, ehe es zum Stillstand kommt. Bei niedrigen Werten hat das Modell bzw. der Zug kaum noch Trägheit. Dafür werden die Übergänge zwischen den Fahrstufen sanft durchlaufen. Bei automatisch betriebenen Anlagen kann es aus Gründen der Be-
triebssicherheit nützlich sein, dass die Züge unabhängig von der gefahrenen Geschwindigkeit beim Anhalten den gleichen Weg zurücklegen. Diese Eigenschaft nennt man „konstanten Bremsweg“ und kann konfiguriert werden. Soll auf einer Nebenbahn ein Güterwagen abgesetzt werden, muss rangiert werden. Hier kann es hilfreich sein, wenn der Decoder in den sogenannten Rangiergang versetzt wird. Dabei wird die Geschwindigkeitskennlinie beschnitten und der verbliebene Teil auf alle Fahrstufen verteilt. Das Resultat ist eine deutlich verringerte Höchstgeschwindigkeit und eine sehr feinfühlige Geschwindigkeitssteuerung.
die Kupplung zu öffnen. Entkupplungswerkzeuge werden hier entbehrlich. Lokdecoder unterscheiden sich in der Anzahl an Funktionsausgängen. Werden in einem Modell viele Funktionen genutzt, kann die werksseitige Zuordnung der Funktionstasten unvorteilhaft sein. Um dem begegnen zu können, gibt es das „Functionmapping“. Bei der Funktionstastenzuordnung können diese nach Wunsch den Funktionsausgängen zugeordnet werden. Zudem lassen sich Abhängigkeiten der Funktionsausgänge untereinander sowie Effekte einstellen. Ein nützlicher Effekt ist das Dimmen eines Funktionsausganges. Damit kann die Helligkeit eines angeschlossenen Lämpchens eingestellt werden. Je nach Bahnverwaltung können verschiedene Lichteffekte wie Marslight, Gyralight, Blitz und Doppelblitz erforderlich werden. Je nach Lokdecoder und Hersteller werden diese angeboten.
Funktionen Auf den Fahrgeräten einer Digitalsteuerung findet man mehr oder wenig viele Funktionstasten. Sie dienen dazu, Funktionen in der Lok zu schalten. Ein typisches Beispiel dafür ist das An- und Ausschalten des Spitzen- und Schlusslichtes. Je nachdem welche Möglichkeiten ein Modell noch bietet, lassen sich weitere Funktionen steuern. So könnte ein Summer betätigt werden, der das Signalhorn imitiert. Genauso denkbar ist, dass Lampen im Führerstand, im Motorraum oder über dem Triebwerk geschaltet werden. Wer gern rangiert, kann seine Modelle mit elektrisch steuerbaren Kupplungen ausstatten. Soll dann entkuppelt werden, reicht das Betätigen einer Funktiontaste aus, um
Sound Mit der Zunahme der Leistungsfähigkeit der Controller entstand die Möglichkeit, Geräusche abzuspeichern und diese situationsgerecht abzuspielen. Sounddecoder bieten also neben den klassischen Funktionenen die Möglichkeit, ein Modell (vorausgesetzt es lässt sich ein Minilautsprecher darin unterbringen) mit einer authentisch wirkenden Klangkulisse auszustatten. Unter „situationsbedingt“ ist zu verstehen,
SUSI-Schnittstelle
Uhlenbrocks IntelliDrive-Decoder gibt es mit PluX22-, PluX16- und PluX12-Schnittstelle.
60
Intellisound-Decoder 36 030 von Uhlenbrock mit 21MTC-Schnittstelle.
Der IntelliSound-Decoder 36 020 von Uhlenbrock mit 8-poliger Schnittstelle (NEM 652). MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
dass beispielsweise das schnelle Senken der Fahrstufe als Starkbremsung interpretiert wird und das Quietschen der Bremsen ertönt. Ein anderes Beispiel ist die Möglichkeit, bei Dampflokomotivmodellen synchron zur Stellung der Steuerung die Dampfgeräusche erschallen zu lassen. Das setzt einen Sensor voraus, der die Radstellung erkennt.
Die Kupplungen von T4T übertragen den Zugbus des T4T-Lokdecoders. Wenn alle Wagen entsprechend ausgestattet sind, kann der Zug an beliebiger Stelle ferngesteuert getrennt werden. Fotos: Gerhard Peter (3), Rainer Ippen (6)
SUSI Während Sounddecoder eine Kombination aus Lokdecoder und Soundbaustein sind, gibt es die Möglichkeit, beispielsweise bei beengten Platzverhätnissen, beide als separate Bausteine in ein Modell einzubauen. Dazu wurde die SUSI-Schnittstelle geschaffen. Letztlich handelt es sich um eine zweiadrige Leitung, die die Verbindung zwischen Lokdecoder und Soundbaustein herstellt und für den Informationsaustausch sorgt. SUSI ist nicht auf Sound beschränkt, sondern dient als Schnittstelle zur Decodererweiterung. Es kann also statt des Soundbausteines auch ein Funktionserweiterungsbaustein zum Einsatz kommen.
an beliebiger Stelle getrennt werden. Auch der hauseigene FlexDec-Decoder in Triebwagen von KRES kommuniziert über einen Zugbus mit angeschlossenen Beiwagen. Dadurch wird es über eine Lokadresse möglich, Beleuchtungsfunktionen in den Wagen eines Zuges unabhängig zu schalten.
Zugbus
Konfiguration und Rückmeldung
Eine andere Art der Erweiterung bietet sich mit dem sogenannten Zugbus. Er wird zwar bislang nur von wenigen Herstellern implementiert, bietet aber eine deutliche Erweiterung der Möglichkeiten. Ein Zugbus ist eine Informationsverbindung, die vom Lokdecoder über die Modellbahnkupplung in alle Fahrzeuge des Zuges übertragen wird. Mit ihm können Steuerungsbefehle, die vom Lokdecoder empfangen werden und an einen oder alle Wagen im Zug gerichtet sind, übertragen werden. Auf diese Weise können mit der Produktfamilie von T4T Züge digitalgesteuert
Alle bis hier beschriebenen Möglichkeiten eines Lokdecoders werden vom Controller koordiniert und ausgeführt. Es war auch die Rede von individuellen Einstellungen. Diese werden in der DCC-Welt in den CVs gespeichert. Dazu wird der Decoder in einen Programmiermodus versetzt und schon können Werte in die CVs geschrieben werden. Mit dem Auslesen ist das noch so eine Sache. In naher Zukunft ist zu erwarten, dass Lokdecoder zunehmend mit Encodern ausgestattet werden, die über ein Rückmeldeprotokoll (in der DCC-Welt heißt das RailCom) z.B. CV-
Die neue ZIMO Digitalzentrale MX10 Externes Netzgerät zur Versorgung (galvanisch vom Netz getrennte Festspannung) ............. 20 - 35 V = für Mindestbetrieb (ca. 3 A Schienenstrom).......................................................................... 80 Watt für Betrieb auf voller Leistung (ca, 20 A Summen-Schienenstrom) ................................... 600 Watt Rückseit eiitite .... eit e ... ... ... .. ....... .... ........ . ..................... 125 kBd / vorbereitet auf 512 kBd CAN Bus 1 (Stecker auf Vorder- und Rückseite ................................. .............. ... ...... ... ...... .. ........ .... ... .. ..... ............ ... .... .... .... ..... ... ..... .... ....... ..... ..... .. .... ........ ..... ... .. ..... ..... ..... ..... .. 125 125 12 25 kB kBd k Bd B d / vorbereitet vo v orb rbe rbe rber ber b er ereit eiitite eite ei te tet et au a auf uf 5 51 512 12 kB kkBd Bd Bd CAN Bus 2 (vorbereitet) ......................................................................... ............ ..... ............. ..... ... ........ ........... ... .... ......... ... ....... .............. .... ... ... ...... ... ......... ..... ..... ....... .... ... ...... ......... ... .... ... .... ...... .... ..... ..... ..... .. .... ...... ..... ........ ......... .. ...... ... ....... ... ....... ... ..... ... .. 6 62, 62 62,5 2,5 2 2, ,5 ,5 k kBd kB Bd B d XNET ........................................................................................................................................ .... .... ... ............ ..... ... ......... .... ....... .. ..... .... .. ... ......... .. ...... ... ..... ........ ..... .... .. ......... ..... ........ ............. ... ........ ... .. ... ........... .. ..... ............ .. .... ........... .. ... ... .... ..... ....... .. .... ... ..... ........ .. ..... ..... .... ... ........ ..... .... ... ..... 16,6 16 1 6 6,,6 k 6,6 kB kBd Bd Bd Loconet (vorbereitet) ..................................................................................................................... ........ ........ ......... ...... ........ ............................... .... ...... ... ........... ..... ...... ......... ... ..... ... ........... ..... .... ...... ..... ... ... . ... .... ... ... ......... ... ... ... ... . .... .. .. .... ... ......... .... .. . .......... ....... ... ... ... xxx xxx S88 (vorbereitet) ................................................................................................................................... ..... ....................... ... ....... ... ................. ... ... ... ... ...... ....... ......... ......... ... .......... ..... ...... ..... ... ... ... .... .. ............ ... .. ............. ..... ... ...... ..... ............ ... ......... .... ... ....... ...... .... .. .......... .... ... ... ....... .... .. . .... ........ ... ...... ... ....... .... .. xxx xxxx Sniffer-Eingang (vorbereitet) ................................................................................................................. ... ..... .................... ... ...... .......... .. ... .... .. ...... ... ......... ... .... ...... ... ... .. .... ................ .... ........ ... ... ....... ........... .. . ..... ....... ............. ... .... ....... ........ ...... .... ....... .... ... ....... ..... x xxx xxx StEin und Booster Schnittstelle ......................................................................................................... .... ......... ....... ...... ...... .......... .... .... .. ... ...... ..... ..... ...... ........ ..... .... ........ ..... ... ....... ...... ... .... ... ....... ... .. ...... ... .. ... ... ....... ........ .... ......... .... .... .... ........... .... ..... ........... ... .... ...... ..... ... .... .... ....... .... .... .... .... ... .......... ... ...... ... .. x xxx xx xx xx Audio-Ausgang ................................................................................................................................. ..... ... ...... ... .... ..... ....... .. .... ....... ..... ... ...... . ... ... . ...... .... .... .... .... ......... ........ .. .......... ... .... .... .... ....... ..... ......... .... .... ......... ..... ..... .... ....... ... .... .... .. .... .......... ...... ... .... .. ..... .... .......... .. ..... .. ........... ...... ..... .... ........... .... .. 1 M Mb bit bit/ it/ iit/s t/ tt/s //s s USB device (client) Schnittstelle ... ............................................................................................... Mbit/s ck ks u un und nd n dz zuk zu zukü uk ukü u kü kün nfffti nfti nft ftttiig ge eA nwe n nwen nw w wen we en e nd dun du dung ung un ung nge en en) n) ... n) .......................................... .... ...... ......... ....... ....... ... ... ..... .... ..... ............ ...... ...... ..... .. ...... .... ........ .... ... ..... ... .... .... .... .. 1 Mbit/s Mb M biitit/s it/ t/s tt/ /s /s USB 2.0 host Schnittstelle (für Sticks zukünftige Anwendungen) sW -LAN AN R out oute ou o utte u ute ter) r) .. .................................................................. ..... ....... ... .... ..... ... .... ......... ...... ... ... ..... .... ....... .. .... .... .... ..... .... .......... ........ .... .... ... ........... .... .. ....... ........... ..... .... ....... ............. ..... ... 1 10 0M biiit/ bit bit/ b itt/ t/s LAN (Ethernet, auch als Anschluss W-LAN Router) Mbit/s ftle ftle tlle tl eiste ste) st s tte) te e)) - Konstantstrom e Kon Kons Ko K on o ons n ns stta st tant tan a tstro t m bei b i1 15 5 mA A - Maxi M aximalst ax mals mal lstrom ls trom tr om ....... 25 25 mA mA LED-Ausgänge (6 Pins auf 2 x 8 pol. Stiftle Stiftleiste) Maximalstrom ABA-Eingänge (8 Pins auf 2 x 8 pol. Stiftleiste) – Schalten gegen Masse oder Schaltschwelle ......... 3 V Mi-Wi Funknetzwerk (abgeleitet vom ZigBee Standards, 2,4 GHz) .................... bis (brutto) 625 kbit/s DRAM und SRAM (Arbeitsspeicher) .............................................................................................. 64 MB NAND Flash (Bilder, Datenbanken, Stellwerke, Sound-Files, usw.) ................................................ 4 GB RailCom ist ein Warenzeichen der Lenz GmbH
MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Werte an die (RailCom-fähige) Zentrale übertragen. Rückmeldungen aus dem Decoder bieten aber noch andere Möglichkeiten. So werden Loks, die einen mfx-Decoder besitzen, automatisch an Märklins CS2 angemeldet. Gleiches ist auch mittels RailCom möglich.
Decodierer Der Decodierer ist nicht nur für das Entschlüsseln des Digitalsignals zuständig. Er erkennt auch, ob die Lok auf einer analog betriebenen Anlage steht. Ist das der Fall und die Fahrspannung entspricht der Arbeitsspannung des Decoders, schaltet er den Betriebsmodus des Lokdecoders um, sodass die Lok über den Fahrtrafo gefahren werden kann. Im DCC-System ist der Decodierer auch zuständig für das ABC-System mit seinen Automatisierungsfunktionen. Er erkennt das speziell beeinflusste DCCSignal im Gleisabschnitt und leitet Aktionen wie das Abbremsen oder Anhalten einer Lok ein. Rainer Ippen
TECHNISCHE DATEN (Auszug)
Fahrspannung .................................... (einstellbar in Stufen von 0,1V) Schiene 1 ..... 10 bis 24 V - Hochfahrzeit der Fahrspannung (zur Verteilung des Decoder Inrush current) .................... 1 - 60 sec - Überstromschwelle .............................. (einstellbar in Stufen von 0,1 A) Schiene 1.….. 0,5 - 12 A - Abschaltezeit **)) im Überstromfall ((einstellbar in Stufen 0,1 sec)) .................................... 0,01 - 5 sec - Tolerierte Tole T Tol ole olle o lerier rier rierte erte te Überschreitung Übe ber b bers ers ers er rschr chre ch c hre h hrrre eitu itiitun ttun tu un u ng d de er Ü Üb b berst erst er erst rs rst stroms stroms ro ro rom om mschw ms chwe ch chwe hw hwe welllle lle le ((ein (e eiin ei ein nste stel st s ttel te e ellllba lbar 1 A / 1 sec) ....... 1 - 10 A / 1 - 60 sec der Überstromschwelle (einstellbar - Abschaltung Absc Abs Ab A bsch bs bsc schalt sc ha hal h a altlltttung al un ung u ng b ng bei be eii S e Str Stro St tro ttr rro om mspr msp ms spr sp s prrun p ung ung ng v vo von on o n ((e (ei (ein ein e eiiin ns stel st ste te ttel ellb el llba lbar bar ba ba arr) .. .... .... .... ....... ...... ....... .. .......... .... .......... .... ..... .... ... ...... .... . .. Stromsprung (einstellbar) ........................................... 1 - 10 A / 0,01 - 0.50 sec Rai Rail Ra R a ai ail il ilC ilCom Com Co om Detektor om De Dete D e ete tte tekto ekt ktor k kto tor to to orr Sc Sc hi hi e en ene ne n e1 - m me mess mes messbareamplitude ess es e ssba ss bare b bar are arre a rea am amp ampl m mp mpl pllitud p itiitu ttu tud ude des ud de d es RailCom-Signals R Ra aiililC ilCo llC lCo C Co o om m -Si S Schiene 1 ............ 2 mA RailCom -S Sam Samp Sa am amp a mple mp plle e rrate ate at a te ((3 te 3-fac fach fa fach ac a ch c hO Ove Ov versa ve rsam rrs ssa sam am a mp pllilin pli plin lin ing) g) ........................................ 750 kHz Sample (3-fach Oversampling) ZA ZAC Z ACK ACK AC CK Detektor De Det Dete D Detek e ettte ete ekto ktto ktor k tor to orr ((ZI (Z ZIIMO Z Z Zu ug gnu nu num n ummern um me m mer ern e rrn nimpu iimp mp mpu mp pu ulse lse) lls sse se) e)) S e E Erk Er rrk rkennu rke ke k ennun nnu nn n nun nu n un u ungssc ng gs gssc gss ss sssc schw hwe h w we wel elle el le .......................................... 1 V ZACK (ZIMO Zugnummernimpulse) S-- Erke Erkennungsschwelle ***) **)) K Konstantstromregelung onst onsta ons o n ns nst nsta ssta st tta an ntst nt nts ntstr ttstr ts tst str sst tr tro omr omreg om omre mre mreg mre mr rreg e eg gelu elun el e llu un ng g ((d.h (d (d.h. d..h h. A Ab Abs Absenkung bsse b enk en nkung de n d der e err F Fa Fahrspannung) ahr ah a hrrspa h rsp sspa pann p pa a an n un ung u ng) ng n g g)) n nac nach na ach a ac ch ch Ku Kurzs Kur K Kurz Kurzschluss ur urz urrz rzs zzsssccch h bis Ablauf der Abschaltezeit.
Fa Fah F ah ahr a h hrrs span spa sp pan p pa a an nn nu nun nung u un ung ng n g .. ........................................ .... .. ....................... ..... .. ..... ........ .. . ... ......... (einstellbar (ei (e ((ein ein e iin nstel ste s st ttellba lba lbar lb ba arr in in Stufen Stu S Stuf St Stufe tuf ttu ufen en vvon on o n0 Fahrspannung 0,1V) Schiene 2 … 10 bis 24 V Ho Hoc Hoch H o och oc ch c hffahr fa fah ahr ah a hr hrz zeit zei ze eit e eiiitt der de d err Fa e F Fah ah a hrspa rsp rrs spa sp s pannu pa nnun n nn n nun nu ung un ng (z ((zur zu urr V ert er erte e rt rrte tte eiilu ililun llu lun u un ng de d es D Dec Deco De e eco co c ode der d e err Inru IInr In nrru nru n rush current) .................... 1 - 60 sec - Hochfahrzeit Fahrspannung Verteilung des Decoder Inrush Üb Über Übe b ber be er e str stro st s ttr tro rro om ms msc msch sch sc scch hw well wel we elllllle .............................. e el .... .... ...................... ... .. ... .... .... .... ...... ....... .... ... ........ (einstellbar ... (ein (e ((ei eiin ein ns stel st ste te te tel elllb lbar llba bar b ba arr in a in Stufen Stu St S ttuf tu uffen u en von vvo on o n 0,1 0 A) Schiene 2 .. … 0,5 - 8 A - Ü Überstromschwelle Abs Ab Absc A bssc bsc bs ch ha hal halt a allt alt ltez ezei eze e ze zei ze eiit **) **) ** *) im im Überstromfall Übers ber b be e errs ers rrst str tro tro trom ro rom om mfa fa fal fall allllll (ei al ((e eiin e nst ns nste stte ste st ellb ellba lllba llba ba b ar in in S Stu St ttu ufe fe fen en n 0,1 0,1 ,1 se sec) s sec ec e ec) cc)) ... - Abschaltezeit (einstellbar Stufen .................................... 0,01 - 5 sec To Tole Tol T ole o olle lerri rie rier iier ie errtte e e Überschreitung Üb be ber bers ers errsc er rs sc chr chre ch hre h hr re reitu iititun ttun tu un u ng de d er Üb Ü be errs erst ers rrst stro str st ro roms rom oms om ms c ms chw chwe ch hwe hw h we w ellle lllle e u(ei u(e u( u (e (ei (e eiinste nst ns n sst ste tte elllllb llba llb lba b ba ar 1 A / 1 sec) ....... 1 - 6 A / 1 - 60 sec - Tolerierte der Überstromschwelle u(einstellbar Ab A Absch b haltung h lltt b eii St S tromsprung vvon on ((einstellbar einst i tellb t llllbar 1 A / 1 sec)) ........... - Abschaltung bei Stromsprung .......................... 1 - 6 A / 0,01 - 0.50 sec Schiene 2 …….... 2 mA - RailCom Detektor 2 - Mindestamplitude des RailCom-Signals - Sample rate (3-fach Oversampling) ................................................. 750 kHz - ZACK Detektor 2 (ZIMO Zugnummernimpulse) - Erkennungsschwelle ...................................... 1 V DC - Ausgang 30 V (Versorgung von Fahrpulten, Akku-Laden, StEin-Modulen) ............................. 4 A DC - Ausgang 12 V (Versorgung von XNET- und Loconet-Geräten-Geräten, u.a.) ......................... 2 A
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MIBA-SPEZIAL
Die Spezialisten Anlagen mit Mittelkulisse bilden den roten Faden in der aktuellen MIBA-Spezial-Ausgabe. Die MIBA-Planungsprofis zeigen pfiffige Lösungen, wie durch den Einsatz einer Mittelkulisse Bahnhof und Strecke optisch getrennt, die Fahrzeiten verlängert und die Betriebsabläufe sinnvoller werden. Doch damit nicht genug: In vielen weiteren Entwürfen finden sich Anregungen für die Gestaltung von Modellbahnen – teils sogar in mehreren Varianten, sodass sich der Anlagenplan unterschiedlichen Platzverhältnissen anpassen lässt. Wer vor dem Bau einer (neuen) Anlage steht, sollte sich die zahlreichen innovativen Ideen und raffinierten Lösungen in dieser Spezial-Ausgabe nicht entgehen lassen. 108 Seiten im DIN-A4-Format, Klebebindung, über 180 Abbildungen Best.-Nr. 12089813 | € 10
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je Ausgabe € 10,–
GRUNDLAGEN
Triebfahrzeugmodelle mit vielen Funktionen
Festival der Lichter Die digitalgesteuerte Modellbahn ist den Kinderschuhen entwachsen. Die Mikroelektronik gestattet Dinge, die im Analogbetrieb nicht umsetzbar sind. Doch immernoch leuchten bei den meisten digital gesteuerten Triebfahrzeugmodellen in jeder Betriebssituation Spitzen- und Schlusslicht gemeinsam. Dass dies nicht so sein muss und noch viel mehr möglich ist, zeigen die beiden Elektronikkonzepte von KRES und L.S.Models.
F
lexDec ist eine Decoderfamilie aus dem Hause KRES. Das Unternehmen ist im sächsischen Fraureuth bei Zwickau ansässig und bietet Triebfahrzeuge aus eigener Serienfertigung an. Da die Hauptproduktlinie des Unternehmens im Elektronikbereich liegt, ist es naheliegend, die Modelle mit ausgefeilter Elektronik auszustatten. Im Ergebnis entstand ein Lokdecoder, der fester Bestandteil der Fahrzeugplatine ist, wobei für jedes Modell eine angepasste Platinenvariante produziert wird. Damit zählt KRES zu den Herstellern, die ihre Modelle bereits werksseitig mit einem Decoder anbieten. Der Aufpreis gegenüber den ebenfalls angebotenen Analog ausführungen der Modelle ist moderat und die Möglichkeiten dieses Decoders übersteigen bei weitem die eines über eine Schnittstelle angesteckten Lokdecoders.
Viele Funktionen Durch die Kombination von Decoder und Platine wird es möglich, zahlreiMIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
che Lichtfunktionen mit vertretbarem Aufwand vorbildgetreu nachzubilden. Alle LEDs wurden an den korrekten Positionen platziert und im Beispiel des VT 173 002 (H0, Bild oben) 13 Stromkreisen zugeordnet. Das bedeutet, dass der Decoder über mindestens gleich viele Funktionsausgänge verfügen muss. Tatsächlich können mit dem FlexDec derzeit bis zu 13 Ausgänge pro Fahrzeug am Zugbus gesteuert werden. Manchem Stromkreis sind mehrere LEDs (Innenraumbeleuchtung) zugeordnet, an andere Kreise ist nur eine LED angeschlossen (z.B. Führerstandslicht). Durch diese starke Gliederung lassen sich nicht nur unterschiedliche Innenraumbereiche unabhängig voneinander beleuchten, auch Effekte, wie sie beim Einschalten eines Leuchtstoffröhrenbandes auftreten, werden möglich. Durch mehrere Konfigurationsmatrizen, die als CV-Werte hinterlegt sind, entsteht eine Vielzahl an Kombinationsmöglichkeiten von Funktionsausgängen untereinander bei freier Zuordnung zu den Funktionstasten.
Programmierfreiheit Die umfangreiche Bedienungsanleitung des FlexDec-Decoders liefert alle erdenklichen Informationen, sodass der ambitionierte Digitalbahner nach Belieben umprogrammieren kann. Allerdings ist dies kaum erforderlich, da die werksseitig vorgenommenen Einstellungen als optimiert einzustufen sind, zumal die Konstrukteure bestrebt sind, die Lichtfunktionen dem Vorbild entsprechend umzusetzen. Als Beispiel mag das Toilettenlicht gelten. Decoder und LED-Stromkreise würden es gestatten, dieses Licht per Funktionstaste separat zu schalten. Beim Vorbild des als Beispiel dienenden VT 173 002 war dieses Licht aber nicht separat schaltbar, sodass in der Funktionsmatrix werksseitig eingetragen ist, dass das Toilettenlicht gemeinsam mit der Innenraumbeleuchtung ein- bzw. ausgeschaltet wird. Wer mag, kann dies aber ändern, sodass das Toilettenlicht über eine Funktionstaste oder sogar zufallsgesteuert geschaltet wird.
Mit Zugbus Eine andere Modellgarnitur mit FlexDec-Decoder aus dem Hause KRES ist der VT 2.09 mit dem VB 2.07 im Maßstab 1:120. Bei dieser Garnitur kommt eine weitere Besonderheit des FlexDec zum Tragen: Trieb- und Beiwagen sind über eine mitgelieferte elektrisch leitende Starrkupplung verbunden. Sie überträgt vier Potenziale. Ein Leitungspaar verbindet die Leiterplatten beider Fahrzeuge und wird auch als Zugbus bezeichnet. Das andere Leitungspaar stellt eine Sammelschiene für die 63
Die KRES-Triebwagengarnitur bietet Dank FlexDec-Decoder und Zugbus verschiedene Kombinationen der Innenbeleuchtung. Dabei können die Lichter in Trieb- (rechts) und Beiwagen (links) getrennt per Funktionstasten geschaltet werden. Wer mag kann sogar die Zuordnungsmatrizen bearbeiten, denn sie sind als CV hinterlegt.
Beispiel 1: Im Triebwagen ist das Licht vom Vorraum 1 eingeschaltet. Im Beiwagen leuchtet nur das Licht des Fahrgastraumes.
Schienenpotenziale dar. So werden alle Räder zur Stromabnahme herangezogen, was die Kontaktsicherheit erhöht. Mittels Starrkupplung kann auch ein zweiter Beiwagen gekuppelt werden. Während sich im Triebwagen der in die Leiterplatte integrierte Lokdecoder befindet, sind die Leiterplatten der Beiwagen zwar auch mit Controllern ausgestattet, die aber nur die Aufgabe haben, Funktionsausgänge anzusteuern. Der Controller im Lokdecoder fungiert sozusagen als Master, während die Controller in den Beiwagen, die über den Zugbus mit dem Master verbunden sind, als Clients agieren. So wird es möglich, dass über nur eine Lokadresse in der gesamten Triebwagengarnitur zahlreiche authentische Lichtfunktionen geschaltet werden können.
Komfortables Konfigurieren Beispiel 2: Im Triebwagen sind das Licht vom Vorraum 2 und die Fahrgastraumbeleuchtung eingeschaltet. Im Beiwagen leuchtet nur das Licht des Fahrgastraumes.
Beispiel 3: Im Triebwagen leuchtet nur das Licht im Toilettenraum. Es kann auf zufälliges Anund Ausschalten eingestellt werden. Im Beiwagen leuchtet kein Licht.
Beispiel 4: Im Triebwagen leuchtet das Licht im Vorraum 1. Im Beiwagen ist der Toilettenraum zufallsgesteuert beleuchtet.
Mithilfe des FlexDec-Decoders lassen sich an Trieb- und Beiwagen des VT 2.09/VB 2.07 jeweils 13 Lichtausgänge separat schalten. Insgesamt also 26! Diese Ausgänge können einzeln gedimmt werden. Dafür gibt es einen Einstellungsmodus, bei dem die Helligkeit komfortabel und visuell mithilfe des Fahrreglers festgelegt wird. Die Funktionsausgänge lassen sich den Funktionstasten frei zuordnen. So wird es möglich, die Spitzen- wie auch die Schlusslichter separat zu schalten. Per Funktionstasten kann am Triebwagen das Spitzen- bzw. Schlusslicht, das dem Beiwagen zugewandt ist, deaktiviert werden, wodurch die einander zugewandten Seiten der Garnitur vorbildgetreu dunkel bleiben. Je nach Tageszeit lassen sich die Spitzen- und Schlusslichter bzw. nur das Schlusslicht entsprechend der Fahrtrichtung wechselnd einschalten. Zudem gibt es die Möglichkeit, per Funktionstaste das Spitzenlich auf- und abzublenden. Die Innenbeleuchtung, die Einstiegsraumbeleuchtung sowie das Toilettenlicht lassen sich in Trieb- und Beiwagen getrennt schalten.
Effekte
Da jeder Beiwagen für die Lichtsteuerung mit einem eigenen Controller ausgestattet ist, benötigt dieser die Schaltbefehle aus dem Lokdecoder. Dazu wird der Zugbus über die Kupplung geführt. Sie ist im Beispiel Deichsel eine starre und überträgt auch die Schienenpotenziale.
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Etliche Effekte stehen mit der FlexDecDecoderfamilie zur Verfügung. So kann sich die Führerstands-/EinstiegsraumBeleuchtung bei Fahrtende automatisch einschalten. Dabei lässt sich die Zeit einstellen, wieviel Zeit nach Fahrtende vergeht, bis das Licht angeht. Die Leuchtstoffröhrensimulation wird MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Der FlexDec-Decoder ist fest in die (weiß lackierte) Leiterplatte des VT 173 002 von KRES integriert. Seine Bauteile beanspruchen wenig Fläche. Fotos: Rainer Ippen (7)
je nach Modellausführung vorbildgerecht werksseitig aktiviert/deaktiviert. Die Simulation besteht darin, dass die LEDs beim Einschalten unterschiedlich oft flackern, sodass das simulierte Lichtband wie beim Vorbild erst nach und nach seine Leuchtkraft aufbaut. Je nach Vorbild ist es auch bei diesem Modell mit FlexDec möglich, das Ein- und Ausschalten des Lichtes in der Toilette einem Zufallsgenerator zu überlassen. Der FlexDec-Decoder erkennt automatisch, wenn die Garnitur auf einer Analoganlage betrieben wird. Dann sind bis auf die Führerstandsbeleuchtungen alle Lichter eingeschaltet. Das Spitzen-/Schlusslicht leuchtet entsprechend der Fahrtrichtung. Für Mehrfachtraktion stehen erweiterte Adressen zur Verfügung. Wird ABC-Technik eingesetzt, reagiert der Decoder entsprechend. Der Kupplungsmodus gestattet die Ansteuerung einer elektrisch steuerbaren Modellkupplung. Mit dem Ausstellungsmodus kann ein zweiter Satz Dimmeinstellungen eingerichtet und bei Bedarf aktiviert werden. So wird es möglich, das Modell für zwei unterschiedliche Lichtsitationen vorzubereiten, zwischen denen schnell gewechselt werden kann.
Systemplatine mit Funktionen Ähnlich wie beim FlexDec von KRES geht es in Lokmodellen neuester Generation von L.S.Models zu. Auch hier gibt es eine Vielzahl von Funktionsausgängen. Die genaue Anzahl richtet sich nach dem jeweiligen Lokmodell und den dort anzusteuernden Lichtquellen. Dazu besitzt jede Lok eine individuelle Leiterplatte, die auch einen Controller enthält. Anders als beim FlexDec ist dieser Controller aber nur für die Ansteuerung der Funktionsausgänge zuständig. Der DCCLokdecoder ist nicht Bestandteil der Platine. Er wird vom Lokbesitzer MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
nach Wunsch ausgesucht und nachgerüstet. Dafür besitzt die Lokplatine eine Decoderschnittstelle. Voraussetzung für ein Ansteuern des Controllers auf der Lokplatine ist, dass der Decoder seinerseits einen SUSI-Anschluss besitzt, der bis zur Decoderschnittstelle (z.B. PluX16, 21 MTC) geführt wurde. Während der Lokdecoder in den Modellen von L.S.Models für die Motoransteuerung zuständig ist, übernimmt der Controller auf der Leiterplatte die Ansteuerung der Lokfunktionen, sprich Beleuchtung und eventuelle DigitalKuppelung. Wer zudem sein Modell auch mit Sound ausstatten möchte, hat die Möglichkeit dazu, denn es können bis zu drei SUSI-Module an die SUSI-Schnittstelle angeschlossen werden. Oder man benutzt einen Lokdecoder mit Soundfunktion und SUSI. Die SUSI-Schnittstelle liefert dem Controller auf der Lokleiterplatte alle erforderlichen Steuerinformationen. Dazu gehört der Zustand der Funktionstasten, die Geschwindigkeit und die Fahrtrichtung sowie bestimmte CVs. Zudem sind CVs im Controller hinterlegt. Mit den CVs lassen sich einige seiner Parameter konfigurieren. Das Modell kann auch auf einer analog betriebenen Anlage eingesetzt werden, ohne dass auf die Beleuchtung verzichtet werden muss. Dafür ist der Controller
mit entsprechenden Programmteilen ausgesttatet. Zudem gibt es eine Umschaltmöglichkeit, sodass das Spitzen-/ Schlusslicht der Seite, an die ein Zug gekuppelt ist, abgeschaltet werden kann. Dazu dienen je nach Modell Jumper oder ein magnetisch empfindlicher Hall-Sensor. Das hat den Vorteil, dass kein mechanischer Schalter untergebracht werden muss. Der Controller ist so programmiert, dass sich jede Lichtquelle vorbildentsprechend verhält. Das heißt, für jedes Lokmodell wird das Programm im Controller sowie die Leiterplatte modifiziert. So können je nach Vorbild unterschiedliche Lichteffekte zum Tragen kommen. Dabei kann es sich um Blinkmodi für Schlusslichter handeln, die bei den Bahnverwaltungen unterschiedlich sind, um Rangierlichtanordnungen oder um das Ausglimmen, das je nach der beim Vorbild eingesetzten Lichtquelle anders sein kann. Rainer Ippen
Die Bm 6/6 der SBB ist ein H0-Modell von L.S.Models. Ihre Lokleiterplatte ist mit einem Controller (s. Kreis) ausgestattet, der die Aufgabe hat, Lokfunktionen zu steuern. Den Motor steuert ein DCC-Decoder, der vom Modellbahner nach eigener Wahl und Vorliebe separat beschafft und gegen den Brückenstecker ausgetauscht wird. Im Analogbetrieb steuert der Controller die Lichtfunktionen anhand der Polarität der Fahrspannung selbst. Im Digitalbetrieb erhält der Controller die Steuerbefehle über die SUSIFoto: Guido Weckwerth Schnittstelle aus dem Lokdecoder.
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Umrüstung von Rocos H0-143er/112er
Platinentausch Um die digitalen Steuerungsmöglichkeiten zu erweitern, hat Thomas Wollschläger Austauschplatinen entwickelt, die verschiedene Modelle mit einer mtc21-Schnittstelle ausstatten und zugleich die Raumausnutzung optimieren, sodass auch Sounddecoder untergebracht werden können. Ein Erfahrungsbericht.
S
ie war die Lady unter den Lokomotiven. In ihrem weißen Gewand beeindruckte sie nicht nur 1982 die Besucher auf der Leipziger Frühjahr-
messe, sondern auch noch Generationen von Eisenbahnern und Hobbyeisenbahnern danach. Und ebenso faszinierend wie das Vorbild, ist auch
-XPSHU JHEU¿FNW *OHLVDQVFKOXVV UHFKWV
ihre Ausgabe in 1:87. Die Rede ist von der BR 112/143 (damals BR 243). Das Modell von Roco ist gelungen gestaltet, doch seine Technik auf dem Stand der ersten Auflage. Das soll sich nun ändern … Wer sich den charakteristischen Sound der gestaffelt anlaufenden Lüfter dieser Maschine oder das Heulen der Fahrmotoren beim rasanten Beschleunigen des Zuges unter voller Zugkraft in dieses Modell einbauen wollte, stieß
Die Zeichnung zeigt den Aufbau der neuen Platine für die Version mit Stecklampen. Für den Einsatz von LEDs verfügt jeder Funktionsausgang auf der Platine über Platz für einen Vorwiderstand.
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MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
DIGITAL-PRAXIS
Hier ist die zweistufige Führerstandsbeleuchtung zu sehen. Zum Vergleich wird auch ein Bild ohne Licht gezeigt. Im Original wird die schwache Beleuchtung nur durch zwei 20-W-Glühlampen erzeugt.
meist sehr schnell an die Grenzen des technisch Machbaren. Denn unter der Haube des Roco-Modells ist leider nicht viel Platz für die besonderen Leckerbissen der Digitaltechnik. Da bei dem zusammengesetzten Modell zwischen dem Lokgehäuse und der Platine nur noch knappe 3 mm Luft bleiben, ist die Unterbringung eines Decoders auf der Platine nicht möglich. Lediglich über den Drehgestellen könnte man seine Chance vermuten. Doch auch hier zeigt sich sehr schnell: Die vorhandenen Sounddecoder sind auch dafür schlicht zu groß. Bei meinem Projekt „Sound für die 43er“ zeigte sich also sehr schnell, dass ich mit der bisher bewährten Methode „mal schauen wo Platz ist, und dann alles reinstopfen“ hier nicht weiterkam. Ein völlig neuer Ansatz musste also her. Doch wie sollte der aussehen? Ich bin kein Mechaniker. Und am Rahmen draufloszufeilen, um mehr Platz zu schaffen, liegt mir nicht. Ich hätte es auch nicht übers Herz gebracht, meinem persönlichen Lieblingsmodell derart rohe Gewalt zuzufügen. Doch dann besann ich mich meiner Elektronikbasteleien und das Fragezeichen in meinem Kopf verwandelte sich allmählich zu einem Ausrufezeichen. Denn inzwischen hatte ich den Plan gefasst, die Systemplatine des Modells zu ersetzen.
Platine neu entwickeln Grundgedanke hierbei war, den äußeren Rand der neuen Platine an einer Lokseite nach innen auszusparen. Denn so würde genügend Platz entstehen, den Decoder längsseitig einbauen zu können. Für diesen Zweck wählte ich die Seite, auf der sich die Schwungmasse befindet. Hier ist die Ausfräsung im Rahmen so breit, dass MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Oben: Ein 1:1-Ausdruck der Platine zeigt, ob alles am richtigen Platz sitzt. Hierdurch werden teure Prototypen vermieden.
Fotos und Zeichnungen: Thomas Wollschläger
Bei Stecklampen müssen die Kontaktfedern am Führerstand auf Seite 1 entfernt werden. Außerdem sollte bei beiden Versionen auf Seite 2 der Steg (roter Pfeil) entfernt werden, um mehr Einbauhöhe für den Lautsprecher zu erzielen.
sogar eine 21-polige Schnittstelle nach der NEM 660 Platz findet. Damit war ein wichtiger Punkt erfüllt. Eine ebenso selbstgestellte Anforderung war es, alle bisherigen Leiterplattentypen ersetzen zu können, welche im Laufe der Zeit von Roco für dieses Modell entwickelt wurden. Im Hinblick auf den Anschluss des Motors ist das auch gelungen. So ist sowohl sein Anschluss über Metallar-
me (alte Versionen), als auch über Kontaktfedern (neue Variante der aktuellen BR 112.1 in Verkehrsrot) möglich. Bezogen auf die Beleuchtung stellte sich jedoch heraus, dass dieses „Universalprinzip“ zwar grundsätzlich möglich ist, praktisch jedoch nicht sinnvoll erscheint. Roco verwendete in älteren Bauserien dieses Loktyps einzelne Stecklämpchen für die Beleuchtung und 67
über die am Führerstand befestigten Drahtschleifer angeschlossen, während die Platinenversion für flexible Leiterbahnen ein Einstecken selbiger direkt in der Platine erlaubt.
Viele Funktionen durch mtc21
Hier werden die Unterschiede zwischen den Beleuchtungsvarianten „Stecklampen“ (links) und „flexible Leiterbahn“ (rechts) deutlich. Durch die Enwicklung verschiedener Platinen kann der Anschluss auf Seite 2 (unten) unverändert erfolgen. Nur auf Seite 1 (oben) sind Lötarbeiten erforderlich.
ging bei jüngeren Auflagen zur Befestigung der Lampen auf flexiblen Leiterbahnen über. Doch gerade diese flexiblen Leiterbahnen stellten sich als großes Hindernis heraus. Denn bei einem Universalmodell wären Lötarbeiten an den Leiterbahnen auf beiden Lokseiten notwendig geworden. Auf Lokseite 1 kommt man um diese auch nicht herum, da hier der Decodersteckplatz den Anschluss der Lämpchen nach der Machart des Originals verhindert. Die 68
Lämpchen dieser Seite müssen also zwangsläufig über Drahtlitzen mit den Lötpads der Platine verbunden werden. Doch zumindest auf Führerstandsseite 2 ergäbe sich die Chance, den Anschluss der Beleuchtung unverändert zu übernehmen. Da die Unterschiede zwischen beiden Systemen jedoch zu gravierend sind, war die Entwicklung jeweils einer Platine pro System nötig. Somit werden die Lampen der Seite 2 beim Konzept „Stecklampen“ weiter
Wie bereits angesprochen, erhält das Modell eine Schnittstelle nach NEM 660, womit nun auch mehr Funktionen verfügbar sind. Mit ihrer Hilfe wollte ich an meinem Modell eine seitenselektive Beleuchtung realisieren. Denn wenn ich schon derart umfangreiche Umbauten vornehme, so sollte das Licht der mit dem Wagenzug gekoppelten Seite ab sofort digital dunkel geschaltet werden können. Hierfür habe ich die Beleuchtung auf Seite 2 mit der normalen Lichtfunktion des Decoders verbunden, sodass diese wie bisher auch über F0 schaltbar ist. Auf Seite 1 hingegen ist das Spitzenlicht an F2 (Aux 2) und das Schlusslicht an F1 (Aux 1) angeschlossen. Somit kann ich nun die Beleuchtung jeder Lokseite ganz individuell schalten. Und über das Functionmapping der Decoder ließe sich die Handhabung der Beleuchtung noch weiter ausbauen. So könnte z.B. bei einer entsprechenden Programmierung auch das Licht der Seite 1 fahrtrichtungsabhängig geschaltet werden. Doch die Schnittstelle stellt noch weitere Funktionen bereit. Die Rede ist von Aux 3 und Aux 4. Das „Problem“ beider Funktionsausgänge jedoch ist, dass diese laut Norm vonseiten des Decoders keine Leistungstreiber besitzen. Das bedeutet, dass diese Funktionen zwar zur Verfügung stehen, aber ohne weitere Maßnahmen keine Lasten wie Glühlampen schalten dürfen. Sie sind somit reine Logikausgänge. Wer hierzu mehr erfahren möchte, findet in der DiMo Ausgabe 3/2013 ab Seite 38 einen interessanten Artikel. Um in meinem Fall die Ausgänge aber dennoch zugänglich zu machen, ist auf meinen Platinen für beide Funktionsausgänge jeweils ein Transistor als Leistungsverstärker installiert. Unter der Voraussetzung, dass der verwendete Decoder Funktionen auch unterstützt (z.B. alle ESU-Decoder nach mtc21), stehen somit zwei weitere Funktionsausgänge zur Verfügung. Diese verwende ich in meinem Fall für die Führerstandsbeleuchtung. Aber nicht, wie man vielleicht glauben mag, für jede Lokseite eine. Wer die BR 143 kennt, der weiß, dass sie pro Seite über eine starke und MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Der Blick von oben zeigt ein Gesamtbild des Umbaus. Ein praktischer Helfer zur Fehlersuche ist hierbei die rote LED. Sie zeigt an, ob die Gleisspannung tatsächlich bis zur Platine gelangt.
eine schwache Beleuchtung verfügt. Diese Lichtspiele fand ich immer besonders faszinierend und wollte sie gerne nachgestalten. Hierfür sind im Führerstand der Seite 1 eine warmweiße und eine kaltweiße LED installiert. Die warmweiße LED wird über einen relativ hohen Vorwiderstand (33 kΩ) geführt und bildet so die schwache Führerstandsbeleuchtung der im Original verwendeten Glühlampen nach. Die kaltweiße LED hingegen verfügt über einen im Vergleich hierzu geringeren Vorwiderstand (2,2 kΩ) und simuliert die starke Führerstandsbeleuchtung mittels Neonröhren. Beide Vorwiderstände finden auf der neuen Lokplatine Platz, sodass deren Einbau problemlos erfolgt.
Platz für Loksound 4.0 Doch kehren wir zu den heulenden Fahrmotoren zurück. Ich möchte an dieser Stelle verdeutlichen, dass sich meine Ausführungen auf den
MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
ESU-LokSound 4.0 beziehen, da ich ebendiesen verbaut habe. Dass der Sounddecoder durch die Platinenneuentwicklung nun genügend Platz hat, haben wir ja bereits geklärt. Um den Umbau unserer Maschine im Hinblick auf den Sound jedoch abschließen zu können, fehlt nun noch der nötige Lautsprecher. Seinen Einbauplatz findet er über dem Drehgestell der Seite 2. An diesem Ende der Lokplatine befinden sich auch zwei Lötpunkte zum Auflegen der beiden Lautsprecherkabel. Unter mechanischen Gesichtspunkten ist die Grundfläche des zum Decoderset gehörenden Lautsprechers exakt so groß, dass er passgenau auf die freie Grundfläche des Lokrahmens passt, ohne über sie hinwegzureichen. Problematisch hingegen ist die Einbauhöhe der Schallkapsel. Hier kommt man nicht umhin, ca. 1 mm von der Oberkante der Kapsel herunterzuschneiden. Am besten gelingt das mit einem Seitenschneider. Diese Maßnahme allein reicht jedoch nicht aus, denn auch
der schmale Steg am Ausläufer des Führerstandeinsatzes muss ebenfalls abgeschnitten werden, um die nötige Einbauhöhe zu erreichen. Nun sollte genug Platz entstanden sein, um auch den Lautsprecher druck- und belastungsfrei einbauen zu können. Einem vorbildgetreuen Einsatz dieses Modells vor einer ansprechenden Soundkulisse steht nun nichts mehr im Weg. Übrigens: Um auf den mtc21-Komfort auch für meinen restlichen Fahrzeugpark nicht verzichten zu müssen, habe ich weitere Platinenversionen entwickelt. Somit sind nun auch entsprechende Systemplatinen für die Baureihen 101, 103, 111, 189 sowie den Taurus (BR 182) vorhanden. Weitere sollen folgen … Thomas Wollschläger
Bei Interesse an der beschriebenen Beleuchtungsplatine nebst detaillierter Beschreibung können Sie den Autor über [email protected] erreichen.
69
Miniatur-Lokdecoder
Solide Minis In diesem Jahr hat hauptsächlich Doehler & Haass seine Minidecoder hard- und softwaretechnisch aufgefrischt. Ansonsten ist das Angebot im Großen und Ganzen stabil.
W
ie in den vergangenen Jahren hält sich das Bestreben nach noch kleineren Decodern in Grenzen. Überhaupt hat man den Eindruck, dass die Entwicklung der kleinen Decoder etwas innehält, was ja auch nicht dramatisch ist. Verfügen sie doch über die wesentlichen, aber auch nützlichen Eigenschaften für einen sicheren und intensiven Fahrbetrieb. Unabhängig davon erhoffte ich mir ein paar neue DecoderVarianten mit aktuellen Schnittstellen wie Next18 oder PluX8 bzw. -12. Dass man auch in N nicht unbedingt auf vorbildgerechte Stirnbeleuchtung und eine Führerstandsbeleuchtung verzichten muss, hat zumindest Minitrix mit der 218 gezeigt. Außerdem gibt es ja noch einige interessante Triebwagen, die z.B. noch zusätzlich mit einer schaltbaren Innenbeleuchtung aufwarten. Auch bei den meisten N-Loks sind die Zeiten verhangener Führerstände vorbei. Vielmehr laden sie zum Reinschauen ein und würden sich mit einer Beleuchtung gut in Szene setzen. Hierfür braucht man Schnittstellen mit vielen Kontakten. Wahrscheinlich ist aber das Angebot an entsprechenden Triebfahrzeugen noch zu gering. Andererseits bauen immer noch einige Hersteller die gute alte sechspoligeNEM-651-Schnittstelle in ihre Loks ein. Eine mechanisch kleinere mit mehr Kontakten würde sicherlich auch in der einen oder anderen Lok ein wenig Platz für Gewicht sparen. Hier scheinen sich die Entwicklungen gegenseitig auszubremsen. Vielleicht liegt dies auch an einer zu geringen Nachfrage hinsichtlich Triebfahrzeugen mit vorbildgerechter Spitzenbeleuchtung und speziellen Funktionen. gp 70
Lokdecoder
Decodertyp
DCX74 bzw. 74SX
Hersteller CT-Elektronik Datenformat DCC, MM oder SX Adressumfang 9999, 80 oder 112 Analogbetrieb DC Anschluss Kabel/NEM 652 Größe (L x B x H/mm) 13 x 9 x 1,5 Gesamtstrom (mA) Gleisspannung (V)
Übersicht aktueller Miniaturdecoder (Stand: Oktober 2013)
10885/10886
LD-G-30
73100, 73110,
73400
73140
73410
5240/5241
MX618
MX621
MX622
Roco
Tams
Uhlenbrock
Uhlenbrock
Viessmann
Zimo
Zimo
Zimo
DCC
DCC, MM
DCC, MM
DCC, MM
DCC, MM
DCC, MM
DCC, MM
DCC, MM
9999
127, 10 239/255
9999, 255
9999, 255
10 239, 255
10 239, 255
10 239, 255
10239, 255
DC
DC/AC
DC
DC
DC
DC
DC
DC
Kabel/NEM 651
Kabel
Kab./NEM 651/P12
Kabel/NEM 651
Kabel/NEM 651
Next18
wahlweise
wahlweise
12,9 x 9 x 3,4
12,5 x 9,3 x 2,8
14,7 x 8,6 x 2,4
10,8 x 7,5 x 2,4
11,0 x 9,0x 2,6
15 x 9,5 x 2,8
12 x 8,5 x 2,2
14 x 9 x 2,5
1000
700
700/1500 *)
500/1000 *)
800
700
700
800
k.A.
k.A.
k.A.
k.A.
k.A.
k.A
k.A.
k.A.
14, 28, 128
14, 28, 127/14, 27
14-128/14, 28
14-128/14, 28
14, 27, 28, 128/14
14, 28, 128/14
14, 28, 128/14
14, 28, 128/14
DC/=
DC/=
DC/=
DC/=
DC/=
DC/=
DC/=
DC/=
Glockenanker
Glockenanker
Glockenanker
Glockenanker
Glockenanker
Glockenanker
Glockenanker
Glockenanker
15-22 kHz
32 kHz
18,75 kHz
18,75 kHz
ca. 32 kHz
30-150 Hz/40 kHz
30-150 Hz/40 kHz
30-150 Hz/40 kHz
1000
500
700/1500 *)
5001000 *)
750
700
700
800
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
–
–
–
–
–
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
–
–
–
X
X
X
X
X (je 200 mA)
2 (je 100 mA)
2 (max. 400 mA)
2 (max. 250 mA)
X (je 300 mA)
2 (je 200 mA)
2 (je 200 mA)
2 (je 200 mA)
–
X
–
–
–
X
X
X
–
X
X
–
–
X
X
X
–
2 (je 100 mA)
2 (max. 400 mA)
–
–
2
2
2
X
X
X
–
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
–
–
–
–
–
X
X
X
–
–
–
–
–
X
–
X
X
X
X
–
X
X
X
X
–
–
SUSI oder LISSY
SUSI oder LISSY
X (Lötpads)
X
–
X
–
–
–
–
–
–
–
–
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
–
–
X
X
X
X
–
–
–
–
–
X
X
X
X
X
DCC/MM
DCC/MM
–
X (HLU und andere)
X (HLU und andere)
X (HLU und andere)
X
–
–
–
–
X
X
X
–
–
–
–
–
–
–
–
Anfahr-Kick
P12 = PLuX-12
updatefähig
updatefähig
updatefähig
FH
FH/direkt
FH
FH
FH
FH
FH
FH
34,90
29,90
29,90
34,90
34,80
ab 26,–
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MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
73
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Standarddecoder
Übersicht aktueller Standarddecoder (Stand: Oktober 2013)
Zugerkennung Recht stabil präsentieren sich die Decodersortimente der Hersteller. Hier und da lösen neue Exemplare hard- und softwaretechnisch die Vorgänger ab. Und damit hält sich z.B. auch das Angebot an RailComfähigen Lokdecodern in überschaubaren Grenzen.
E
s ist schon sehr praktisch, wenn sich die Lok beim Aufgleisen selbstständig bei der Zentrale anmeldet. Besonders dann, wenn man nur gelegentlich dazu kommt, sich mit dem Hobby aktiv zu beschäftigen. Aus die Zeiten, als man mit Adressaufklebern unter der Lok oder dem lästigen manuellen Auslesen von Lokadressen arbeiten musste! Aber das ist nur ein Aspekt von mfx und RailCom bzw. RailComPlus. Gleichfalls interessant ist die Option über lokale RailCom-Detektoren den Standort der Triebfahrzeuge z.B. auf einem Gleisbildstellpult wie TrackControl von Uhlenbrock oder einem Gleisbild am Monitor angezeigt zu bekommen. Das ist beim Einsetzen eines neuen Triebfahrzeugs ebenso hilfreich wie nach einer heftigen Zugentgleisung und einem neuen Einsetzen der Lok an gut erreichbarer Stelle. Die Angebot an RailCom-fähigen Zentralen und erforderlicher Peripherie nimmt erfreulicherweise zu und lädt zur Nutzung ein. Wer keinen neuen Decoder installieren will, kann auf RailCom-Module zurückgreifen, die parallel zum Lokdecoder installiert werden und für eine entsprechende Erkennung sorgen. Diese Module sind allerdings nicht in der nebenstehenden Tabelle aufgeführt, da es ja keine Lokdecoder sind. Beim Studium der Tabelle fällt auf, dass die Zahl der updatefähigen Lokdecoder wächst. Das gestattet dem Anwender zwar, dass er seine Lokdecoder selbst aktualisieren kann, erfordert jedoch zusätzliche Zeitinvestition der Update-Recherche und der entsprechenden Wartung. Glück dem, der Zeit und das notwendige Equipment hat und sich hier auskennt. gp
MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Lokdecoder Decodertyp
DCX51D bzw. D/S DCX70D bzw. D/S
Hersteller CT-Elektronik Datenformat DCC, MM oder SX Adressumfang 10 240/255/103 Analogbetrieb DC Anschluss NEM 652 21-pol. (MTC) – PluX – Größe (L x B x H/mm) 25 x 15 x 3,7 Gesamtstrom (mA) 1500
CT-Elektronik DCC/MM 10 240/255 DC Kabel – – 17 x 11 x 2,6 1000
DH16A
DHP260
Doehler & Haass Doehler & Haass DCC/SX1/SX2 DCC/SX1/SX2 9999/99/9999 9999/99/9999 DC DC – Pads/NEM 652/Kabel X – – X 22,2 x 15,7 x 5,7 16,7 x 10,9 x 2,8 2000 1500
Motor 14, 28, 128 14, 28, 128 14, 28, 126/31/127 DC/= DC/= DC/= Glockenanker Glockenanker Glockenanker 16 kHz/32 kHz Motoransteuerung 30-150 Hz, 16/32 kHz 30-150 Hz, 16/32 kHz 1500 1000 1500 Motorstrom (mA) X X X Lastregelung X X X Rangiergang – – – Konst. Bremsweg X X X Überlastschutz – – X Thermischer Schutz Fahrstufen Motortyp
14, 28, 126/31/128 DC/= Glockenanker 32 kHz 2000 X X – X X
Function Mapping Dimmbare Ausg. Rangierkupplung Pulskettensteuerg. Lichteffekte SUSI-Ausgang
X X (getrennt) X X X –
X X (getrennt) X X X –
2 (je 150 mA) X X 2 x je 300 mA 2 x je 1000 mA X X X – – X (Lötpads/PluX16)
X (je 300 mA) X X 1 x 300 mA 3 x je 1000 mA X X X – – X (über 21MTC)
X/–/X vorbereitet vorbereitet DCC/SX X –
X/–/X – – DCC/SX X –
FH/direkt ab 29,90
FH/direkt ab 33,90
Spezielles X X PoM vorbereitet vorbereitet RailCom – – ABC-tauglich (Lenz) HLU HLU Bremsstrecken Zimo Zimo Adresserkennung – – Pendelbetrieb wahlweise MM- und wahlweise MM- und Sonstiges SX-Format SX-Format updatefähig updatefähig FH/direkt FH/direkt Erhältlich ab 30,– 30,– Preis in €
75
Lokdecoder Decodertyp
LokPilot basic LokPilot V 4.0 LokPilot V 3.0 M4 687303 V 1.0/V 1.0 MTC LokPilot V 4.0 DCC 687403 Hersteller ESU ESU ESU Fleischmann Datenformat DCC DCC, MM*, SX* mfx, MM DCC, MM Adressumfang 9999 9999/255*/112* 16 384/255 9999, 80 Analogbetrieb DC AC*/DC AC DC/AC Anschluss NEM 652 NEM 651/652 NEM 652 NEM 651 21-pol. (MTC) X X X – PluX – X* – – Größe (L x B x H/mm) 25,5 x 15,5 x 4,5 21,5 x 15,8 x 4,5 23 x 15,5 x 5 20,0 x 11,0 x 3,5 Gesamtstrom (mA) 1000 2000 2000 1000
687501 687503 Fleischmann DCC, MM 9999, 80 DC/AC NEM 652/Kabel – – 20,0 x 11,0 x 3,5 1000
T125-P/T145-P (Viessmann 5246) Kühn DCC/MM 10 239/254 DC Kabel/NEM 652 – – 24,6 x 13,9 x 2,9 1100
T65-P Kühn DCC/MM 10 239/254 DC/AC Kabel/NEM 652 – – 22 x 13,9 x 2,4 1400
Motor 14, 28, 128 DC Glockenanker 31,25 kHz 700 X X – X –
14-128/14, 28*/31* DC Glockenanker 20 kHz/40 kHz 1100 X X X X –
128/14, 28 DC Glockenanker 16 kHz/32 kHz 1100 X X – X –
14, 28, 128 DC Glockenanker 20 kHz/40 kHz 1000 X X X X X
14, 28, 128 DC Glockenanker 20 kHz/40 kHz 1000 X X X X X
14, 28, 128/14 DC/= Glockenanker 16 kHz/120 Hz 1100 X X – X –
14, 28, 128/14 DC/= Glockenanker 16/32 kHz, 120 Hz 1100 X X – X X
Hersteller Märklin Märklin Datenformat mfx, MM, DCC mfx, MM, DCC Adressumfang 16 384, 254, 10 239 16 384, 254, 10 239 Analogbetrieb AC/DC AC/DC Anschluss NEM 660 Kabel 21-pol. (MTC) X – PluX – – Größe (L x B x H/mm) 23,0 x 15,5 x 5,6 23,0 x 16 x 6 Gesamtstrom (mA) 1600 1600
Loco-1
Loco-2
RMX992
RMX993
RMX996
Rampino DCC/MM 9999/80 DC, AC – – – 19 x 16 x 3 1500
Rampino DCC/MM 9999/80 DC, AC – – – 19 x 16 x 3 1500
rautenhaus digital DCC/SX/SX2 9999/111/9999 DC Kabel – – 24,8 x 12,7 x 3,8 1500
Trix/rautenhaus DCC/SX/SX2 9999/111/9999 DC NEM 652 – – 24,8 x 12,7 x 3,8 1500
rautenhaus digital DCC/SX/SX2 9999/111/9999 DC NEM 660 X – 22,2 x 15,7 x 5,7 1500
Motor 14/28/127/128 DC/= Glockenanker HF 1100 X X – X X
4/28/127/128 DC/= Glockenanker HF 1100 X X – X X
14, 28, 128/14, 27 DC/=, Allstrom Glockenanker 120 Hz, 16/32 kHz 1000 nur DC-Motor X – X X
14, 28, 128 DC/= Glockenanker 120 Hz, 16/32 kHz 1000 nur DC-Motor X – X X
128/31/127 DC/= Glockenanker 32 kHz 1500 X X – X X
128/31/127 DC/= Glockenanker 32 kHz 1500 X X – X X
128/31/127 DC/= Glockenanker 32 kHz 1500 X X – X X
Übersicht aktueller Standarddecoder (Stand: Oktober 2013)
10882
10883
Roco DCC/MM 9999/80 DC, AC PluX16 – – 20,0 x 11,0 x 3,5 1000
Roco DCC/MM 9999/80 DC, AC PluX22 – – 22,0 x 15,0 x 3,8 1000
14, 28, 128 DC/= Glockenanker 20/40 kHz 1000 X X X X X
14, 28, 128 DC/= Glockenanker 20/40 kHz 1000 X X X X X
14, 28, 128 DC/= Glockenanker 20/40 kHz 1000 X X X X X
14, 28, 128 DC, Glockenanker Allstrom 31,25 kHz 1000 X X X X X
14, 28, 128 DC, Glockenanker Allstrom 31,25 kHz 1500 X X X X X
2 (je 800 mA) X X 2 (250 mA)
2 (je 800 mA) X X 2 (250 mA)
2 (je 800 mA) X X 2 (800 mA)
4 (je 500 mA) X X 2 (500 mA)
X X X X X X
X X X X X X
X X X X X X
X X X X X X –
X X X X X X
X X X X X X
FH 34,90
FH 39,90
FH 34,90
MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
10884
LD-1M
LD-1L
LD-1S
LD-1MTC
LD-1Pl22
T4T DCC 9999 DC NEM 660 X – 29 x 15 x 5 2000
T4T DCC 9999 DC – – X 27 x 16 x 5 2000
14, 28, 128 DC, Glockenanker Allstrom 31,25 kHz 1000 X X X X X
14, 28, 128 DC, Glockenanker Allstrom 31,25 kHz 1500 X X X X X
14, 28, 128 DC, Glockenanker Allstrom 31,25 kHz 1500 X X X X X
4 (je 500 mA) X X 4 (500 mA)
4 (je 500 mA) X X 4 (500 mA)
4 (je 500 mA) X X 4 (500 mA)
4 (je 500 mA) X X 4 (500 mA)
X X X X (TCCS) autom. Zugbel. –
X X X X (TCCS) autom. Zugbel. –
X X X X (TCCS) autom. Zugbel. –
X X X X (TCCS) autom. Zugbel. –
X X X X (TCCS) autom. Zugbel. –
X – X X X – TCCS (integrierter Zugbus), USP, LISSY (2 Sender) FH/direkt 69,– bis 99,–
X – X X X – TCCS (integrierter Zugbus), USP, LISSY (2 Sender) FH/direkt 69,– bis 94,–
X – X X X – TCCS (integrierter Zugbus), USP, LISSY (2 Sender) FH/direkt 74,– bis 104,–
X – X X X – TCCS (integrierter Zugbus), USP, LISSY (2 Sender) FH/direkt 73,– bis 99,–
X – X X X – TCCS (integrierter Zugbus), USP, LISSY (2 Sender) FH/direkt 79 ,– bis 99,–
Roco T4T T4T T4T DCC/MM DCC DCC DCC 9999/80 9999 9999 9999 DC, AC DC DC DC NEM 652 m. Kabel Kabel/NEM 651/652 Kabel/NEM 651/652 Kabel/NEM 651/652 – – – – – – – – 20 x 11 x 3,5 30 x 16 x 5 34,5 x 17 x 8,5 24 x 14 x 5 1000 1500 2000 1500
79
Lokdecoder Decodertyp
LD-G-31
LD-G-31 plus
LD-G-32/
LD-G-33 plus
LD-G-34 plus
LD-G-36 plus
TM-56231
Tams DCC/MM 10 239/255 DC/AC Kabel/NEM 652 X PluX22 25 x 15 x 5 1500
Tams DCC/MM 10 239/255 DC/AC Kabel/NEM 652 – – 27 x 17 x 6,5 3000
Tams DCC/MM 10 239/255 DC/AC Kabel/NEM 652 X (ab 2013) PluX22 35 x 16 x 6,5 1500
TrainModules DCC 127, 10239 DC Kabel/NEM 652 – – 22 x 15 x ? 1500
14, 28, 128/14, 27 DC/= Glockenanker 120 Hz-30 kHz 1000 X X – X –
14, 28, 128/14, 27 DC/= Glockenanker 60 Hz - 32 kHz 3000 X X – X X
14, 28, 128/14, 27 DC/= Glockenanker 60 Hz - 32 kHz 1000 X X – X –
14, 27, 28, 128 DC/= Glockenanker 32 kHz 500 X X – X –
2 (je 500 mA) X X 7 (je 500 mA/PluX) 6 (je 500 mA/MTC) X X X – X X
2 (je 500 mA) X X 6
LD-W-32
Hersteller Datenformat Adressumfang Analogbetrieb Anschluss 21-pol. (MTC) PluX Größe (L x B x H/mm) Gesamtstrom (mA)
Tams DCC/MM 127, 10239/255 DC/AC Kabel/NEM 652 – 12-pol. 20 x 9,5 x 3,5 1200
Tams DCC/MM 127, 10239/255 DC/AC Kabel/NEM 652 – 12-pol. 19,5 x 9,0 x 3,5 1200
14, 28, 128/14, 27 DC/= Glockenanker 32 kHz 500 X X – – –
14, 28, 128/14, 27 DC/= Glockenanker 60 Hz - 32 kHz 600 X X – – –
X X + RailComPlus – X – – Anfahr-Kick 2 Schalteingänge
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MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Übersicht aktueller Standarddecoder (Stand: Oktober 2013)
75 000
76 150
Uhlenbrock MM 80/255 AC Kabel – – 35 x 19 x 3,2 950/1000*
Uhlenbrock DCC/MM 9999/255 DC/AC NEM 658 – PluX16 20 x 11 x 3,8 1000/2000*
14 Allstrom 70 Hz 950/1000* – – – – –
2 (max. 900 mA) – – – – – – – – –
76 200 (Viessmann 5247) Uhlenbrock DCC/MM 9999/255 DC/AC Kabel – – 33,5 x 19 x 5,5 1400/2000*
76 320
76 330
76 425
76 560
5244/45
5248
Uhlenbrock DCC/MM 9999/255 DC/AC NEM 652 – – 19 x 15,4 x 5 650/1000*
Uhlenbrock DCC/MM 9999/255 DC/AC – X – 20,5 x 15,5 x 5 650/1000*
Uhlenbrock DCC/MM 9999/255 DC/AC NEM 652 – – 22 x 12,5 x 5 1400/2000*
Uhlenbrock DCC/MM 9999/255 DC/AC Kabel/NEM 652 – PluX22 22 x 15 x 3,8 1200/2000*
Viessmann DCC/MM 10 239/255 DC/AC Kabel/NEM 652 – – 25,0 x 15,4 x 3,3 1500
Viessmann DCC/MM 10 239/255 DC/AC Kabel/NEM 652 – – 24,6 x 14 x 2,9 1500
14, 27, 28, 128/14 14, 27, 28, 128/14 14, 27, 28, 128/14 14, 27, 28, 128/14 14, 27, 28, 128/14 14, 27, 28, 128/14 14, 28, 128/14, 27 14, 28, 128/14, 27 DC/= Allstrom DC DC DC DC DC DC Glockenanker Glockenanker Glockenanker Glockenanker Glockenanker Glockenanker Glockenanker 18,75 kHz 18,75 KHz 18,75 KHz 18,75 KHz 18,75 KHz 18,75 KHz 17 kHz/32 kHz 17 kHz/32 kHz 1000/2000* 1400/2000* 650/1000* 650/1000* 1400/2000* 1200/2000* 1000/1800* 1000 X X X X X X X X X X X X X X X X – – – – – – – – X X X X X X X X –X X – X X X X X
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Fahrzeugmodellbau
Wittenberger mit Licht Thomas Wollschläger ist Fan des Wittenberger Steuerwagens. Rocos H0-Modell hat er mit einer eigenen Beleuchtungsplatine versehen, die digital gesteuert verschiedene Beleuchtungszustände ermöglicht. Lesen Sie den Umbauvorschlag.
K
ennen Sie dieses Fahrzeug dort oben auf dem Bild? Ich persönlich liebe es ja, da ich als Kind viele Stunden
hinter der Glasscheibe zum Führerstand verbracht habe, um dem Lokführer bei seiner Arbeit zuzusehen. Das aber ist
eine andere Geschichte … Wer jedoch, so wie ich, seine heimischen Modellbahnzüge der Baugröße H0 mit diesem Nahverkehrssteuerwagen bespannen wollte, musste leider lange Zeit darauf verzichten. Umso mehr freute es mich, als sich Roco dieser Lücke im Modellbahn-Fahrzeugpark annahm und seinen Wittenberger Steuerwagen präsentierte. Und so stand er nun da auf meiner Anlage; in seiner ganzen Schönheit präsentierte er sich mir als krönende Spitze meiner Regionalbahn. Doch sind wir Modelleisenbahner ja bekanntlich nie zufrieden und haben immer noch eine Kleinigkeit zu verbessern, umzubauen oder aufzumotzen. Und der Wittenberger machte da bei mir keine Ausnahme. Potential dazu war reich-
Anfang der 1990er-Jahre wurde im RAW Wittenberge ein neuer Nahverkehrs-Steuerwagen konstruiert, der die alten der Bauart „Karlsruher Kopf“ ablösen sollte. Von daher erhielt dieses Fahrzeug auch seinen Namen: „Wittenberger Kopf“. Das Foto entstand am 08.10.2013 in Heilbronn. Gut zu sehen ist die warmweiße Spitzenbeleuchtung. Leider war der Fahrtrichtungszielanzeiger abgeschaltet.
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MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
DIGITAL-PRAXIS
Oben: Durch Backpapier entsteht eine sehr angenehme Lichtverteilung. Die Beleuchtung selbst kann wahlweise durch kaltweiße oder auch warmweiße LEDs erfolgen. Aber auch ein Mix gibt wirkungsvolles Licht.
Fotos: Thomas Wollschläger (4), Rainer Ippen (4); Zeichnungen: Thomas Wollschläger
Links: Bei abgenommenem Dach ist die „Streuscheibe“ (Butterbrotpapier-Streifen) zwischen Beleuchtungsplatine und den Gehäusestegen sowie ihre zerstreuende Wirkung gut erkennbar. Durch das diffuse Licht kommt die Inneneinrichtung gut zur Geltung. Daher sollte man Figuren einsetzen, um das Fahrzeug lebendiger wirken zu lassen.
lich vorhanden. Denn mal ganz ehrlich: Kaltweißes Spitzenlicht, das sieht doch reichlich merkwürdig aus. Und so fing ich halt an, ein wenig zu basteln … Punkt eins des Umbaus war somit schon mal geklärt. Das Spitzenlicht des Steuerwagens sollte warmweißem weichen, denn beim Original hat man bei diesem Fahrzeug für alle drei Optiken Halogenlampen verbaut. Unser Modell hingegen kommt stattdessen mit drei kaltweißen Lichtern daher. Für den Umbau werden auf der Scheinwerferplatine zunächst die drei weißen LEDs für das Spitzenlicht entfernt. Das ist
kein großer Aufwand. Schwieriger wird es, die warmweißen LEDs dann einzulöten. Da diese lediglich eine Länge von knapp über einem Millimeter besitzen, erfordert das Löten einige Erfahrung. Andernfalls kann man hier bei Preisen von über zwei Euro pro Stück teures Lehrgeld bezahlen. Verwendet habe ich die SMD-LEDs „sunny White“ (Artikelnummer 185810, Conrad Electronic). Beim Einbau ist im Übrigen auf die korrekte Lage der LEDs zu achten, da diese nur bei richtiger Polarität leuchten. Ein entsprechender „+“-Aufdruck ist auf der Platine vorhanden.
Eine Platine für alles So, das Spitzenlicht hätten wir. Was mir nun noch vorschwebte, war, ein wenig Licht ins Dunkel zu bringen. Ziel war es, die Komponenten Führerstandsbeleuchtung, Innenbeleuchtung, beleuchtete Zugzielanzeige und Spitzen-/Schlusslicht einzubauen und über einen Funktionsdecoder jeweils einzeln schalten zu können. Damit die notwendige Elektronik für all diese Aufgaben auch betriebssicher und formschön in dem Fahrzeug verstaut werden konnte, habe ich eine speziel-
Ein Schritt auf dem Weg zum Ziel: Der probeweise eingebaute Prototyp der Beleuchtungsplatine. MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Schaltplan der Platine. Über LED 1 lässt sich jederzeit feststellen, ob der Kontakt zur Schiene hergestellt ist.
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Bei der Auswahl des Decoders ist darauf zu achten, dass alle Funktionsausgänge Leistungstreiber besitzen. Das Bild zeigt einen eingebauten ESU-Funktionsdecoder aus der Lokpilot-Serie.
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le Platine entwickelt. An ihrer Unterseite sorgen acht SMD-LEDs für das nötige Licht im Fahrzeuginnenraum. Die Oberseite hingegen trägt alle weiteren Bauteile, inklusive eines 21-poligen Schnittstellensteckers für einen Funktionsdecoder. Das Konzept der Technik ist hierbei folgendes: Die Beleuchtungselemente werden nicht direkt durch den Decoder mit Strom versorgt, sondern indirekt über Optokoppler. Der Decoder selbst schaltet diese nur durch. Das hat den Vorteil, dass zum einen die Beleuchtungselemente mit einer vom Decoder unabhängigen Stromquelle versorgt werden können. Zum anderen werden die Ausgänge des Decoders selbst nur mit maximal 5 mA belastet. Der eigentliche Laststrom für die Beleuchtungselemente kommt direkt von der Schiene. Das heißt, ein wenig bearbeitet wird dieser vorher schon noch. Denn zunächst wird der Digitalstrom von der Schiene (Wechselstrom!) gleichgerichtet. MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Anschließend entstehen hieraus zwei Versorgungsquellen. Die eine wird von einem 12-V-Festspannungsregler gestellt und versorgt die Innenbeleuchtung. Die andere passiert einen weiteren, 5-V-Festspannungsregler und übernimmt die Spitzen-/Schlussbeleuchtung, die Zugzielanzeige sowie die Führerstandsbeleuchtung. Festspannungsregler haben den Vorteil, dass sie eine stets konstante Spannung liefern. Variiert die Digitalspannung auf der Anlage infolge eines unterschiedlichen Verbrauchs (wenn z.B. viele oder nur wenig Züge gleichzeitig fahren), so bleibt die Helligkeit der Beleuchtung dennoch stets gleich. Und noch ein weiterer Gedanke steckt hinter dieser Technik: Die Beleuchtungsplatinen all meiner Wagen verfügen über diese Optokoppler. Durch sie schicke ich über die 4-polige E-Kupplung von Roco zum einen die Gleisspannung und zum anderen das Schaltsignal für die Innenbeleuch-
Unter die Platine, hin zum Fahrgastraum, habe ich einen langen Streifen Backpapier geklebt. Damit schaut man nicht direkt in das blendende Licht der Innenraumbeleuchtungs-LEDs. Außerdem verdeckt es die Platine mit ihren Leiterbahnen und silbern glänzenden Lötpunkten, sodass ein optisches rundes Bild entsteht. Das diffuse Licht ist angenehmer, als die direkte Bestrahlung.
tung vom Decoder. Somit kann diese im gesamten Zug von nur einem Decoder aus geschaltet werden. Da jeder weitere Wagen diesen nur mit jeweils 15 mA belastet, lässt sich so ein stattlicher Zug zusammenstellen, bevor die Leistungsgrenze des Decoderausgangs erreicht ist. Praktisch ist hierbei auch, dass die Stromabnahme jedes einzelnen Wagens zur Speisung des gesamten Zuges beiträgt. Getreu dem Motto „Einer für alle und alle für einen“, gehört Dunkelheit im Zug aufgrund verschmutzter Radschleifer somit der Vergangenheit an.
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Beide Seiten der Platine sind im Maßstab 1:1 abgebildet, wobei die Reihenfolge der Anschlüsse an den Stirnseiten zeigt, dass beide Ansichten die gleiche Lage haben.
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Installation der Lichtkomponenten Viel Vorarbeit ist bei der Installation der einzelnen Lichtkomponenten getan. Die Innenbeleuchtung ist mit der Platine bereits fertig installiert und funktionsbereit. Auch die vier Drähte von der Beleuchtungsplatine der Scheinwerfer können 1:1 auf die neue Platine aufgelötet werden. Ebenso schnell erledigt ist die Zugzielanzeige. An die beiden Kontakte der Zugzielplatine wird jeweils ein abgeschnittenes Drahtende, z. B. von einer Diode oder einem Widerstand,
Die LEDs für das Schlusslicht leuchten. Alle anderen sind für das warmweiße Spitzenlicht auszutauschen. Wer bereit ist, die gesamte Platine zu tauschen, kann auch noch ein Fernlicht zurüsten.
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Tipp
angelötet. Diese werden wiederum mit den vorgesehenen Kontakten der Beleuchtungsplatine verlötet. Fertig. Lediglich die Führerstandsbeleuchtung ist ein klein wenig aufwendiger. Zwei SMD-LEDs werden in Reihe mit einem kurzen Stück eines abgeschnittenen Drahtendes verbunden. An den jeweils verbliebenen Anschlüssen jeder LED wird ein Kabel angelötet, deren Enden wiederum auf der Beleuchtungsplatine befestigt werden. Die beiden LEDs müssen nun nur noch mit Sekundenkleber unter dem Dach an der passenden Stelle fixiert werden. Hierzu noch ein
Die Zugzielanzeige ist über zwei Drahtbrücken (z.B. abgeschnittene Enden eines Widerstandes) mit der Beleuchtungsplatine verbunden. Die schwarzen Drähte führen zur Führerstandsbeleuchtung. MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Tipp: Sie sollten das Gehäuse nach dem Kleben mindestens 24 Stunden offen stehen lassen. Der Sekundenkleber bindet nämlich in dieser Zeit ab und setzt hierbei Dämpfe frei. Wird der Wagen zu früh wieder zusammengesetzt, setzen sich diese Dämpfe auf den Scheiben ab und trüben sie ein. Als letzter Installationsschritt bleibt nun nur noch der, den Anschluss der beiden Radschleiferkontakte für die
MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Stromabnahme vom Gleis. Hierzu verfügt die Beleuchtungsplatine am Wagenende auf ihrer Oberseite über zwei sehr große, blanke Lötkontakte. Auf jede dieser Lötflächen wird jeweils ein Radschleiferkabel aufgelötet, und auch dieser Schritt wäre geschafft. Sollten Sie weitere Fragen, oder Interesse an der fertigen Beleuchtungsplatine des Steuerwagens oder der Mittelwagen haben, können Sie sich gerne
über meine Kontaktdaten mit mir in Verbindung setzen. Damit wünsche ich Ihnen viel Spaß beim Basteln. Thomas Wollschläger
Bei Interesse an der beschriebenen Beleuchtungsplatine können Sie den Autor über [email protected] erreichen.
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Wer in einen Zug einsteigt oder ihn verlässt, tut dies in der Regel über einen Bahnsteig. Dessen Anordnung und grundsätzliche Bauart hat sich im Laufe der Epochen kaum verändert. In ihrer Ausführung haben sich die Bahnsteige jedoch dem technischen Fortschritt bei Reisezug- und Triebwagen angepasst, was heute z.B. ein wesentlich bequemeres Ein- und Aussteigen ermöglicht. Die neue ModellbahnSchule der MEB-Redaktion zeigt die vielfältige und epochen-geprägte Umsetzung ins Modell ebenso wie die unterschiedlichen Möglichkeiten, mehrere Bahnsteige mittels Unterführungen, Brücken, Fahrstühlen oder einfachen Schienenübergängen zu verbinden. Eigene Kapitel befassen sich mit Bahnsteigsperren, wie es sie bis in die Epoche IV gab, mit Bahnsteigdächern und mit den einstmals zahlreichen Gepäckkarren. 100 Seiten, Format 225 x 300 cm, rund 200 Abbildungen und Skizzen, Klebebindung,
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DIGITAL-PRAXIS
Decoderprogrammierung am PC mit dem „LokProgrammer“ von ESU
Decoder individuell eingestellt Mit dem LokProgrammer von ESU können die Einstellungen bei Decodern über den PC vorgenommen werden. Das kann vor allem bei der neuesten Decoder-Generation mit Sound und vielen Funktionen sehr hilfreich sein. Michael Kratzsch-Leichsenring zeigt an zwei konkreten Beispielen, wie er dabei vorgegangen ist.
V
ielen Modellbahnern genügen die in großer Zahl und unterschiedlicher Funktionalität angebotenen Decoder zur Ausstattung ihrer Loks. Wer es allerdings etwas individueller möchte, kann auf die Sounddecoder von ESU sowie den zugehörigen „LokProgrammer“ zurückgreifen. Hinter dem großen Namen steckt ein recht kleines Gerät, das es allerdings in sich hat. Der Anschluss an den eigenen PC (mit dem Mac geht es leider nicht …) ist dank des mitgelieferten USB-Kabels rasch erledigt, die Softwareinstallation via Internet ebenso. Der Anschluss an ein Programmiergleis erfolgt mittels Stecker und Schraubverbindung.
Genereller Ablauf Mithilfe des LokProgrammers lassen sich alle zu einem Decodertyp gehörenden (Sound-) Projekte von der ESUWebsite auf den jeweiligen Decoder Die beiden Modelle der BR 56.2 und der BR 217 von Liliput wurden mit Sound-Decodern versehen und entsprechend den Anforderungen beim Anlagenbetrieb programmiert. Fotos: MKL MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
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Auf den ersten Blick nur ein unscheinbares Kästchen – aber mit dem LokProgrammer lassen sich die Decodereinstellungen leicht am Bildschirm an die Loks anpassen.
Auf der Internetseite von ESU finden sich dazu Dateien und Soundprojekte zum einfachen Herunterladen.
übertragen. Zusätzlich können die Projekte bei Bedarf verändert werden. Die wichtigsten Parameter sind Lokadressen, Funktionstastenbelegungen nebst Symbolen, Bilder für die Zentrale etc. Die beiden wichtigsten Tabellen nach Öffnen des Projektes mit der heruntergeladenen Software sind die Funktionszuordnung – was passiert beim Betätigen welcher Funktionstaste – und Information/Funktionen. In der Regel sind die einzelnen Projekte ab Werk bereits gut strukturiert, allerdings ergeben sich meist entsprechend dem Betrieb auf der eigenen Anlage sehr schnell weitere Sonderwünsche. Diese werden im Folgenden anhand der BR 217 und 56 von Liliput beschrieben.
Liliput BR 217 Die Maschine kommt ab Werk ohne (DC) oder mit einem einfachen Decoder (AC) zu den meisten Modellbahnern. Die integrierte 21-polige Schnittstelle erlaubt aber eine Vielzahl von Funktionen. Voll ausreizen lassen sich diese aber nur in Verbindung mit einem passenden Sounddecoder. Zusätzlich zu diesem sollte man sich aber noch einen 20-mm-Lautsprecher bestellen. Das serienmäßig mitgelieferte Exemplar weist einen Durchmesser von 23 mm auf – und passt leider nicht in die Schallkapsel der Lok. Zunächst muss man sich eine passende Datei aussuchen – hier ist es der Sound für die Diesellok der BR 215, der auf der Festplatte abgespeichert wird. Klickt man auf „Funktionszuordnung“, öffnet sich eine Tabelle, in der die Einstellungen für die einzelnen Funktionen aufgelistet sind – hier bereits mit den Änderungen für die 217.
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MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
In dieser Tabelle werden die verschiedenen Funktionen und ihre Zuordnung zu den entsprechenden Funktionstasten gezeigt, hier noch in der Werkseinstellung. Oben: Nach dem Programmieren der speziellen Funktionen für die 217 bietet sich ein etwas anderes Bild. So wurde beispielsweise der Rangiergang auf F3 gelegt, über F4 kann das rote Schlusslicht separat ein- und wieder ausgeschaltet werden. Links: Hier werden dann die allgemeinen Infos der Lok abgespeichert und können später in der Zentrale abgerufen werden. Dazu lassen sich beispielsweise auch eigene Bilder importieren.
Rechts: Abschließend werden alle Daten in den Decoder geschrieben; die Diesellok hat hier die Adresse 17 bekommen. Es hat sich bewährt, eine Adresse zu wählen, die sich an der Baureihen- oder der Ordnungsnummer des Modells orientiert.
Das Abspeichern der Decoder- und Sounddaten kann einige Zeit in Anspruch nehmen. Vor allem bei umfangreichen Sounddateien kann es daher auch schon einmal etwas länger dauern – also nicht gleich die Geduld verlieren …
MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
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Das Programmieren des Decoders für die BR 56.2 erfolgte im Prinzip mit den gleichen Arbeitsschritten wie bereits bei der 217. Zunächst wird die passende Datei von der ESUWebsite heruntergeladen, in diesem Fall für die BR 55.
Nach dem Herunterladen eines passenden Projektes – hier das der BR 215 – erfolgten in der Funktionszuordnung einige kleine Änderungen. So ist die rote Schlussbeleuchtung der Lok nun in der Grundstellung ausgeschaltet und lässt sich über eine Funktionstaste separat einschalten. Schließlich ist die Lok in den meisten Fällen mit einem Zug unterwegs und braucht deshalb kein Schlusslicht. Die nächste Änderung betraf den Rangiergang. Wird er mit F3 aktiviert, schaltet die Beleuchtung automatisch auf das beidseitige Dreilicht-Spitzensignal um, wie es bei der DB vorgeschrieben ist. Sind die entsprechenden Schritte nebst der korrekten Zuordnung der Symbole zu den Funktionstasten abgeschlossen, werden die Decoderdaten in die Lok geschrieben. Dies kann allerdings einige Minuten dauern, in denen der Kontakt zwischen Programmer und Maschine nicht unterbrochen werden sollte.
Liliput BR 56
Die Tabelle zeigt die neue Zuordnung der Funktionen bei der BR 56. Das Injektorgeräusch wurde auf F10 gelegt, sodass jetzt stattdessen der Rauchgenerator über F4 betätigt werden kann – durchaus eine sinnvolle Änderung, falls gelegentlich eine alte Märklin-Zentrale mit nur vier Funktionstasten eingesetzt werden soll. Neu hinzugekommen ist außerdem das Geräusch des Kohleschaufelns, das im Ordner „Sound“ zu finden ist und auf F12 gelegt wurde.
Nach der Zuordnung der Lokadresse – in diesem Fall der 56 – konnten die Sounddaten gespeichert werden. Ein „virtueller Führerstand“ ermöglicht abschließend einen Decodertest, bei dem alle Funktionen noch einmal überprüft werden können.
94
Etwas umfassender fallen die Anpassungen an der BR 56 aus. Auch sie besitzt ab Werk eine 21-polige Schnittstelle. Angepasst wurden in diesem Fall die Soundfunktionen des Decoders, außerdem wurde bei dieser Lok ein Raucherzeuger nachgerüstet. Wie bei der BR 217 muss zuerst eine Projektdatei heruntergeladen werden; im vorliegenden Fall kann man auf diejenige der BR 55 zurückgreifen, denn aus dieser Lok ging die BR 56 beim Vorbild ja auch hervor. Weil die Lok gelegentlich auch mit der älteren Märklin-Zentrale 6021, die nur vier Funktionstasten besitzt, fahren soll, mussten zuerst die Geräusche des Injektors verschoben werden. Anschließend wurde die freie Stelle mit der Steuerung des Rauchgenerators belegt. Ein weiterer Sonderwunsch war außerdem das Geräusch des Kohleschaufelns. Ab Werk ist das im Soundumfang der BR 55 nicht enthalten. Im Ordner „Sound“ der Programmer-Software lässt sich das aber ändern, denn dort sind einige Standardsounds hinterlegt – und zu denen zählt auch das Kohleschaufeln. Sobald dieses einem freien Soundslot zugewiesen wurde, kann dieser wiederum einer Funktionstaste zugeordnet werden. Nachdem die Maschine den abschließenden Funktionstest bestanden hatte, konnte sie ebenfalls dem Betriebsdienst auf der Anlage zugeteilt werden. MKL MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
DIGITAL-PRAXIS
Hin und her – mit ABC nicht schwer
Pendelzugbetrieb
Nicht nur für Endbahnhöfe ist Pendelzugbetrieb interessant, auch auf größeren Anlagen kann zum Beispiel ein Triebwagen zwischen zwei Durchgangsbahnhöfen pendeln. HaJo Wolf zeigt, wie das ganz ohne Software, ohne viel Verdrahtung und ohne großartige Elektronik-Kenntnisse realisierbar ist.
Ü
ber die Möglichkeiten komfortablen Bremsens bzw. Anhaltens sowie der Einrichtung von Blockstrecken mit der ABC-Technik von Digital plus hatte ich schon in MIBA Extra digital 12 und 13 berichtet. Auch Pendelzugbetrieb lässt sich mit ABC einfach einrichten. Voraussetzung dafür ist, dass die verwendeten Lokdecoder erstens ABCtauglich sind – also die Asymmetrie am Gleis erkennen und richtig interpretieren – und dass zweitens die Option „Pendeln“ im Decoder einstellbar ist.
Grundlagen und Einstellungen Rufen wir uns noch mal kurz die Funktionsweise der ABC-Technologie ins Gedächtnis: Die Bausteine erzeugen in der normalerweise symmetrischen Digitalinformation eine Asymmetrie, die von ABC-fähigen Decodern erkannt wird. Fahrzeuge mit anderen Decodern ignorieren diese Asymmetrie einfach und fahren unbeeindruckt weiter. Hat der Decoder die Asymmetrie erkannt, muss er sie nur noch richtig interpreMIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
tieren. Dafür sind u.a. die Einstellungen in den CV zuständig. Bei den ABCfähigen Digital-plus-Decodern (alle aktuellen SILVER und GOLD) ist dies die CV51. Zunächst setzen wir Bit 2 (Zählweise beginnt mit Bit 1) und aktivieren damit die ABC-Funktion. Ist dieses Bit 2 nicht aktiviert, verhält sich der Decoder wie einer, der die ABCAsymmetrie nicht erkennt. Durch Setzen des Bit 4 in CV 51 wird dem Decoder nun mitgeteilt, dass er für Pendelbetrieb aktiviert ist. Jetzt können wir noch die Zeit des Aufenthalts an den Streckenenden bestimmen, und zwar in CV 54: zwischen 1 und 256 Sekunden sind möglich (Wertebereich 0-255). Eine unterschiedlich lange Aufenthaltsdauer an den beiden Enden ist leider nicht einstellbar. Tja, das war’s dann auch schon. Oder? Nicht ganz: Es empfiehlt sich, für den Betrieb mit ABC grundsätzlich den konstanten Bremsweg zu wählen, damit der Zug im Bremsabschnitt unabhängig von der gewählten Geschwindigkeit ganz sicher und exakt anhält.
Auf der Spur-0-Ausstellungsanlage von Lenz fahren Züge automatisch im Pendelbetrieb mit ABCBausteinen. Am Bremsabschnitt „Bahnhof“ ist zusätzlich die RailComAdressanzeige integriert, die beiden Anzeigesegmente sind in der Stirnwand des Bahnhofs über dem Plakat zu sehen.
Sie erinnern sich: Der konstante Bremsweg wird in CV 51 aktiviert, und zwar durch Setzen des Bit 1; die Länge des Bremswegs bestimmen Sie in CV 52 individuell für jedes Fahrzeug. Setzen Sie zusätzlich Bit 8 in CV 51, ist der konstante Bremsweg auch dann aktiv, wenn Sie die Geschwindigkeit manuell auf 0 setzen. Das ist allerdings Geschmackssache: Wenn ich eine Lok zum Beispiel im Bahnhof manuell fahre, finde ich den konstanten Bremsweg eher hinderlich, denn ich kenne die Länge natürlich nicht für jede Lok, kann also manuell nicht wirklich exakt abbremsen und anhalten. Aber das ist nur meine persönliche Meinung, probieren Sie es einfach aus und entscheiden Sie selbst.
Die Bausteine am Gleis Nun benötigen wir am Gleis noch die passenden ABC-Bausteine. Erfreulicherweise funktioniert der einfache Pendelbetrieb schon mit dem preiswertesten ABC-Baustein BM1, der im Handel um die 12 Euro kostet. Davon benötigen wir je einen am Anfang und am Ende der Pendelstrecke. Bei geschobenen Zügen müssen wir den BM2 (ca. 39 Euro) verwenden, weil dieser zwischen Fahr-und Bremsabschnitt unterscheidet, während der BM1 nur den Bremsabschnitt kennt. 95
Warum ist das wichtig? Der komplette geschobene Zug muss in den Fahrabschnitt passen, erst dann ist sichergestellt, dass die Asymmetrie im Bremsabschnitt nicht durch Überbrückung der Trennung – zum Beispiel durch die Lok am Ende des geschobenen Zuges – aufgehoben wird. Ein BM1 wäre also bei geschobenen Zügen nicht ausreichend. Der Bremsabschnitt ist unabhängig vom eingesetzten ABC-Baustein stets so zu bemessen, dass jeder Zug innerhalb dieser Strecke zum Halten kommt. Deshalb ist auch der konstante Bremsweg zu empfehlen, denn den können Sie für jedes Fahrzeug exakt und punktgenau einstellen, unabhängig von der Geschwindigkeit oder dem Fahrverhalten der Lok!
Unerwünschte Brückenfälle Die Asymmetrie wird auch aufgehoben, wenn die Trennstelle durch einen Wagen überbrückt wird, dessen Räder bzw. Achsen leitend miteinander verbunden sind. Hingegen wirkt sich die kurze Brückung durch ein Rad beim Überfahren nicht aus. Wird die unbeabsichtigte Brückung der Trennstelle wieder aufgehoben und die Lok befindet sich noch im Bremsabschnitt, beginnt der eingestellte konstante Bremsweg erneut! In solchen Fällen kann es also vorkommen, dass die Lok ärgerlicherweise zu weit fährt und den Bremsabschnitt verlässt. Der Decoder kann ja nicht erkennen, dass die Aufhebung der Asymmetrie ungewollt war. Diesem Szenario kann man einerseits durch entsprechende Maßnahmen an den Fahrzeugen vorbeugen, indem man die Stromführung zwischen den Achsen unterbricht. Andererseits ist es wichtig, dass die Bremsabschnitte (BM1 und BM2) bzw. Fahrabschnitte (BM2)
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Schaltbild 1: Einfache Pendelstrecke mit zwei BM1. Die Bremsstrecke ist rot gekennzeichnet. Wichtig: Es wird immer in Fahrtrichtung rechts getrennt. Der Befehl zur Weiterfahrt wird nicht wie sonst beim BM1 manuell durch (Signal-)Schalter gegeben, sondern der Lokdecoder ignoriert einfach nach der Wartezeit die Asymmetrie und lässt das Fahrzeug wieder losfahren.
lang genug sind. Lang genug bedeutet, der längste Zug muss vollständig in den Fahrabschnitt hineinpassen und der Bremsabschnitt muss für den längsten eingestellten Bremsweg ausreichen.
Zwischendurch mal anhalten? Vielleicht möchten Sie auf der Strecke zwischen zwei Bahnhöfen auch mal an den berühmten Milchkannen anhalten? Also quasi eine Fahrt von A-Dorf nach B-Stadt über C-Kaff und D-Ort? Auch das lässt sich mit ABC-Bausteinen recht einfach umsetzen. Ehe ich auf den Pendelbetrieb mit Zwischenhalt eingehe, ein paar Worte über die zugrunde liegende Technik. Aber wirklich nur ein paar wenige, versprochen – der regelmäßige Leser weiß, dass ich nicht der große Elektro(nik)-Spezi bin.
Wie funktioniert das? Beim einfachen Pendelbetrieb wird der vom ABC-Baustein initiierte „Halt“Befehl verwendet und die Lok – durch die Aktivierung des Pendelzugbetriebs
im Decoder – zuerst abgebremst, dann wird die Fahrtrichtung umgeschaltet und nach der eingestellten Zeit fährt die Lok wieder los. Und weil dazu nur die „Halt“ initiierende Asymmetrie am Gleis benötigt wird, genügt der preiswerte BM1 – der kann nämlich nicht mehr, als diese Asymmetrie erzeugen. Für den Pendelbetrieb mit Zwischenhalt benötigen wir zwei verschiedene Befehle: Wir müssen dem Decoder erklären, ob er am Ende der Strecke ist (= abbremsen und anhalten, Fahrtrichtung umschalten, nach Wartezeit wieder losfahren) oder ob er sich an einem Zwischenhalt befindet (= abbremsen und anhalten, auf Hp 1 warten). Der BM2 kann sowohl „Halt“ wie auch „Langsamfahrt“ befehlen, wir nutzen am Ende einer Pendelstrecke mit Zwischenhalt den „Langsamfahr“Befehl zum Anhalten. Welchen Befehl der BM2 erzeugt, bestimmen wir über die Signaleingänge. Für den Befehl „Langsamfahrt“ müssen wir an beide Signaleingänge Spannung legen; das kann zum Beispiel der Fahrstrom sein. Warum an beide Signaleingänge? Weil die BM2 so aufge-
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geschobene Züge der, dass er die RailCom-Signale weiterleitet. Es lassen sich also beispielsweise RailCom-basierende Adressanzeigen nutzen, wie es auf der Lenz-Ausstellungsanlage „Nullingen“ demonstriert wird. Genaue und auch für Laien verständliche Informationen zur Verdrahtung und zum Anschluss bieten übrigens die Anleitungen der BM-Bausteine, die man zwecks vorherigen Einlesens von www.digital-plus.de/downloads herunterladen kann.
Dieses Modell der Allwegbahn (3D-Druck-Modell der FdE-Freunde der Eisenbahn Burscheid) fährt auch im Ausstellungs-Dauerbetrieb als Pendelzug mit ABC-Bausteinen.
baut sind, dass sie ohne Spannung an den Signaleingängen am Gleis „Halt“ generieren. Das ist vor allem aus Sicherheitsgründen notwendig, denn so bleibt z.B. bei losen oder gebrochenen Kabeln die Lok stehen und fährt nicht unkontrolliert weiter. Liegt also Spannung am Eingang „Hp 1“, erzeugt der BM2 den Befehl „Fahrt“. Liegt zusätzlich (!) Spannung an „Hp 2“, erzeugt der BM2 den Befehl „Langsamfahrt“. Es genügt nicht, nur „Hp 2“ mit Spannung zu versorgen, dann würde der BM2 immer noch „Halt“ befehlen. Spätestens jetzt fragt sich der Leser, wie die Lok nach der Wartezeit am Ende der Pendelstrecke (!) trotz des permanenten Anhalte-Befehls automatisch wieder losfahren kann? Ich verrate es Ihnen: Der Decoder ignoriert nach der Wartezeit einfach die Asymmetrie bis zum nächsten Bremsabschnitt und lässt die Lok loszuckeln. Nun müssen wir dem Decoder noch erklären, dass er nicht nur ein Pendler ist, sondern auch noch zwischendurch anhalten muss. Dies erreichen wir, indem in CV 51 Bit 4 (Pendelbetrieb ohne Zwischenhalt) gelöscht und stattdessen Bit 5 gesetzt wird.
Wir warten auf Hp 1…
Mal BM1, mal BM2 – warum? Der Grund für diese auf den ersten Blick verwirrenden Unterschiede zwischen einfachem Pendelbetrieb und Pendelverkehr mit Zwischenhalten ist tatsächlich sehr unkompliziert. Man hätte das alles auch genau andersherum konzipieren können, also am Ende BM1 wie beim einfachen Pendelbetrieb und als Zwischenhalt BM2; das würde aber bei mehr als zwei Zwischenstopps eben mehr teure BM2 erfordern. Hier hat Lenz also an den Geldbeutel des Modellbahners gedacht. Sollen aber geschobene Züge, wie etwa eine V 100 mit Donnerbüchsen und Steuerwagen, pendeln, dann wird auch für jeden Zwischenhalt ein BM2 benötigt. Sonst landen wir wieder bei den weiter vorne beschriebenen unerwünschten Brückenfällen. Noch mal der Hinweis: Die Fahrabschnitte müssen den kompletten Zug aufnehmen können! Hier am Zwischenhalt brauchen wir den „Halt“-Befehl, Spannung an den Signaleingängen ist deshalb nicht anzulegen. Ein Vorzug des BM2 gegenüber dem BM1 ist neben der Eignung für
Schaltbild 2: Pendelstrecke mit Zwischenhalt. An den Enden BM2 und für die Zwischenhalte BM1. Die BM1 werden manuell – z. B. über die Schaltausgänge eines Signals – auf Hp 0 („Halt“) oder Hp 1 („Fahrt“) gestellt; so kann man Zwischenhalte auf Durchfahrt schalten. Schaltbild 3 (rechts): Für den Aufbau einer einfachen Pendelstrecke ohne Zwischenhalt mit BM2 statt BM1 an den Enden werden die Fahrstrom-Einspeisungen an den Signaleingängen der BM2 nicht benötigt. Hier ist nur die linke Seite (Wendepunkt A) dargestellt, die rechte (Wendepunkt B) ist entsprechend zu verdrahten. Ebenso ist der Zwischenhalt mit BM2 umzusetzen, auch hier wird nur „Halt“ erzeugt. MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Egal ob BM1 oder BM2 für den Zwischenhalt: Die Weiterfahrt erfolgt (noch) manuell, zum Beispiel durch ein Signal. Die Decoder der Lenz-Spur-0-Lokomotiven können auch beim Zwischenhalt bereits auf automatische Weiterfahrt nach definierter Wartezeit eingestellt werden. Die Digital-plus-Decoder können das noch nicht, diese Funktion ist aber nach Auskunft des Herstellers für eines der nächsten Software-Updates bereits vorgesehen. Wenn das Signal – auch, wenn es kein physisch vorhandenes Signal ist, sondern nur ein Schalter – am Zwischenhalt auf „Hp 1“ gestellt wird, wird der Zug übrigens nicht anhalten. Logisch. So kann beispielsweise der VT 98 an der Milchkanne anhalten, die V 100 mit den Donnerbüchsen aber bis zum Ende durchfahren.
ABC und die anderen? Stellt sich natürlich zu guter Letzt die Frage, ob man ABC und/oder ABC-Pendelbetrieb nur mit Decodern von Digital plus nutzen kann oder ob auch Decoder anderer Hersteller möglich sind. Die Antwort: im Prinzip ja, aber … Einige Anbieter haben ABC integriert, manche nur die „Halt“-Funktion, andere auch die „Langsamfahr“-Funktion. Pendelbetrieb mit ABC wird derzeit noch nicht unterstützt, aber offenbar planen einige Anbieter, kommende Decoder-Generationen bzw. Updates entsprechend für Pendelbetrieb mit ABC aufzurüsten. Wenn Sie also nicht sicher sind, konsultieren Sie die Betriebsanleitungen Ihrer Decoder oder fragen Sie beim Decoderhersteller nach. Andere Hersteller wiederum verfolgen eine andere Philosophie der Zugbeeinflussung und ermöglichen Pendelverkehr z.B. durch entsprechende Funktionen in der Zentrale. hjw 97
Mikrocontroller – dienstbare Geister im Hintergrund
PICs für die Bahn Eine realistische Lichtsteuerung gehört auf einer Modellbahn ebenso zum guten Ton wie animierte Bewegungsabläufe. Statt entsprechende Steuermodule zu kaufen, kann man diese mithilfe von Mikrocontroller selbstbauen, wie Jürgen Petsch anschaulich an praktischen Beispielen darstellt.
W
ährend im Zeitalter der Relais ein Multimeter reichte, um selbst hartnäckige Fehler zu finden, hat die Miniaturelektronik den interessierten Modellbahner abgekoppelt. Er ist auf die Angaben des Herstellers in den Datenblättern angewiesen. Die Einflussmöglichkeiten beschränken sich auf den richtigen Anschluss eines gekauften Bausteins und die Einstellung der Konfigurationsvariablen (CV). Ein Verständnis für die Abläufe in den Mikrocontrollern entsteht dadurch nicht.
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Wer mehr will, als nur in der Hotline des Herstellers festzuhängen, muss selbst die Ärmel hochkrempeln und der Elektronik seinen eigenen Willen aufzwingen.
Was wir wollen Mit diesem zweiteiligen Beitrag wollen wir – die Redaktion und der Autor – den interessierten Modellbahner motivieren, sich mit der Programmierung eines PIC (Programmable Integrated
Circuit, programmierbarer integrierter Schaltkreis) anzufreunden. Es ist nicht unsere Absicht, hier nur fertige Problemlösungen für den Modellbahner anzubieten, die er sich „runterladen“ und dann in einen „Chip brennen“ kann; obwohl auch das möglich ist. Vielmehr wollen wir gemeinsam das Wissen für eigene Programmierversuche erarbeiten. Dabei soll nicht ein Grundlagenbeitrag zur PIC-Programmierung entstehen. Wir wollen auch nicht eine Übersetzung des Datenblattes des gewählten PIC18F1320 anfertigen, das 308 Seiten umfasst. Stattdessen wollen wir die für das jeweilige Projekt benötigten Eigenschaften des PIC zu dem Zeitpunkt erörtern, an dem sie tatsächlich gebraucht werden.
Was wir nicht können Um es vorwegzunehmen: Wir können hier nicht immer mit der Leistung der Produkte kommerzieller Hersteller konkurrieren. Den Grad der Miniaturisierung werden wir nicht erreichen. SMD-Bauteile, deren AnschlussbeinMIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
ELEKTRONIK
chen Abstände von unter 1 mm haben, sind auch einem im Löten geübten Modellbahner nicht zuzumuten. Die große Anzahl von Möglichkeiten, die ein käuflicher Lokdecoder bietet und die Fähigkeit auf Steuersignale mehrerer Normen zu reagieren, liegen weit außerhalb unserer Reichweite. Aber es kann ja auch ein Vorteil sein, einen PIC selbst zu programmieren, der genau das macht, was man braucht und nicht noch eine verwirrende Vielzahl von weiteren, evtl. schwer verständlichen Funktionen bietet. Selbst die Kosten für unsere Projekte werden wohl nicht viel geringer sein als für fertig gekaufte Elektronik, die in Fernost hergestellt wurde. Das ist ein generelles Problem vieler Selbstbauprojekte: Die Summe der Kosten aller Bauteile ist höher, als bei einer fertig gekaufte Baugruppe. Wenn Sie bis hierher gekommen sind, laden Sie die Redaktion und der Autor zu einer Reise in die Welt der Programmierung ein, die es Ihnen auch ohne Vorkenntnisse auf diesem Gebiet ermöglichen wird, in weiten Grenzen Ihre eigenen Ideen zu verwirklichen.
Was wir brauchen Als Kandidat für unsere Programmierversuche ist der PIC18F1320 von Microchip gut geeignet. Er gehört mit seinen 18 Anschlüssen (Pins) nicht zu den kleinstmöglichen mit sechs Pins und auch nicht zu den größten mit 64 Pins. Um die Typenvielfalt einzuschränken, verwenden wir ihn für fast alle Projekte, auch wenn er manchmal etwas überdimensioniert erscheint. Der PIC18F1320 ist im Dual-Inline-Gehäuse (DIL) erhältlich und damit gut für den Aufbau der Schaltungen auf einem Steckbrett geeignet. Wir werden aber später auch die SMD-Version einsetzen. Zur Ablage des Programmes besitzt er einen Flashspeicher, kann also fast beliebig oft umprogrammiert werden. Mit € 2,80 ist er ein preiswertes Versuchskaninchen. Um ein Programm bequem schreiben, bearbeiten und in den PIC laden zu können, rate ich Ihnen: Gönnen Sie sich den komfortablen Programmer PICKit 3 von Microchip, den z.B. Reichelt für ca. € 65,- anbietet. Zum Lieferumfang gehört eine Integrierte Entwicklungsumgebung (IDE), die alle notwendigen Arbeitsschritte zusammenfasst und dadurch erleichtert. Es geht auch preiswerter, wenn Sie sich den Assembler MPASM der Fa. MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
Microchip (www. können Sie für die microchip.com) meisten Projekte Folgende Projekte wollen herunterladen, dieses Beitrages wir bearbeiten: d e n Wi n d o w s geätzte Leiterplat• Im vorliegenden Editor verwenden ten bekommen, Grundlagen-Artikel: und sich einen die in kleine PlasBlinkende LED PIC-Programmer tikgehäuse pasBlinklicht am Bahnübergang von einem Elektsen. Dadurch sind Lauflicht mit 12 LEDs ronikshop besorsie für die AnwenFlackerlicht mit 12 LEDs gen. Aber im Foldung auf einer Lauflicht mit 40 LEDs genden werde ich Modellbahnanlamich auf PICKit ge gut vorbereitet. • Auf DVD-ROM: 3 beziehen, weil Magnetartikeldecoder ich die bequeFunktionsdecoder Unser PIC me Handhabung Servodecoder Der PIC18F1320 nicht mehr misLokdecoder gehört zur Famisen möchte. Mikrozentrale lie der 8-Bit-MiDie sicherste • Ergänzend auf DVD-ROM: krocontroller und Quelle, um alle Schaltbilder, Platinenlayouts, Probietet einige AnEigenschaften gramme, ergänzende Texte zu den nehmlichkeiten, des PIC18F1320 PIC-Projekten der Artikel die seine Vorgänkennenzulernen, ist natürlich das Datenblatt. Aber las- ger aus der PIC16-Familie noch nicht sen Sie sich jetzt am Anfang unserer hatten. Dazu gehört ein eingebauter Entdeckungsreise in die Welt der PICs Oszillator mit einer maximalen Frenicht durch die verwirrende Vielfalt der quenz von 8 MHz, wodurch keine Pins für den Anschluss eines Quarzes verMöglichkeiten erschrecken. Für den unschlagbar schnellen Auf- loren gehen. Der Umfang des Befehlsbau einer funktionsfähigen Schaltung satzes ist gegenüber der PIC16-Familie ist ein Steckbrett die erste Wahl. Als um einige bisher vermisste Befehle erStromversorgung ist ein kleines Ste- weitert worden. Der ausgewählte PIC18F1320 hat ckernetzteil, das stabilisierte 5 V liefert, ausreichend (z.B. Reichelt MW 18 Anschlüsse (Pins), davon sind zwei 3N06GS). Es hat sich bewährt, einen für die Stromversorgung (Pin#5 = Gnd, Kippschalter und eine Kontroll-LED Pin#14 = +5 V) reserviert. Die verbleifür die +5 V vorzusehen. Außerdem benden 16 Pins lassen sich in weiten
Start in die Welt der Mikrocontroller: Testboard mit einem übersichtlichen Versuchsaufbau mit dem Programmer PICkit 3 von Microchip. Fotos und Zeichnungen: Jürgen Petsch
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Grenzen dem jeweiligen Verwendungszweck anpassen. Dazu gehören u.a. der Anschluss eines Quarzes als zeitgenauer Taktgeber, Analog/Digitalwandlung (Abfrage der Stellung eines Poti), Pulsbreitenmodulation (wie wir sie für das Projekt Lokdecoder benötigen werden), Zeitmessung, Zählvorgänge (Anzahl Achsen eines Zuges), serielle Datenübertragung und noch einiges mehr. Im unkompliziertesten Fall – und das wird bei unseren ersten Projekten so sein – kann man die Pins als einfache digitale Ein- oder Ausgänge verwenden. Obwohl jeweils acht Pins zu einem Port zusammengefasst sind (hier PORTA und PORTB), kann man für jeden einzelnen Pin festlegen, ob er Einoder Ausgang sein soll. Da wir den PIC direkt auf dem Steckbrett oder der Leiterplatte programmieren wollen, sind drei Portpins für den Anschluss des PICkit 3 notwendig, von denen wir aber trotzdem zwei für unsere eigenen Zwecke verwenden können. (Schaltbild: BlinkLed) Jeder PIC ist ein echter kleiner Computer. Deshalb besitzt er Programmund Datenspeicher. Der den Speicherhunger eines PCs gewohnte Modellbahner wundert sich vielleicht, dass der RAM-Speicher (Random Access Memory = Speicher für beliebigen Zugriff) unseres PICs nicht nach Giga-, Mega- und nicht einmal nach Kilobyte zählt. Der PIC18F1320 hat ganze 256 Byte RAM. Dieser Bereich enthält die Fileregister (FileReg). Davon steht dem Anwender nur ein Teil für selbstdefinierte Zwecke zur Verfügung. Der andere Teil ist von Special Function Registers (SFRs) belegt, die der PIC zur Ausführung des Programms benötigt. In diesem Bereich sind z.B. PORTA und PORTB angesiedelt. Deshalb ist es genau so leicht, auf einen PORT zuzugreifen, wie auf ein normales FileReg. Im Programmspeicher ist Platz für 4096 Instruktionen. Das reicht, um uns einige Zeit zu beschäftigen, denn den 4096 Instruktionen entsprechen fast die gleiche Anzahl Zeilen mit Befehlen in unseren Quelltexten. Außerdem enthält der PIC 256 Byte EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, d.h. elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher), in dem man solche Daten ablegt, die beim Abschalten der +5 V Betriebsspannung nicht verloren gehen dürfen. Die CVs in den Lokdecodern sind z.B. im EEPROM abgelegt. 100
Zahlen, bitte! Im dezimalen Zahlensystem hat man die Ziffern „0“–„9“ zur Verfügung und ordnet nebeneinanderstehenden Ziffern von rechts nach links die Stellenwerte 1, 10, 100, 1000 usw. zu. Im dualen (auch binären) Zahlensystem gibt es nur die Ziffern „0“ und „1“. Nebeneinander stehende Ziffern haben (ebenfalls von rechts nach links) die Stellenwerte von 1, 2, 4, 8, 16 usw. Binäre Zahlen haben bei gleichem Wert viel mehr Stellen als Dezimalzahlen und werden dadurch leicht unübersichtlich. 256 entspricht z.B. im binären Zahlensystem 100 000 000. Wenn man immer vier binäre Stellen zusammenfasst und ihnen die Ziffern „0“–„9“ und „A“–„F“ zuordnet, erhält man das hexadezimale Zahlensystem. Beim Schreiben eines Programmes ist es wichtig, dass der Assembler MPASM eindeutig erkennen kann, welches Zahlensystem gemeint ist. Um z.B. den Wert 86 in das WReg zu laden, liefern folgende Schreibweisen das gleiche Ergebnis: „MOVLW B‘01010110‘“ ; binär „MOVLW 56H“ ; hexadezimal „MOVLW .86“ ; dezimal Um eine dezimale Zahl zu kennzeichnen, muss man ihr einen „.“ voranstellen. Deshalb bedeutet z.B. .86 nicht 86/100, sondern 86 als dezimale Zahl. In seiner Grundeinstellung nimmt MPASM an, dass es sich bei Zahlen ohne ergänzende Kennzeichnung um hexadezimale Zahlen handelt. Leider verwendet MPASM noch andere Kennzeichnungen für die verschiedenen Zahlensysteme.
Als zentraler Dreh- und Angelpunkt für viele Befehle dient das WRegister (WReg). Es ist nicht Teil des RAMSpeicherbereiches, kann aber, wie die Fileregister, ein Byte aufnehmen. Hier kann man den Inhalt von Fileregistern z.B. arithmetisch (mit Addition, Subtraktion, Multiplikation) oder logisch (UND, ODER und XOR) verknüpfen.
Programmiersprache Um dem PIC beizubringen, dass er genau das machen soll, was wir uns vorstellen, ist eine Programmiersprache notwendig. Für diesen Zweck schlage ich „Assembler“ vor. Das ist vielleicht nicht die modernste Art der Programmierung, kommt aber der Gedankenwelt eines Modellbahners, der es bis-
her mit Kippschaltern und Lämpchen zu tun hatte, am nächsten. Wenn Sie jemals gern mit Lego oder Metallbaukästen gebaut haben (oder es sogar immer noch tun), werden Sie sich leicht mit dieser Sprache anfreunden können. Denn mit „assemblieren“ ist nichts anderes als „zusammensetzen“ gemeint. Das Programm wird als reine Textdatei mit einem Editor (nicht Word oder OpenOffice) geschrieben. Dieser Text hat nicht die Dateikennung .TXT, sondern .ASM. Jede Zeile kann Befehle für den PIC, Anweisungen an MPASM, Konfigurationen oder Kommentare enthalten. Das ganze Programm wird auch Quelltext genannt, weil es die Quelle für die Arbeit von MPASM ist. MPASM liest den von uns geschriebenen Quelltext und erzeugt daraus den Maschinencode für den PIC und legt ihn in einer Datei mit der Kennung .HEX ab. Diese besteht nur aus Zahlenwerten, die dem PIC genau beschreiben, was er machen soll. Nachdem MPASM seine Arbeit beendet hat, wird der Maschinencode in den Programmspeicher geladen („gebrannt“). Jeder von uns geschriebene Befehl für den PIC wird beim Assemblieren des Programmes in einen Zahlenwert des Maschinencodes des PIC übersetzt. Z.B. wird aus dem Befehl „MOVLW 12“ der Maschinencode 0E12H als hexadezimale Zahl, als Dezimalzahl 3602 (Textkasten: Zahlen, bitte). Die Anweisungen helfen dem Assembler bei seiner Arbeit. Sie erzeugen selbst keinen Maschinencode. Sie bestimmen z.B., wohin der Maschinencode innerhalb des Programmspeichers geschrieben werden soll („ORG 000“) oder an welcher Stelle des Quelltextes das Programm beendet ist („END“). Die Konfigurationen bestimmen einige der grundsätzlichen Eigenschaften eines PIC, die später durch Befehle der Assemblersprache nicht mehr zu ändern sind. „CONFIG OSC = INTIO2“ legt z.B. fest, welcher der Oszillatoren den PIC takten soll. Außerdem sind Kommentare möglich, die nicht für den PIC gedacht sind, aber zum besseren Verständnis des Programmes dienen. Ein Kommentar wird mit einem „;“ (Semikolon) eingeleitet und gilt für den Rest der Zeile, in der es steht. Das häufig verwendete Argument gegen die Assemblersprache lautet, sie führe zu unübersichtlichen ProgramMIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
;---------------- Kasten: Programm BlinkLed ----------------;************************************** ; Dieses Programm macht nichts weiter, als eine LED ; blinken zu lassen. ; ; Festlegung der Eigenschaften des PIC18F1320 ; #INCLUDE Config_1320.asm ; ; Verwendete Variablen ; CBLOCK 000 WaitCount ; für WaitMs ENDC ;******************************* ; Hier startet der PIC nach dem Einschalten der +5 V ; ORG 000 ; Reset vector ; ; Alle Portpins sind digital In/Out (nicht analog In) ; Blink_Led: MOVLW B‘01111111‘ MOVWF ADCON1 ; ADCON1:= 01111111 ; ; Stelle alle Pins von PortA als Ausgang ein ; CLRF TRISA ; TRISA:= 00000000 ; ; Lege LATA,0 abwechselnd an +5 V und Gnd ; Schleife: BSF LATA,0 ; Pin an +5 V MOVLW .100 ; Wartezeit in ms CALL WaitMs ; Warte BCF LATA,0 ; Pin an Gnd MOVLW .100 ; Wartezeit in ms CALL WaitMs ; Warte
;-------------------; Config_1320.asm ;-------------------; Konfiguration des PIC18F1320 für alle ; Projekte aus „PICs für Modellbahner“ ;-------------------; processor specific variable definitions #INCLUDE ; Prozessor Definition LIST P=18F1320 ; Oscillator Selection: CONFIG OSC = INTIO2
Interner Oszillator
; Watchdog Timer: CONFIG WDT = OFF
Disabled
; Power-up Timer: CONFIG PWRT = ON
Enabled
; MCLR Enable: CONFIG MCLRE = ON
Enabled
; Debugger CONFIG DEBUG = OFF
Disabled
; In Circuit serial programming CONFIG LVP = OFF
Disabled
PICkit 3
NC
GOTO Schleife; mach‘s noch mal ;------------------------------; Wartet 1..255 ms und kehrt dann zum aufrufenden ; Programm zurück. ; Voraussetzung: Clockfrequenz des PIC = 31 kHz ; Eing: W = Anzahl ms ; Ausg: W = unverändert ; Uses: WaitCount
Bu1 Ein S1 MCLR
WaitMs; PGC
10 μF
PGD
1k
VDD
+5V
+5V
WaitM_2:
1
2
1k
3
Gnd
A0 A1 A4
MClr
LED1
Vcc
18 17 16 15 14 13 12 11 10 B3 B2 A7 A6
4
5
B7 B6 B5 B4
PIC18F1320 A2 A3 B0 B1 6
7
8
+5V
9 22k
LED2
BlinkLed Beschaltung des PIC zum „Aufspielen“ des Programms mithilfe des PICkit 3 MIBA-EXTRA • Modellbahn digital 14
PROC MOVWF NOP NOP NOP NOP NOP DECFSZ BRA
WaitCount ; W bleibt, wie.. ; ..es ist ; Fülle die.. ; .. Schleife.. ; ..auf 1 ms; Dauer auf WaitCount,F ; WaitCount -1 WaitM_2 ; >< 0 ?, ja noch mal
RETURN ; from WaitMs ;=============================== END ----------------- Ende: Programm BlinkLed --------------
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men. Das liegt mer> aber nicht an der das Bits und Bytes Sprache an sich, Häkchen bei . des Programmieannehmen. Andere Zustände sind nicht Setzen Sie das rers, der sein Promöglich. Ein bisschen schwanger geht Schaltfeld auf nicht. Deshalb sollte ein Portpin auch strukturiert und . Wähnur „1“ (+5 V) oder „0“ (keine Spanzu wenig komlen Sie im Menü nung) haben können. mentiert hat. Als Acht Bits nebeneinander bilden ein Vorteil der As
