Lokomotiven digitalisieren - die digitale Modelleisenbahn logo von hpw-modellbahn.de
linie Dritter und letzter Teil:
Der nachträgliche Einbau von Lokdecodern bzw digitalen Schnittstellen in Loks
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3. Der Einbau von Locdecoder

Die nachfolgende Tabelle zeigt den Platzbedarf verschiedener Digital-Lok-Decoder. Weitere Informationen über die am Markt befindlichen Decoder können u.a. auch bei www.conrad.de eingesehen werden.
Decoder mit Schnittstellenstecker nach NEM-(S)
Decoder
Trix 66832
Trix 66830
Zimo MX62
Trix mit NEM-Stecker
DC 73510 von Uhlenbrock
Protokoll
Selectrix
Selectrix
NMRA
Selectrix + DCC
MM,DCC,Selectrix
Länge in mm
36
14
18
24,2
12,00
Breite in mm
13
9
9
15,4
8,6
Dicke in mm
3
2,5
3
2,5
2,5


Zu beachten ist:

- die Selectrix-Decoder verstehen nur das Selectrix-Datenformat
- die Lenz oder Zimo-Lokdecoder verstehen nur das NMRA-Datenformat.
Beide Formate sind zueinander nicht kompatibel.
Einen weiteren Einblick könnt ihr auf meiner Pageseite - Digital im Detail - bekommen.

Ein Hinweis hier noch:

Sowohl NMRA-kompatible Lokdecoder, als auch Trix-Selectrix- Lokdecoder lassen sich so programmieren, dass die Loks auch mit Gleichspannung fahren können. Einige NMRA-kompatible Lokdecoder können sogar automatisch auf Gleichspannungsbetrieb umschalten. Aber das ist nur ein Teilausschnitt. Bei Uhlenbrock Decoder sieht es bereits wieder anders aus.

Bild 10


Bevor mit dem Einbau eines Lokdecoders begonnen werden kann müssen zuerst folgende Fragen geklärt werden:

- Stromaufnahme der Lokomotive bei max. Last.
Die Stromaufnahme lässt sich folgendermaßen messen:
An einem Analogfahrpult werden 12 Volt eingestellt. Die Lok wird gegen ein Hindernis gestellt und fahren gelassen - Räder drehen durch -. Mit einem Amperemeter wird dann die Stromaufnahme der Lok gemessen. Falls eine Digitalzentrale zur Hand, sollte die Stromaufnahme bei ca. 18-20 Volt gemessen werden. Die Stromaufnahme der Lok steigt bei höherer Spannung entsprechend an.


- Anzahl der Sonderfunktionen
Licht vorn, Licht hinten, Kupplung, Rauchgenerator etc.

- Strombedarf der Zusatzfunktionen
Z.B. Beleuchtung mit LED etwa 20mA/LED. Mit Glühbirnchen 50mA/Lampe, Rauchgenerator für DCC etwa 100mA,

- Welcher Motor befindet sich in der Lok ?
Normale Motoren sind kein Problem, Glockenankermotoren (z.B. Faulhaber) verursachen bei der Ansteuerung durch normale Decoder in Abhängigkeit von der Konstruktion der Lok besonders im unteren Drehzahlbereich leichte Knarrgeräusche. Bei der Verwendung von Decodern mit hoher PWM-Frequenz ( ca. 16kHz) entstehen keine Geräusche mehr. Entsprechende Decoder gibt es z.B. von der Firma ZIMO und Lenz (LE080XS)

- Platzbedarf
Der Decoder sollte an einer möglichst kühlen Stelle in der Lok eingebaut werden, eine Erwärmung z.B. durch denn Motor reduziert die Leistungsfähigkeit des Decoders.

- Funktionsvielfakt des Decoders z.B. Lichteffekte


Mit diesen Überlegungen und Erkenntnissen werden dann die Vergleichstabellen und Herstellerprospekte durchforstet. Grundsätzlich sollte der Maximalstrom des Decoders reichlich über der max. Stromaufnahme liegen. Die Daten der Decoder gelten oft bei Raumtemperatur, in der Lok ist es aber wärmer. Besonders bei der Angabe des Maximalstroms des Decoders muss aufgepasst werden. Bitte darauf achten, ob die Angabe im Datenblatt sich auf den Strom des Motorausganges bezieht oder auf die Summe der Ströme von Motorausgang und Funktionsausgängen.
Bei der Auswahl ist davon aus zu gehen, das der Motorausgang max. Strom liefern muss und gleichzeitig alle Funktionsausgänge eingeschaltet sind.

Der Einbau eines Lokdecoders ohne digitale Schnittstelle

Nun wollen wir uns den Einbau eines Lokdecoders, ohne digitale Schnittstelle ansehen.
Wer ordentlich mit einem Lötkolben umgehen kann, braucht sich keine Gedanken um den Einbau eines solchen Decoders zu machen. Wo ein Umschalter oder ein Delta-Decoder sitzt, passt auch ein Decoder 76200/76400 hin und die 8 Drähte richtig anzuschließen ist wahrhaftig keine Hexerei. Die Einbauanleitung ist dazu hinreichend präzise. Nach ein wenig Übung baut man die Decoder in 20 Minuten ein.

Nun zum Einbau:

1.Schritt
Grundsätzlich gilt natürlich, dass nur Lokomotiven mit einem Digitaldecoder ausgerüstet werden sollen, die auch im Analogbetrieb einwandfrei funktioniert haben. Der Einbau des Lokdecoders kann keine mechanischen Probleme oder Kontaktschwierigkeiten der Lokomotive ausgleichen bzw beseitigen.
Das Gehäuse der Lok wird nach der Beschreibung des Herstellers abgenommen.
Die Stromabnehmer sollten gereinigt und genau justiert werden. Alte Kohlebürsten sind zu ersetzen.
Der Decoder ist an einer Stelle in der Lok einzubauen, wo mit geringster Wärmeentwicklung zu rechnen ist. Eine Platzierung in der Nähe des Motors ist zu vermeiden. Bei der Suche nach einem geeigneten Einbauort müssen auch die Zuleitungsdrähte zum Decoder berücksichtigt werden.

2.Schritt
Falls es sich um eine alte Lok handelt müssen nun die Polklemmen vom Motor entfernt werden (Auslöten).
Nochmals eindringlich:
Vor dem Einbau des Decoders sind alle Verbindungen zwischen dem Motor, Stromaufnehmern (Radschleifer) und Zusatzfunktionen (z.B. Beleuchtung) aufzutrennen.
Bei einigen Loks (z.B. Fleischmann) hat der Motor eine elektrische Verbindung zum Lokrahmen. Diese Verbindung ist aufzutrennen. Am besten erfolgt anschließend eine Kontrolle mittels Ohmmeter oder Durchgangsprüfer auf Massekontakt. Eine unentdeckte Verbindung führt später immer zur Zerstörung des Lokdecoders.
Genau merken, welcher Motoranschluss mit dem rechten bzw. linken Radschleifer verbunden war (Kessel oder Führerstand liegt in Fahrtrichtung vorne).
Bei Märklin gibt es für spezielle Loks bereits Einbausätze mit allen erforderlichen Einbauteilen.
Falls sich bereits eine Adpaterplatine im Gehäuse befindet, muss sie ausgetauscht werden gegen eine Platine mit digitaler Schnittstellenbuchse. Andere Möglichkeit selbst herstellen.
Um die korrekten Anschlüsse herzustellen ist die jeweilige Produktbeschreibung zu beachten bzw auch die Produktbeschreibung der Lok, soweit sie noch vorhanden ist. Bei sehr alten Loks stellt dies in der Regel ein Problem dar.

3.Schritt
Falls digitale Schnittstelle vorhanden:
Der passende Lokdecoder wird nun in die Schnittstellenbuchse eingesetzt. Darauf achten, dass der Lokdecoder auch in Hinblick auf seine Leistung zur Lok passt. Achtet auch darauf, dass die Mechanik des Motors und des Getriebes nicht durch Kabel behindert wird. Auch auf einen korrekten Kontakt ist zu achten.
Falls keine digitale Schnittstelle vorhanden:
Zuerst wird der rote Anschlussdraht des Decoders mit dem rechten Radschleifer verbunden (Kessel oder Führerstand - 1 - liegt in Fahrtrichtung vorne). Der schwarze Anschlussdraht des Decoders mit dem linken Radschleifer der Lokomotive verbinden. Nun wird Motor angeschlossen. Dazu den orangen Anschlussdraht mit dem Motoranschluss verbînden, der vor Einbau des Decoders mit dem rechten Radschleifer verbunden war. Der graue Anschlussdraht wird mit dem Motoranschluss verbunden, der vor Einbau des Decoders mit dem linken Radschleifer verbunden war. Ein Vertauschen der Anschlussdrähte führt zu einer falschen Fahrtrichtung der Lok - es muss sonst wieder umgelötet werden.
Zum Schluss werden die Funktionsausgänge angeschlossen. Der Decoder liefert am blauen Anschlussdraht die positive Versorgungsspannung für die Funktionsausgänge. Über den gelben und den weißen Anschlussdraht schaltet der Decoder die Funktionen (z.B. Lampen) an die negative Versorgungsspannung.
Je nach inneren Aufbau (bestehende Verdrahtung) gibt es für den Anschluss der Funktionsausgänge zwei Varianten:
Sind die Lampenfassungen der Lokomotive gegen das Fahrgestell isoliert, verwendet man den potentialfreien Anschluss der Funktionsausgänge. Diese Anschlussart bereitet die wenigsten Probleme und ist auf jeden Fall zu empfehlen, auch wenn die Vorbereitungen (Auftrennen der Verbindungen) etwas langwieriger sind.



Bild-12


Bei Lokomotiven, bei denen die Lampenfassungen die Radschleifer mit dem Fahrgestell elektrisch verbunden sind ist, muss der in der nachfolgenden Abbildung gezeigte Anschluss der Funktionsausgänge gewählt werden. Der blaue Anschlussdraht wird nicht mehr benötigt. Der Decoder N020 besitzt z.B. keinen Ausgang mit positiver Versorgungsspannung (blauer Draht bei T121/T140). Hier werden ebenfalls die Funktionsausgänge an einen Radschleifer angeschlossen. Diese Anschlussart des Decoders ist bei einigen Lokomotiven einfacher zu realisieren, hat aber auch Nachteile:
Die Helligkeit der Lampen ist bei dieser Anschlussart etwas geringer. Der Kurzschlussschutz der Funktionsausgänge ist in seiner Wirksamkeit eingeschränkt. Im Gleichstrombetrieb ist nur ein Funktionsausgang betriebsfähig. Welcher Funktionsausgang das ist, hängt davon ab, mit welcher Schiene das Fahrgestell der Lokomotive verbunden ist.
Hintergrund:
Wenn das Fahrgestell negative Versorgungsspannung besitzt, funktioniert der Funktionsausgang nicht, da der Decoder diesen auch gegen negative Versorgungspannung schaltet. Um alle Funktionen des Decoders nutzen zu können, sollten diese Lokomotive nur im Digitalmodus sbetrieben werden.



Bild-13


Die Beleuchtung wird wie folgt angeschlossen:
weiß - Spitzenlicht vorne und Schlußlicht hinten
gelb - Spitzenlicht hinten und Schlußlicht vorne
Anschließend sollte nochmals die Verdrahtung, der Decoder und die Motoranschlüsse auf Kurzschlüsse untersucht werden. Den Decoder nicht mit Isolierband umwickeln, da dadurch die Leistungsfähigkeit herabgesetzt wird.

4.Schritt
Das Gehäuse kann nun wieder aufgesetzt werden. Der Einbau ist beendet.
Da trotz aller Vorsicht Verbindungen oder Kurzschlüsse übersehen werden können, sollte der erste Test des Decoders auf einem Gleisabschnitt mit einer Strombegrenzung durchgeführt werden.
Die einfachste Methode ist dabei die Nutzung des Programmiergleises der DCC-Zentrale, da dieses eine Strombegrenzung enthält.

Vorgehen:

1. Die Lok wird auf das Programmiergleis gestellt.
2. Zuerst wird das Konfigurationsregister 1 (CV#1) ausgelesen. Es enthält die Basisadresse der Lok. Bei allen fabrikneuen Decodern ist dort der Wert 03 gespeichert. Falls ein anderer Wert ausgelesen wird, wird einfach der Wert 03 programmiert. Beim anschließenden Auslesen muss der Wert dann 03 sein.
3. Erfolgt keine Rückmeldung, ist nochmals die Verdrahtung der Radschleifer bzw. Motoranschlüsse zu überprüfen. Mit den alten Arnoldzentralen (mit zusätzlichen Programmer) und den dazu baugleichen Märklin Digital "=" - Geräten lassen sich Lokadresse und alle Register, die den Wert 0 enthalten nicht auslesen. Der Decoder wird dann mittels Auslesen von Register 2 (CV#2) getestet, welches im Grundzustand den Wert 7 enthält.
4. Ist soweit alles in Ordnung wird die Lok unter der Adresse 03 im unteren Fahrstufenbereich auf der normalen Strecke gefahren und die Fahrtrichtung überprüft. Bei einem Fahrbefehl "vorwärts" muss die Lok auch vorwärts fahren. Wenn nicht, sind die Radschleiferanschlüsse (rot, schwarz) oder die Motoranschlüsse (grau, orange) vertauscht. Wenn bis hier alles funktioniert, können die Zusatzfunktionen getestet werden. So sollte auf jeden Fall die Beleuchtung der Lok mit der Fahrtrichtung übereinstimmen, wenn nicht, sind die Anschlussdrähte (weiß, gelb)zu den Birnchen/LEDs vertauscht.
Stottert die Lok beim Anfahren oder brummt nur ganz leise, liegt ein Fehler in der Verdrahtung (Kurzschluss) vor. Sofort die Lok vom Gleis nehmen oder Versorgungsspannung abschalten.
Beim den Decodern T121, T140 und N020 wird die Überlastung zusätzlich durch ein Blinken der Lampen angezeigt. Der Decoder T120 besitzt keine zusätzliche Anzeige. Bitte beachten, dass die Abschaltung der Motorausgänge auch bei Überlastung des Decoders geschieht. Die Überlastung kann z.B. beim Anfahren bei hohen Digitalspannungen (> 18 Volt) durch den Motor auftreten, da der Decoder mit Strömen von weit über 1 Ampere belastet wird. Ebenfalls kann beim Zuschalten der Beleuchtung durch den Kaltwiderstand der Glühlampen der Überlastschutz ansprechen und damit den Decoder abschalten.
Die nach NMRA-Norm empfohlene Digitalspannung für Lokomotiven der Baugröße H0 liegt bei 15 Volt. Ein Reduzieren der Spannung der Digi-Zentrale bringt somit Vorteile für die Lebensdauer der Lämpchen und des Motors der Lok.
Funktioniert alles fehlerfrei, dann war der Einbau des Decoders erfolgreich.
Um alle Funktionen nutzen zu können und den Decoder optimal an die jeweilige Lokomotive anzupassen, sind nun die verfügbaren Konfigurationsvariablen noch entsprechend zu programmieren.


Abschließende Hinweise

Der Einbau von Lokdecodern ohne eine digitale Schnittstelle ist nicht ratsam, da:
- Die Lok nicht mehr ohne Digitalbetrieb gefahren werden kann. Es sei den, man lötet den Decoder wieder heraus.
- Der Austausch von Lokdecodern kann mit einer digitalen Schnittstelle einfach und schnell erfolgen. Insbesondere bei Defekt von Lokdecodern ist schnell ein neuer eingebaut.

Ergänzende Hinweise zum Einbau von Decodern in Märklin-Loks

Bei Märklin Motoren muss - bei den oft eingebauten Märklin Allstrom-Motoren - an der Statorwicklung (der Feldspule) des Motors den Mittel-Abgriff - das ist der schwarze Draht - beherzt durchgeschnitten werden.
Beide Spulenhälften sind dort miteinander verlötet, und die Lötstelle muss geschlossen bleiben. Ein Schrumpfschlauch vermeidet Kurzschlüsse.
Hinweise zur Verdrahtung bei Märklin:

- rotes Kabel an Schleifer
- braunes Kabel an Masse
- 2x weißes Kabel an die Statorspule (erst provisorisch anlöten!)
- blaues und grünes Kabel an den Motor
- graues Kabel ans vordere Licht
- gelbes Kabel ans hintere Licht.
Lok aufs Gleis, Adresse 01 - wenn die Laufrichtung nicht stimmt, die weißen Drähte vertauschen und endgültig anlöten!
Falls zwei Funktionsausgänge für Telexkupplung, Zugbeleuchtung etc. vorhanden, können diese auch noch angeschlossen werden.

Die Feldspule muss nicht mit ausgetauscht werden (gegen einen Dauermagneten), denn die Decoder arbeiten mit Gleichstrom - bei den Märklin Allstrom-Motoren kein Problem. Nach dem Umbau bekommt die Statorspule vom Decoder reinen Gleichstrom, stellt also einen Elektro-Magneten dar mit gleichen Eigenschaften wie ein Dauermagnet.

Wenn ein Delta-Decoder ausgebaut wird, um einen neueren Decoder einzubauen, sind die Drähte am alten Decoder nicht abzulöten, sondern lässt sie ca 3 mm lang stehen. So können die Farben der Kabel noch erkannt werden.
Ein funktionsfähiger Delta-Decoder taugt durchaus noch für ein "zweites Leben" in Funktionsmodellen (wie z.B. einen Kran etc.). Wenn die Anschlussfarben später nicht mehr erkannt werden, ist dieser Decoder "verloren".


Ergänzende Hinweise zum Einbau von Selectrix-Decodern (Minitrix)

Beim Einbau vom Selectrix-Decodern sind grundsätzlich die gleichen Dinge zu beachten, wie beim Einbau von NMRA-kompatiblen Decodern. Es wird jedoch bei Selectrix-Decoder kein Plus-Anschluss (blaues Kabel bei NMRA-Decodern) herausgeführt. Stattdessen werden die Lampen und die Zusatzfunktion mit dem zweiten Ende mit einer Gleisseite verbunden. Damit entfällt die Isolation dieser Verbraucher gegen den Rahmen. Die Helligkeit der Lampen ist jedoch deutlich reduziert. Insbesondere bei Fahrzeugen mit langen und/oder verwinkelten Lichtleitern ist daher u.U. eine Verbesserung der Beleuchtung notwendig. Bei Fahrzeugen der Firma Trix sind die Lampen jedoch für eine optimale Helligkeit bei halber Spannung ausgelegt und damit auch an die Decoder angepasst.
Ein Blick auf den Decoder 66832 bzw. 66833 lässt jedoch vermuten, dass die beiden freien Anschlussflächen mit Plus und Minus verbunden sind. Damit ergäbe sich die Möglichkeit die Verbraucher wie bei NMRA-Decodern anzuschließen.
Der Motor muss immer vollständig isoliert werden. Eine Verbindung zwischen einem Motoranschluss und einem Gleisanschluss (Stromabnehmer und u.U. der Rahmen) führt zur Zerstörung des Decoders.
Bei Selectrix-Decoder können vier Parameter eingestellt werden:

- Maximalgeschwindigkeit (7 Stufen)
- das Beschleunigungs- und Bremsverhalten (ebenfalls 7 Stufen)
- die Frequenz der Pulsweitenmodulation (PWM) in 4 Stufen
- das Verhalten in Signalabschnitten (2 Möglichkeiten).

Beim Verhalten in Signalabschnitten wird unterschieden, ob bis zur Fahrstufe 3 oder bis zum Stillstand abgebremst wird. Eine Maximalgeschwindigkeit von '0' schaltet den Decoder auf den Betrieb mit Gleichstrom um. Ein Betrieb mit Selectrix ist dann nicht möglich. Die Anpassung der PWM-Frequenz erfolg nach Gehör, wobei mögliche Resonanzen vermieden werden. Diese im Vergleich zu NMRA-Decoder geringen Einstellmöglichkeiten sind nicht unbedingt ein Nachteil, da die Decoder dank der fest vorgegebenen Geschwindigkeitskennlinie und der Regelung auch ohne umfangreiches Programmieren im Betrieb gute Fahreigenschaften zeigen. Die Einstellung der untersten Fahrstufe erübrigt sich, da die Regelung ein Anfahren bei der untersten Fahrstufe sicherstellt. Eine Anpassung an unterschiedliche Adress- und Fahrstufenmodi ist wegen der einheitlichen Betriebsart nicht erforderlich. Besondere Lichterspiele bleiben allerdings speziellen Funktionsdecodern vorbehalten.



Weitere Infos zum Decodereinbau (seht nachfolgenden Link):
Armin Mühl
Reinhahrd Müller
Torsten Kühn
Peter Ulsamer




Liebe Modellbahnfreunde !
Ich hoffe, dass ich euch mit diesen Ausführungen animieren kann, es selbst auch einmal mit den Umbau von analogen zu digitalen Loks zu versuchen. Der Umbau bei einschlägigen Fachgeschäften ist in der Regel sehr teuer. Auch kann man hier nur bedingt Einfluss auf die Auswahl der Decoder nehmen. Auch habe ich festgestellt, dass die Bereitschaft eine alte Lok umzurüsten in Fachgeschäften nicht groß ist. Da will man verkaufen oder nur Teile einsetzen, aber sich nicht mit der Technik auseinandersetzen. Deshalb versucht es selbst einmal, es ist nicht allzu schwer.
Meine Ausführungen habe ich teilweise durch eigene Erfahrungen, teilweise auch durch verschiedene Aufsätze von anderen Modellbahnern in der vorliegenden Form machen können.

Mein Dank gilt vor allem Herrn Ismael Sailer auf dessen Homepage
http://www.1zu160.net
ich viele seiner Erfahrungen mit dem Einbau von Digitaldecodern bei meinen eigenen Einbauten verwerten konnte.
Auch die Ausführungen der Fa. Uhlenbrock zu ihren Lokdecodern haben mir viel geholfen.
Es würde mir sehr viel Freude bereiten, wenn euch die o.g.Ausführungen zu Fragen bzw zum Diskutieren bewegen würden.
Wenn ihr dazu Lust habt schreibt doch einfach eure Fragen und eure Tricks und Tipps beim Einbau von Digitaldecodern in das Forum. ich werde alles was von euch in dieser Richtung kommt ins Forum aufnehmen. Ins Forum kommt ihr über die Startsteite oder ihr klckt weiter unten den Button "Zum Forum".

Gruss

Peter Wankerl
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