Grundwissen Modelleisenbahn - hier: Grundlagenwissen: Digitaltechnik -

Lok-oder Fahrzeugdecoder müssen entweder das von der Firma Märklin verwandte Motorola-Format (kurz Motorola1 oder 2) und/oder das NMRA DCC-Format verstehen. Es darf zu keiner Beeinflussung durch Datensignale kommen, die nicht dem Lokdecoderformat entsprechen.
Ein störungsfreier Betrieb in einer Multiformatumgebung muss gewährleistet sein.
Die Decoder dürfen mit abisolierten Leitungsenden, oder mit Steckern nach NEM 650, 651, 652 ausgerüstet sein. DCC und Mehrformat- Decoder müssen mit Leitungsfarben nach NEM 651, 652 versehen sein.
Motorola Decoder müssen mit Leitungen nach dem Märklin-Farbschema aufweisen.
Fahrzeugdecoder im Motorola Format müssen neben den oben genannten Eigenschaften noch folgende zusätzliche Eigenschaften aufweisen:

1. Es müssen alle 255 möglichen Adressen einstellbar sein.

2. Die Adressen müssen elektrisch durch Digitalsignale programmierbar sein. Dabei dürfen nur Motorola Befehle Verwendung finden. Die Programmierung muss mit einer Märklin Control-Unit möglich sein.

3. Die Fahrtrichtungsinformation muss dauerhaft gespeichert werden.

4. Die Decoder müssen auf 2-Leiter- und 3-Leitergleis berieben werden können, also polaritätsunabhängig arbeiten.

5. Die Decoder müssen beim Anlegen einer negativen Gleichspannung am 3-Leitergleis mit einem Abbremsen der Lokomotive reagieren (Bremsabschnitt vor einem Signal).

6. Die Decoder dürfen durch einen in abgeschalteten Gleisabschnitten eingebauten Widerstand (1,5 KOhm zwischen Digitalspannung und abgeschaltetem Gleisabschnitt) nicht in Funktion beeinträchtigt werden.

7. Die Fahrzeugdecoder müssen Analog mit einem Wechselspannungstransformator und 24 V~ Umschaltimpuls betrieben werden können. Die Umschaltung der Stromart (Digital oder Analog)kann automatisch oder per Programmierbefehl erfolgen.

8. Leitungsfarben:
rot = Schleifer
braun = Räder
grün = Motor
blau = Motor
gelb = Licht
grau = Licht
schwarz= Rückleiter für Licht (kann entfallen)

Fahrzeugdecoder im NMRA DCC-Format müssen der NMRA DCC-Norm entsprechen. 1.)

Mehrformat-Fahrzeugdecoder
Die Decoder dürfen nur auf eine Digitaladresse in beiden Datenformaten reagieren. Sie müssen die unter Ziffer 1 bis 8 beschriebenen Eigenschaften erfüllen.

Stationäre Decoder
Diese Decoder müssen das Motorola-Format und/oder das NMRA DCC-Format verstehen. Die Ausgänge dürfen nur kurzzeitig (< 2s) schalten und müssen gegen einen ausgangsseitigen Kurzschluss gesichert sein.
Decoder die Modellbahnartikel mit einem Dauerstrom betreiben (Beleuchtung, Lichtsignale) müssen einen potentialfreien Schaltkontakt besitzen oder müssen in der Lage sein Verbraucher zu schalten, deren gemeinsamer Pol der Pluspol der Versorgungsspannung ist und die durch einen Schalter gegen den Minuspol der Versorgungsspannung geschaltet werden.
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Wie funktioniert ein Weichendecoder ?
Eigentlich müsste man sagen "Wie funktioniert ein Magnetartikeldecoder". Denn mit diesen Decodertyp können natürlich auch andere Magnetartikel wie Signale, Schranken etc. gesteuert bzw geschaltet werden.

Bei einer analogen Anlage werden Weichen und Signale - also Magnetartikel - geschaltet, indem eines der Anschlusskabel über ein Stellpult (Impulsstellpult) kurzzeitig mit der Masse verbunden wird.

Im Digitalsystem erfolgt der Schaltvorgang mit einem sog. Keyboard (Märklin-Delta-System) oder bei anderen Digitalsystemen über eine Zentralstation (z.B. Uhlenbrock). Wenn die entsprechende Eingabe der Nummer der Weiche erfolgt, schaltet der richtige Magnetartikel auf der Anlage um. Wenn die Zentraleinheit eine Rückmeldung besitzt so wird der erfolgreich durchgeführte Schaltvorgang an der Zentrale angezeigt.

Die Frage ist nun, wie die Informationen im Digital-System bis zum gewünschten Magnetartikel gelangen.

Die Informationen gelangen von der Zentralstation - wie beim Lokdecoder auch - an die Weichendecoder. Der Weichendecoder decodiert die Information (z.B. die Weiche 12 soll geschaltet werden - und löst den Schaltvorgang an die Weiche aus.

Es gibt somit beim Schaltvorgang keine Unterscheidung von "Digital-Magnetartikeln" und analogen Magnetartikeln. Die analogen Weichen und Signale werden einfach über einen vorgeschalteten Decoder angeschlossen und gesteuert.

Sehen wir uns den Schaltvorgang beim Märklin-Delta-System genauer an.

Das KEYBOARD ist das Standard-Stellpult im Märklin-Digital- System. Es besitzt 16 Tastenpaare zum Schalten der Magnetartikel. Somit erfüllt es die gleichen Aufgaben wie vier analoge Märklin-Stellpulte, aber es hat noch weitere Funktionen

Wenn auf die gewünschte Taste am Keyboard gedrückt wird, schaltet der richtige Magnetartikel auf der Anlage um. Als Rückmeldung über den Schaltzustand leuchtet am Keyboard zwischen dem Tastenpaar eine rote Leuchtdiode auf oder erlischt.

Im Märklin-Delta-System können bis zu 256 Magnetartikel unabhängig voneinander gesteuert werden. Dazu wird jeder Weiche und jedem Signal eine Magnetartikel-Adresse zugeordnet, ähnlich wie die Lokadresse bei den Lokomotiven. Die Auswertung der Adressen erfolgt hier über den Weichendecoder.

Da ein Keyboard 16 Tastenpaare hat, aber bis zu 256 Magnetartikel unabhängig gesteuert werden können, können im Digital-System bis zu 16 Keyboards angeschlossen werden. An jedem dieser Keyboards wird über einen vierpoligen Codierschalter eine andere Keyboard-Adresse eingestellt.

Ablauf beim Schalten eines Magnetartikels

-    Der Bediener drückt eine bestimmte Taste an einem Keyboard. Der Mikroprozessor in jedem Keyboard rechnet aus der eingestellten Keyboard-Adresse und der Tastennummer die zugehörige Decoder-Adresse aus. Diese Decoder-Adresse und die Information, welcher Decoder-Ausgang eingeschaltet werden soll, wird vom Keyboard in eine 0-, 1-Zahlenfolge umgewandelt und an die Zentraleinheit weitergeleitet.

-    Die Zentraleinheit kann immer nur eine Magnetartikelinformation zur gleichen Zeit bearbeiten. Sie wandelt die Magnetartikelinformation aus dem Stellpult ins Motorola-Format um (bei anderen Digitalsystemen in das DCC-Format), ordnet sie in den Wiederholungszyklus der Lokinformationen ein, verstärkt die Digital-Signale und gibt sie an ihren Ausgang. Von hier gehen die Informationen zum Gleis und zu den über Kabel angeschlossenen Magnetartikel-Decodern.

-    Danach sendet die Zentrale eine Bestätigungsmeldung an die Stellpulte zurück. Daraufhin schaltet das zuständige Keyboard die zugehörige Leuchtdiode ein oder aus. Prinzipiell sind die Digital-Daten für Lokomotiven und Magnetartikel gleich aufgebaut. Damit sie sich nicht gegenseitig stören können, werden sie mit unterschiedlichen Frequenzen übertragen.

-    Alle angeschlossenen Magnetartikel-Decoder vergleichen laufend die Adressen aller empfangenen Informationen mit ihrer eingestellten Adresse. Nur wenn beide übereinstimmen, werten sie den nachfolgenden Datenteil aus und schalten den zugehörigen Ausgang durch. Dabei wird das angeschlossene blaue Kabel mit Masse verbunden, und der Magnetartikel schaltet.

Da Magnetartikel nicht mit Dauerstrom betrieben werden dürfen, sondern nur einen kurzen Umschaltimpuls brauchen, schickt das Keyboard einen Abschaltbefehl an die Zentrale, sobald der Bediener die gedrückte Taste wieder loslässt. Dieser Abschaltbefehl wird auf die gleiche Weise behandelt wie der Schaltbefehl.

Erst nach dem Abschaltbefehl kann die Zentrale den nächsten Befehl für einen Magnetartikel annehmen, damit das Digital-System immer nur mit dem Schaltstrom für einen einzigen Magnetartikel belastet wird.

Neben dem Märklin-Standard-Magnetartikeldecoder k83 mit vier Ausgängen gibt es seit einiger Zeit auch einen Märklin-Einbaudecoder k73. Die Platine ist zum direkten Einbau in Weichen der M-Gleise vorgesehen; der Decoder hat daher nur einen Ausgang. Mit etwas Geschick kann er aber auch für Signale oder andere Magnetartikel verwendet werden. Seine Digital-Informationen erhält der Einbaudecoder direkt über das Gleis. Es sind dann also keine Kabelanschlüsse mehr für einen solchen Magnetartikel erforderlich.

Die wichtigsten Aufgaben der Geräte beim Schalten von Magnetartikeln mit dem Delta-System:

Das Digital-Stellpult: Gedrückte Taste erfassen, in eine serielle Digital-Information umwandeln und an die Zentrale weiterleiten; Anzeigen ansteuern.

Zentraleinheit:
Sortieren, Umwandeln der Stellpult-Informationen ins Motorola-Format, Einfügen in den Wiederholungszyklus der Lokdaten; mit der Versorgungsspannung verknüpfen und ans Gleis weiterleiten. Außerdem Schutz vor Überlastung und Kurzschluss.

Magnetartikel-Decoder:
Empfangene und eingestellte Adresse vergleichen; wenn gleich, Decoder-Ausgang und Schaltrichtung auswerten; Gleichrichten des Digital-Signals, Schalttransistor (k73, k83) oder Relais (k84) ansteuern.

Info-Bild

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digitale Dauerbeleuchtung?
Im Digital-System können nicht nur Lokdecoder und Weichendecoder geschaltet werden. Es können auch Dauerströme wie Beleuchtungen oder Motoren ein- und ausgeschaltet werden. Dafür kann der Märklin-Decoder k84 eingesetzt werden. Der Ablauf ist der gleiche wie bei der Magnetartikelschaltung. Allerdings gibt es hier keinen Abschaltbefehl, da die z.B. Beleuchtung ja permanet sein. Eingesetzt werden die bei der Weichensteuerung bekannten Decoder.
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Eine Fahrstraße ist die Summe von Schaltvorgängen mehrerer Magnetartikel, die einen Zug veranlassen, einen bestimmten Weg durch ein Gleisfeld zu nehmen und vor denkbaren Kollisionskursen anderer Züge zu schützen. Wichtig für die Einrichtung von Schattenbahnhöfen. Kann mit dem Memory programmiert werden.

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SX-Bus
Der SELECTRIX Bus verbindet alle SELECTRIX Komponenten, außer den Power-Packs und den Lokdecodern, miteinander. Er wird in der SELECTRIX Zentrale erzeugt und dient zur Datenübertragung zwischen der Zentrale und den anderen SELECTRIX Geräten. Er besteht aus einem Kabel mit 5 Drähten, welches auf beiden Seiten 5-polige DIN- Stecker hat. Bei den Handreglern ist nur eine Seite steckbar. Die SELECTRIX Geräte werden parallel an den Bus angeschlossen. Die 5 Drähte des SELECTRIX Busses werden verwendet für:

- 1 = Takt
- 2 = Masse
- 3 = + 20 Volt
- 4 = Lesen
- 5 = Schreiben (Stift kürzen!)

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Lichtstrom ist mit gelben Kabeln für die Zu- und braunen Kabeln für die Rückführung versehen. Er dient im Gegensatz zum Bahnstrom zur Versorgung von Beleuchtungsartikeln oder stationären Motoren, zum Beispiel im Drehkran. Kann auch auf einer Digitalanlage separat außerhalb der digitalen Versorgung angelegt werden, um den Strom des Digital-Transformers der Zentraleinheit und den Steuergeräten sowie den Triebfahrzeugen vorzubehalten. Auf kleineren Anlagen kann der Lichtstrom aber auch dem Digital-Transformator entnommen werden.

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Das Rückmeldemodul auch "Encoder" genannt ist für Schaltimpulse, die von Kontaktschienen, Schaltgleisen oder Schutzgas-Rohrkontakten (Reed-Kontakten) in das Digital-System gespeist werden zuständig. Es dient in Verbindung zur automatischen oder teilautomatischen Schaltung von Fahrstraßen oder Blockstrecken durch Züge.

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Der Translator kann zwei verschiedene Funktionen ausführen:
1: Für das "alte" SELECTRIX System aus dem 90iger Jahren werden keine Power-Booster mehr gefertigt. Die neuen Power-Packs passen aber nicht an das alte System. Um diese Lücke zu schließen, setzt man den Translator ein. Er verbindet die alte Zentraleinheit mit den neuen Power-Packs, indem er den Px Bus für die Power-Packs erzeugt.
2: 104 Adressen sind ja für große Anlagen nicht gerade viel. Zu diesem Zweck verdoppelt der Translator den Adressbereich. Er erzeugt gewissermaßen einen neuen SELECTRIX Bus. So kann der erste Bus komplett zum Ansteuern von Loks verwendet werden, der zweite, neue Bus zum Ansteuern von Weichen / Signalen / Blockstrecken.
Dabei ist zu erwähnen, daß der neue Bus syncron zum ersten Bus läuft. Dies wird vor allem für Belegtmelder benötigt.

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Die Zentraleinheit ist das Herzstück einer Digital-Anlage. Die Benutzeroberfläche kann mit einem Fahrpult gekoppelt sein, an dem Geschwindigkeit, Fahrtrichtung und Zusatzfunktionen geschaltet werden können.
Die Zentraleinheit wird von einem Transformator mit Strom versorgt, von ihr gehen die Informationen aus, die die Verbraucher auf der Anlage benötigen. Die erste Version der Märklin Digital-Zentraleinheit, Central Unit (6020), hatte noch keine Bedienungsoberfläche. Um sie zu nutzen, musste zusätzlich ein Fahrpult erworben werden.

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Funktionsmodelle. Stationäre Modelle, die an das Digitalsystem angeschlossen sind und mit verschiedenen Funktionen die Modellbahnanlage beleben und den Spielwert erhöhen, wie Drehkran, Drehscheibe, Schiebebühne.

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Funktionswagen
Es handelt sich hier um einen Modellbahnwagen, aber ohne Antrieb mit zahlreichen digital steuerbaren Funktionen. Märklin hat z.B. bisher zwei solche Funktionswagen in jeweils einmaliger Auflage realisiert. Einer ist ein "Gesellschaftswagen" der Deutschen Bundesbahn, in dem sich tanzende Paare auf Knopfdruck zu verschiedenen Musikstücken drehen, die ebenfalls per Tastendruck ausgewählt werden können. Der andere ist ein Panoramawagen nach dem Vorbild der ehemaligen "Rheingold"-Aussichtswagen, unter dessen Kuppel ein Kellner die Fahrgäste am Tisch bedient. Die Bewegungen des Kellners sowie die Tisch- und Deckenbeleuchtung sind digital schaltbar.

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Sog. digitale Schnittstellen sind für den einfachen Einbau der Lokdecoder entstanden. Sie bestehen im allgemeinen aus Stiften/Buchsen, die einfach zusammengesteckt werden. Folgende Fahrzeugschnittstellen sind von der NMRA bzw. MOROP genormt:

\|nem652 M-Schnittstelle	\| 8-polig	\| meist für H0	\| NMRA # RP.9.1.1	\| NEM # 652 \|
\| nem651 S-Schnittstelle	\| 6-polig	\| meist für N und TT	\| NMRA # RP.9.1.1	\| NEM # 651 \|

Im Auslieferungszustand sind in den Schnittstellen kleine Platinen eingesteckt, die die Verbindungen für den normalen Gleichstrombetrieb herstellen. Um eine Lok zu 'digitalisieren', wird diese Platine entfernt, und der Decoder dafür angesteckt.

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Dies ist der POWER Bus des Selectrix-Systems. Über ihn sendet die Zentraleinheit Steuerinformation zu den Power-Packs, die diese Information verstärken und für mehr Fahrenergie am Gleis sorgen.

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In Fahrzeugen mit Schnittstelle ist dies ohne weiteres möglich. Bei Fahrzeugen ohne Schnittstelle muss der Decoder manuell eingebaut werden. Dabei muss zuerst ein Platz für den Decoder gefunden werden. Dies ist ab Spur H0 und aufwärts im Normalfall kein Problem. Bei Z und N kann es schon schwieriger werden. Ist ein Platz gefunden, muss die Lok neu verdrahtet werden. Zu diesem Zweck liegt jedem Decoder eine Einbauanleitung bei. Für Lokdecoder, die selbst eingebaut werden, können keine Garantieansprüche beim Hersteller geltend gemacht werden.

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Lokdecoder selbst einbauen
Bei fest gekuppelten Fahrzeugen werden die Lampen im Steuerwagen parallel gekreuzt zum Motorwagen angeschlossen (weiße Lampe Motorwagen -> roten Lampe Steuerwagen, rote Lampe Motorwagen -> weiße Lampe Steuerwagen). Hierbei muss beachtet werden, dass der Gesamtstrom pro Decoderanschluss 300 Milliampere nicht übersteigen darf. Übersteigt der Gesamtstrom die 300mA, so ist ein Transistor zur Stromverstärkung dazwischen zu schalten. Bei lose gekoppelten Fahrzeugen ist, um einen realistischen Lichtwechsel zu erhalten, in den Steuerwagen ein Lichtdecoder einzubauen.

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Ein PTC ist eine Art Widerstand, der bei Temperaturanstieg seinen Widerstandwert erhöht. Dies kann man ausnützen, um z.B. eine Art Sicherung, die sich selbst wieder zurücksetzt, zu erhalten. Bei einem Anstieg des Stromes z.B. bei einem Kurzschluss, wird die Temperatur im PTC auch ansteigen. Der Widerstand des PTC's erhöht sich dadurch so stark, dass der Strom wieder absinkt. Wird die Ursache für den Kurzschluss beseitigt, kühlt der PTC wieder ab und arbeitet wieder ganz normal. Es lässt sich allerdings nicht jeder PTC für einen solchen Einsatz verwenden.

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Gleisspannung
Man sollte die Bedienungsanleitung der Zentraleinheit (bei Digitalbetrieb) schon genau durchlesen, die besagt, dass maximal 18 Volt Wechselspannung angeschlossen werden darf. Wird dieser Wert überschritten, kann dies zur Zerstörung der Lokdecoder führen.

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Um eine Digitalanlage aufzubauen werden mind. folgende Einheiten benötigt
- Zentraleinheit (mit Fahrtregler, Booster, Zentralelektronik)
- Lokdecoder (für jede Lok)
Für all diejenigen, die ein Analogsystem besitzen und auf das Digitalsystem umsteigen wollen, kann der Umstieg auch schrittweise erfolgen. Es gibt Hersteller, die Steuerungsysteme entwickelt haben, die analoge Gleichstromanlagen mit mehreren Stromkreisen steuern. Der Umstieg in die digitale Welt ist damit ¨vorprogrammiert¨.
Das Steuerungssystem kann aber auch digitalisierte Anlagen steuern. In der Regel bestehen diese Systeme aus einem :
- Fahrtregler mit digitaler Ausstattung
und
- einem Booster.

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Mindestausstattung für digitales Schalten
Sehen wir uns das mal bei Märklin an

Die Grundvoraussetzungen sind ähnlich wie beim Digital Fahren:
Grundbaustein einer Digital-Anlage ist immer die Zentraleinheit mit einem Versorgungstransformator. An die Zentraleinheit wird mindestens ein Digital-Stellpult angeschlossen.
Das Standard-Stellpult im Digital-System ist das KEYBOARD. Es enthält 16 Tastenpaare, somit kann man mit einem KEYBOARD bis zu 16 Magnetartikel schalten. Jeweils vier Tastenpaare eines KEYBOARDs sind je einem Decoder k 83 oder k 84 zugeordnet.
Ein KEYBOARD mit vier Decodern k83 entspricht also vier konventionellen Stellpulten 7072. Mit dem KEYBOARD können aber auch Decoder k 84 angesteuert werden.
Der Decoder k 84 wird zum Ein- und Ausschalten von Beleuchtungen, Motoren oder abschaltbaren Gleisabschnitten verwendet. Vier Tastenpaare des KEYBOARDs und ein k 84 entsprechen in der Funktionsweise dem konventionellen Schaltpult 7211.
Neben dem KEYBOARD gibt es weitere Digital-Stellpulte, durch die das Digital Schalten erst so richtig komfortabel wird:
Mit dem SWITCHBOARD kann recht einfach ein digitales Gleisbildstellwerk aufgebaut werden. Auf einem Gleisbildstellwerk ist der Verlauf der Gleise zu sehen, und jeder Weiche und jedem Signal sind direkt die dazugehörenden Stelltasten und Anzeigelampen zugeordnet. Oft ist zusätzlich noch eine Positionsanzeige für die Züge eingebaut. Somit können die Züge z. B. in einem Bahnhofsbereich viel direkter und leichter gesteuert werden.
Das MEMORY ist ein universelles "Fahrstraßen-Stellpult". Eine Fahrstraße ist eine Abfolge von Schaltbefehlen für Magnetartikel. Einmal eingegeben, wird eine ganze Fahrstraße mit einem Knopfdruck automatisch geschaltet.
Doch die Möglichkeiten des MEMORY sind noch weitaus vielfältiger. Das INTERFACE ist das Verbindungsglied zwischen der Modellbahnanlage und einem Computer. Für alle gängigen Computertypen sind komfortable Programme erhältlich, mit denen alle Schaltvorgänge und auf Wunsch auch das Digital Fahren teilautomatisch oder vollautomatisch vom Computer gesteuert werden können. Auch die automatische Steuerung von Teilbereichen der Anlage ist natürlich möglich. Für "Selbstprogrammierer" ist das INTERFACE die Verknüpfung zwischen den beiden Hobbys Computer und Modelleisenbahn.

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Digitale Schnittstellen
Die folgenden Schaltbilder stammen von Herrn Sailer.
Homepage:www.1zu160.net
Bild NEM 651
nem651

Bild NEM 652
nem652

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Schaltungen bei Digitalschnittstellen bzw Digitaldecoder
Nebenstehend seht ihr die Anschlüsse eines Decoder mit Buchse an an eine Digitalschnittstelle (Bild 1) und den Anschluss eines Decoders ohne Buchse (Bild 2).

Bild 1

Bild 2

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Alte Loks mit Digitaldecoder versehen
Im Prinzip ja. Jede Lok, deren Motoranschlüsse "massefrei" gemacht werden können, kann mit einem Decoder versehen werden. Dabei bedeutet 'massefreie Motoranschlüsse', dass die Anschlüsse zu den Motorbürsten keine leitende Verbindung zum Motor/Lokgehäuse/Schiene haben dürfen.

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Beleuchtung bei digitalen Loks
Bei konventionellen Lokomotiven ist die Helligkeit der Beleuchtung abhängig von der eingestellten Fahrgeschwindigkeit. Bei schneller Fahrt leuchtet sie heller, bei stehender Lok erlischt auch die Beleuchtung.

Bei Digital-Loks kann die Beleuchtung (man spricht auch von Zusatzfunktion) über das Digitalfahrpult ferngesteuert ein- und ausgeschaltet werden.
Eingeschaltet leuchtet sie mit gleichbleibender Helligkeit, völlig unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit. Auch wenn die die Lok steht leuchten die Lampen.

Der Grund liegt darin, dass die Fahrgeschwindigkeit bei Digitalbetrieb nicht über die Höhe der Spannung am Gleis gesteuert wird. Die Digital-Spannung setzt sich nur aus den beiden Werten +22 V und -22 V zusammen.
Solange die Zentraleinheit keine Digitalinformationen zum Gleis schickt, liegt der Ruhepegel bei -22 V. Werden Informationen übertragen, wechselt die Spannung zwischen -22 V und +22V.
Der Strom für die Beleuchtung der Loks oder für die Zusatzfunktion wird aus dem negativen Anteil der Digital-Spannung gewonnen. Dieser überwiegt immer den positiven Anteil.
Daher kann die Beleuchtung bei jeder Fahrgeschwindigkeit und auch im Stand weiterleuchten. Allerdings ist die Helligkeit leicht abhängig vom gerade ablaufenden Datenverkehr über das Gleis. Dies kann sich manchmal durch ein leichtes Flackern der Beleuchtung bemerkbar machen.

Fazit:
Die Spannung im Digital-System ist unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit der Lokomotiven. Zu jedem Zeitpunkt ist immer ein Mittelwert von ca. 20 Volt vorhanden, der zur Versorgung des Motors genutzt wird. Die Beleuchtung und andere Zusatzfunktionen werden aus dem negativen Anteil der Digital-Spannung versorgt (=Einweggleichrichtung).
Falls mit der Intellibox von Uhlenbrock das Motorola und das DCC Datenformat gleichzeitig benutzt wird, dann kann mit Hilfe einer Veränderung der Sonderoption 901 eine Verbesserung erzielt werden. Der Wert der Sonderoption 901 kann zur Reduzierung des Flackerns zwischen 2 und 4 variiert werden. (Werkseinstellung: SO 901 = 1) Falls nur das Motorola Datenformat (Märklin) verwendet wird, ist folgendes festzustellen:

Das Lichtflackern tritt dadurch auf, dass die Lampen in den Lokomotiven mit einem Anschluss mit dem Chassis der Lok und mit dem andern Anschluss mit Decoder verbunden sind.
Es ergibt sich durch diese Verdrahtung eine pulsierende Gleichspannung, mit der die Lampen versorgt werden.
Im Falle des Motorola Datenformats führt dies zum Flackern der Lampen. Das Problem kann nun durch zwei Maßnahmen beseitigt werden.

1. Im gemischten Betrieb von DCC und Motorola kann das DCC Signal so verändert werden, dass das Lichtflackern nicht mehr in Erscheinung tritt. Hierzu kann die Sonderoption 901 auf die Werte 2 bis 4 einstellt werden, jenach Intensität des Flackerns. Sonderoption 901 = 2 .. 4

2. Durch Verwendung von 19V Lampen und einer Umverdrahtung der Lokbeleuchtung unter Verwendung von zwei Dioden kann das Flackern auch bei ausschließlichem Motorolabetrieb beseitigt werden. Die Umverdrahtung sieht folgendermaßen aus:
Verdrahtungsbild

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Registerprogrammierung
Hinweis
Beachte immer die Bedienungsanleitung Deines Decoders, bevor die nachstehende Liste verwendet wird.
Es können immer einige Register oder CV's bei Decoder nicht vorhanden sein, oder eine andere Bedeutung haben.

Technische Info * Ältere DCC Decoder werden über sogenannte Register programmiert. (Intellibox Menü: "Register-Prog.")
Bedeutung der wichtigsten Register:
Reg. 1 = Adresse
Reg. 2 = Mindestanfahrspannung
Reg. 3 = Anfahrverzögerung
Reg. 4 = Bremsverzögerung

ACHTUNG: Bei älteren Dekodern niemals einen Wert größer als 99 in ein Register programmieren! Dies könnte den Decoder zerstören. (Siehe auch Intellibox Handbuch, Seite 50)

* Neuere DCC Decoder werden über sogenannte CV's (Konfigurationsvariabe) programmiert.(Intellibox Menü: "CV-Prog.")
Bedeutung der wichtigsten CV's:
CV 1 = Adresse
CV 2 = Mindestanfahrspannung
CV 3 = Anfahrverzögerung
CV 4 = Bremsverzögerung
CV 17 + CV 18 = lange Adresse 128-9999 (wird automatisch vom Menü "lange Adressen" prog.)
CV 29 = Konfigurationsregister
Die einzelnen Bits im Konfigutationsregister haben folgende Bedeutung:
Bit 0 = 0 -> Fahrtrichtung normal (Lok fährt vorwärts, wenn der Fahrtrichtungspfeil im Display nach oben zeigt.)
Bit 0 = 1 -> Fahrtrichtung vertauscht (Lok fährt rückwärts, wenn der Fahrtrichtungspfeil im Display nach oben zeigt.)
Bit 1 = 0 -> Betrieb des Decoder mit 14 oder 27 Fahrstufen
Bit 1 = 1 -> Betrieb des Decoder mit 28 oder 128 Fahrstufen
Bit 2 = 0 -> Lok fährt nur im digitalen Betrieb
Bit 2 = 1 -> Lok fährt im digitalen und im konventionellen Betrieb
Bit 3 = 0 -> sollte immer Null beinhalten
Bit 4 = 0 -> Es wird keine Motorkennlinie verwendet.
Bit 4 = 1 -> Es wird eine Motorkennlinie verwendet.
Bit 5 = 0 -> Die (kurze) Adresse aus CV#1 wird benutzt.
Bit 5 = 1 -> Die lange Adresse aus CV#17 und #18 wird benutzt.
Bit 6 = 0 -> sollte immer Null beinhalten
Bit 7 = 0 -> sollte immer Null beinhalten

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Ja, in dem man sich eine Platine mit Schnittstelle, Motor und Lampen selber zusammenbaut.

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Bremsdioden
Da gibt es zum einen das Problem, dass bei Zügen die Lok im Bremsbereich über der Diode abbremsen möchte, aber immer wieder Wagen mit metallischen Rädern die über die Trennstelle fahren, der Lok das normale Digitalsignal zukommen lassen. Dadurch meint der Decoder, er soll wieder auf die aktuelle Fahrstufe beschleunigen. Zum Anderen kann es bei Loks mit Glockenanker/Faulhabermotoren vorkommen, dass diese nicht ganz zum Stillstand kommen.

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Bremsdioden einbauen Dies ist abhängig von mehreren Faktoren. So ist das z.B. abhängig, auf welcher Schienenseite die Unterbrechung ist und wie der Lokdecoder mit den Stromabnehmer verbunden ist. Es gibt hierfür zwar Normen, die aber von einigen Firmen nicht eingehalten werden.

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Eignung bei den Bremsdioden
Alle schnellen Schottky Dioden, die auch den entsprechenden Strom 'verkraften' können, wie z.B. die BYT03-200, die hat 3 Ampere, 200 Volt und vor allem < 50nS Erholungszeit.

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Die folgenden Decoderparameter können programmiert werden:

Loknummer	2-stellig	00 bis 99
Geschwindigkeit	1-stellig	0 bis 7, 0 = Gleichstrom, 1 = langsam, ... , 7 = schnell
Beschleunigung	1-stellig	1 bis 7, 1 = keine Verzögerung, ... 7 = große Verzögerung
Motorimpuls	1-stellig	1 bis 4, 1 = kurzer Impuls, .. , 4 = langer Impuls
Dioden-Bremsverhalten	1-stellig	1 bis 2, 1 = abbremsen bis 0, 2 = abbremsen bis Fahrstufe 3

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Welchen Decoder für welche Baugrößen
Dies hängt von drei Faktoren ab.
1. Größe des Fahrzeuges. So kann der 66832 Decoder kaum in eine Z-Lok eingebaut werden.
2. Stromaufnahme des Motors (500mA oder 1.2Ampere).
3. Der Decoderpreis (der 'große' ist preiswerter als der 'kleine'). Man versucht zuerst den 'grossen' Decoder (66832 oder 66833) unterzubringen, da er preiwerter und stromtärker ist, als der 'kleine' (66830). Wenn dies aus Platzgründen nicht geht, muss man sich für den kleinen Decoder entscheiden, vorausgesetzt, der Motorstrom übersteigt nicht 500mA. Einige H0 Loks nehmen weniger als 500mA Motorstrom auf. Natürlich sollte man den kleinen Decoder auch dann einbauen, wenn man für den großen zu viel Gewicht in der Lok entfernen müsste und die Lok dadurch an Zugkraft verlieren würde.

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Tabelle Lokdecoder
Tabelle "Lokdecoder" - Vergleich alt/neu

Lokdecoder	Alt	Alt	Neu	Neu	Neu
Artikelnummer:	66825	66826	66830	66832	66833
Motorstrom:	300mA	1,2A	500mA	1,2 A	1,2A
Für Schnittstelle:	-	-	nem651 - S -	-	nem652 -M -
Lichtausgang:	2x, je 100mA	2x, je 100mA	2x, je 300mA	2x, je 300mA	2x, je 300mA
Zusatzfunktion:	-	1x, 100mA	-	1x, 300mA	1x, 300mA
Elektronisch Programmierbar:	-	-	Ja	Ja	Ja
Größe LxBxH in mm:	14 x 9 x 2,5	29 x 13 x 2,5	14 x 9 x 2,5	36,5 x 13 x 3	36,5 x 13 x 3
Externer Kondensator:	Ja	Ja	-	-	-
Fahrstufen:	31	31	31	31	31
Motorregelung über Soll-Ist-Wert:	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja
Signalbremse:	-	-	Ja	Ja	Ja
Adressbereich:	0 bis 111	0 bis 111	0 bis 99	0 bis 99	0 bis 99
Gleichstrombetrieb:	-	-	Ja, programmierbar	Ja, programmierbar	Ja, programmierbar

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Die wichtigsten Digitalprotokolle (Digitaldecoderformen) am Modellbahnmarkt.
a) Selectrix (Sx)
Ist ein Digitalsystem, an dem die Firma Trix bis in die 90iger-Jahre die Exklusivrechte hatte. Es zeichnet sich durch eine hohe Übertragungssicherheit, sehr kleinen Decodern und einem genormte Bussystem zwischen den einzelnen Elementen des Systems aus. Das System unterstützt bis zu 112 Adressen, die frei verfügbar sind, wobei pro Adresse eine Lok gesteuert (mit 31 Fahrstufen), oder 8 Funktionen gesteuert werden können (Weichen, Rückmeldungen etc.).
Pro Lokdecoder werden zwei Zusatzfunktionen (Licht und Horn) unterstützt.
Selectrix-Komponenten sind von den Firmen Trix, MÜT, Doehler & Haass, Rautenhaus, Viessman und CT-Electronic erhältlich.
Detailiertere Informationen gibt es unter Selectrix-Allgemeines.

b) DCC nach NMRA (Digital Command Control nach National Model Railraod Association)
Das jüngste aller Digitalsysteme etablierte sich innerhalb kürzester Zeit. Das Digitalsignal ist durch die NMRA standardisiert und vom Leistungsumfang äußerst großzügig bemessen, wodurch es derzeit das leistungsstärkste System ist. Man kann theoretisch 10239 Lokomotiven mit derzeit bis zu 12 Zusatzfuktionen plus Licht mit bis zu 128 Fahrstufen und maximal 2048 Magnetartikel steuern.
Beim DCC-System ist lediglich das Datensignal standardisiert, jedoch nicht die Bussysteme die die Verbindung zwischen den einzelnen Komponenten herstellen, wodurch viele Hersteller einen eigenen Verbindungsbus entwickelt haben. Das DCC-System wird von vielen Herstellern unterstützt, darunter unter anderem von Fleischmann, Lenz, Uhlenbrock, Zimo, Roco, Arnold, Viessmann, Brawa, ESU, Kühn, Digitrax, HAG...

c) FMZ - Fleischmann-Mehrzug-Steuerung
Digitalsystem aus den 80er Jahren der Firma Fleischmann. Es erlaubt Adressen von 1 bis 119, wobei max. 8 Lokomotiven direkt angesteuert werden können und max. 32 Loks insgesamt gesteuert werden können - d.h. dass sie mit einer voreingestellten Geschwindigkeit fahren, jedoch ohne direkten Zugriff. Unterstützt werden 15 Fahrstufen. Zusätzlich kann eine analoge Lok im Digitalkreis gesteuert werden. Durch Unterteilen in zwei Kreise können auch zwei Analogloks gesteuert werden. Magnetartikel können gesteuert werden, Weichenstraßen gestellt und ein Computer über eine Schnittstelle eingebunden werden. Im Jahr 2000 wurde mit dem TwinCenter auch bei Fleischmann DCC als neues Digitalformat eingeführt und beide Systeme laufen parallel und sind bedingt untereinander kombinierbar. Die Zukunft wird jedoch klar DCC gehören, dass mit kleineren Decodern und größerem Leistungsumfang punkten kann.

d) mfx - Märklin Systems (26.11.2004)
Ein neues Digitalsystem, dass im Jahr 2004 vorgestellt wurde und bei Märklin das in die Jahre gekommene Märklin-Motorola-Format ablöst.
mfx wurde von ESU entwickelt und ist auf möglichst einfache Handhabung ausgelegt:
Jeder Lokdecoder meldet sich selbstständig am System an bekommt eine dynamische Adresse zugesprochen - auf dem Display der Zentrale erscheint nur der passende Lokname.
Die Programmierung von weiteren Parametern erfolgt nicht über ein eigenes Programmiergleis sondern ist während des laufenden Betriebes möglich. Dies ist durch die integrierte Rückmeldung möglich, die auch viele weitere Möglichkeiten eröffnet, vor allem im Bereich der Automatisierung und der Computersteuerung. Die Eckdaten des Systems sind 16384 ansprechbare Lokadressen (werden dynamisch vergeben und bleiben dem Benutzer verborgen) mit jeweils 128 Fahrstufen und 16 Sonderfunktionen. Bisher wird das System nur für Märklin angeboten - ob es auch für Trix (und eventuell Minitrix) portiert wird ist zur Zeit noch nicht bestätigt aber anzunehmen.

e) MM - Märklin Motorola Format
Einfaches und relativ eingeschränktes Digitalformat, das für Spur N lediglich als Magnetartikelsteuerung in Verbindung mit einer Multiprotokollsteuerung interessant ist, da es relativ preiswerte Schalt- und Funktionsdecoder gibt die einfach nachzubauen sind.

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Unter dem Begriff Interface versteht man eine Schnittstelle (englisch „Grenzfläche“). Das Interface ist der Teil eines Computersystems, der für die Kommunikation zuständig ist. Der Begriff stammt ursprünglich aus der Naturwissenschaft und bezeichnet die physikalische Phasengrenze zweier Zustände eines Mediums.
Der Austausch von Informationen erfolgt in Form von physikalischen (z.B. Elektrische Spannung, Stromstärke) oder logischen Größen (Daten) und kann analog (z. B. Mikrofon an einer Soundkarte) oder digital (z.B. Parallelschnittstelle des PC) erfolgen.

Man unterscheidet:
Datenschnittstelle (data interface) - Schnittstellen zur Datenübermittlung im allgemeinen
Allgemeine Schnittstelle (common interface)
Maschinenschnittstelle - Schnittstellen zwischen physischen Systemen
Hardwareschnittstelle (hardware interface) - Schnittstellen zwischen physischen Systemen der Computertechnik
Netzwerkschnittstelle (network interface) - Schnittstellen zwischen Netzwerkkomponenten
Softwareschnittstelle (software interface) - Schnittstellen zwischen Programmen
Benutzerschnittstelle (user interface) - Schnittstellen zwischen Mensch und Gerät

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Analoge Lok auch auf einer Digitalstrecke
Ja und nein. Die meisten Digitaldecoder lassen eine analoge Lok nicht auf dem Digitalgleis fahren.
Ausnahmen gibt es z.B. bei Märklin-Delta
Die Lok auf Adresse "00".

Aber Achtung, nicht alle Loks können die ständige Wechselspannung vertragen. Manche Motoren werden heiss und können Schaden nehmen. Das sollte vorher geprüft werden (man kann die Lok meist sogar "pfeifen" hören). Auf keinen Fall die Lok ohne Test stundenlang auf dem digital gespeisten Gleis stehen lassen

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Endabschaltung bei Weichen
K-Weichen und C-Weichen von Märklin besitzen z.B. eine Endabschaltung. Märklin-M-Weichen haben keine Endabschlatung. Die Endabschaltung bewirkt, dass sich der Weichenantrieb auch während des Schaltens die Spannung abschaltet.
Der Vorteil:
Dadurch kann die Weiche z.B. mit Dauerstrom betreiben, ohne das der Antrieb kaputt geht.
Allerdings machen diese Endabschaltungen auch eine menge Ärger.
Erstes Problem:
Der Schalter trennt einen induktiven Kreis (der Antrieb ist ja eine Spule), und wenn eine Spule abschaltet wird, entstehen hohe Spannungen. Daher verschmort der relativ kleine Schalter bei jedem Schaltvorgang ein bisschen und wird so langsam getötet.
Zweites Problem
Der Schalter benötigt zur Betätigung einiges an Kraft, und die fehlt dann der Weiche. Der Antrieb arbeitet also "schwächer" als ohne den Schalter.
Drittes Problem
Dies liegt im Prinzip der "Selbst-Terminierung". Ein Schalter unterbricht den Stromkreis, der wiederum den Schalter betätigt. Spricht der Schalter zu früh an, liegt die Weiche noch nicht richtig. Schaltet er zu spät, funktioniert die Endabschaltung vielleicht überhaupt nicht.
Man kann die Enabschalter unwirksam machen, in dem die kleine Wippe entfernt wird.
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Werden zwei Lokomotiven in Doppeltraktion direkt hintereinander gefahren, so muss die erste etwas schneller fahren als die zweite. Im Digitalbetrieb sind dazu beide Loks auf zwei Fahrgeräten zu steuern und aufzurufen. Die Geschwindigkeiten sind dann aufeinander abzustimmen. Der Versuch, den Loks mit eingebautem digitalem Hochleistungsantrieb dieselbe Adresse zu geben und über die Einstellung der Höchstgeschwindigkeit aufeinander abzustimmen, wird immer nur für eine Fahrtrichtung erfolgreich sein.

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Die Anschlussbuchse für den Computer ist folgendermaßen belegt (siehe nachfolgendes Bild 1:
Leitungsbezeichnungen:
1 - CD
2 - RX
3 - TX
4 - DTR
5 - GND
6 - DSR
7 - nicht belegt
8 - CTS
9 - nicht belegt
Die Computerschnittstelle ist für ein handelsübliches V24/RS232 Kabel (Verlängerungskabel) ausgelegt, bei dem alle Anschlußpole eins zu eins vom neunpoligen Stecker zur neunpoligen Buchse verdrahtet sind.
Bei Verwendung eines 4-adrigen Kabels müssen die Leitungen 2, 3, 5 und 8 von Buchse und Stecker verbunden werden.
Die Kontakte 1, 4, und 6 werden an der Buchse verbunden.
Für eine 25-polige Einsteckbuchse auf der Computerseite gilt das folgendes Verbindungsschema nach Bild 2:

Bild 1

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Digitale Steuergeräte müssen in der Lage sein ein Digitalsignal zu erzeugen. dass entweder das von der Firma Märklin verwendete erweiterte Motorola-Format (kurz Motorola 2 genannt) oder das von der NMRA genormte DCC Format enthält. Die Zentralen sollten in der Lage sein, Decoder beider Formate unabhängig voneinander gleichzeitig zu steuern.
Der Anschluss von einem Computer muss direkt oder über ein separates Interface möglich sein.
Die Übertragungsgeschwindigkeit muss mindestens 9600 Baud betragen.
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Hallo Modellbahnfreunde !
Wenn ihr Fragen habt, oder einen Beitrag liefern wollt, bitte meldet euch über das Forum. Wir nehmen gerne eure Fragen, Anregungen und Tipps auf und veröffentlichen diese im Forum. Bitte einfach auf den nachfolgenden Link drücken und ihr gelangt ins Forum.

Art.-Nr.	Bezeichnung	function	f1	f2	f3	f4
55280	BR56^2-8 DB	Beleuchtung	Rauchgenerator	Dampflok- geräusch	Lokpfeife	Lokglocke
55151	BR G8:1 KPEV 1. Decoder 2.Decoder	Beleuchtung -	Rauchgengerator Führerstands- beleuchtung	Lokpfeife Triebwerks- beleuchtung	Lokglocke -	Anfahr-/Brems- verzögerung min. -
55302	BR V 36 DB	Beleuchtung	-	TELEX vorne	TELEX hinten	-
55712	BR 218 DB blau/beige	Beleuchtung	-	Dieselmotor- geräusch	Signalhorn	Auswahl des Signalhorns
55722	BR 218 DB AG	Beleuchtung	-	Dieselmotor- geräusch	Signalhorn	Auswahl des Signalhorns
55724	BR 213 DB AG mit Kamera	Beleuchtung hinten	Kamera und Sender	-	-	-
55981	BR P 8 Baden	Beleuchtung	Rauchgenerator	Dampflok- geräusch	Lokpfeife	Lokglocke

Art.-Nr.	Bezeichnung	function	f1	f2	f3	f4
26509	BR 86 DB	Beleuchtung	---	---	---	Ausschalten der Anfahr-/Bremsver- zögerung
26600	EMD F 7	Beleuchtung	Motor- geräusch	Glocke	Signalhorn	Geräusch der dynamischen Bremse + Ausschalten der Anfahr-/Bremsver- zögerung
37021	BR 53 DRG	Beleuchtung	Lüfterantrieb	Rauch- generator*	-	Ausschalten der Anfahr-/Bremsver- zögerung
37060	EP 3/6 K.Bay.Sts.B.	Beleuchtung	Rauch- generator*	Fahrwerks- beleuchtung	Pfeife	Dampflok- geräusch
37080	BR 10 DB	Beleuchtung	Rauch- generator*	Fahrwerks- beleuchtung	Pfeife	Dampflok- geräusch
37090	BR Sggoorrss 700 DB AG	Beleuchtung	-	-	-	Ausschalten der Anfahr-/Bremsver- zögerung
37184	BR 18.4 DRG	Beleuchtung	Rauch- generator*	-	Pfeife	Glocke
37231	Serie 122(22) SNCB/NMBS	Beleuchtung	Schlusslicht	Signalhorn 1	Signalhorn 2	Ausschalten der Anfahr-/Bremsver- zögerung
37261	Serie 1700 NS	Beleuchtung	-	Signalhorn 1	Signalhorn 2	Ausschalten der Anfahr-/Bremsver- zögerung
37350	BR 152 DB AG	Beleuchtung	-	Fernschein- werfer vorne	Signalhorn	Fernschein- werfer hinten
37352	BR 152 DB AG	Beleuchtung	-	Fernschein- werfer vorne	Signalhorn	Fernschein- werfer hinten
37374	BR 101 DB AG	Beleuchtung	-	Fernschein- werfer vorne	Fernschein- werfer hinten	Ausschalten der Anfahr-/Bremsver- zögerung
37432	BR 151 DB AG	Beleuchtung	-	Bremsen- geräusch	Signalhorn	Ausschalten der Anfahr-/Bremsver- zögerung
37661	BR E 52 DRG	Beleuchtung	-	-	Signalhorn	Ausschalten der Anfahr-/Bremsver- zögerung
37622	EMD F 7	Beleuchtung	Motor- geräusch	Glocke	Signalhorn	Geräusch der dynamischen Bremse + Ausschalten der Anfahr-/Bremsver- zögerung
37681	BR E 18 DRG	Beleuchtung	-	-	-	Ausschalten der Anfahr-/Bremsver- zögerung
37761	BR 610 DB AG	Beleuchtung	Innen- beleuchtung	-	-	Ausschalten der Anfahr-/Bremsver- zögerung
37780	BR 406 DB AG	Beleuchtung	Innen- beleuchtung	Fernschein- werfer vorne	Fernschein- werfer hinten	Ausschalten der Anfahr-/Bremsver- zögerung
37803	BR V 200 DB	Beleuchtung	Motor- geräusch	Rücklicht Seite 1 ausschalten	Signalhorn	Rücklicht Seite 2 ausschalten
37884	BR 44 DB	Beleuchtung	-	-	-	-
37911	BR 03.10 DRG	Beleuchtung	Rauch- generator*	-	-	Ausschalten der Anfahr-/Bremsver- zögerung
39710	BR 410 DB AG	Beleuchtung + Innenbeleuchtung	-	-	-	Ausschalten der Anfahr-/Bremsver- zögerung