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Inhaltsverzeichnis - Einführung in das Thema - Normen für die Lokdecoder - Aufgaben des Lokdecoders - Begriffe - Auswahlmethoden - Decoderanschlussstellen bzw. Decoderschnittstellen |
Einführung Wir haben uns wegen der Vielzahl von Anfragen über Lokdecoder und Funktionsdecoder entschieden eine Aufsatzserie über die Decoder aufzulegen um das Thema "Digitaldecoder im Modellbahnbetrieb" transparenter für den Modellbahner zu machen. Wir werden uns im ersten Teil der Aufsatzserie mit den Lokdecodern befassen. Mit diesen Decodern hat der Modellbahner die ersten Berührungspunkte, wenn er den Einstieg in die digitale Modellbahn vornimmt. In der Regel beginnt der Modellbahner sein digitales Modellbahnleben mit dem digitalen Fahrbetrieb. Mit diesem Einstieg benötigt er nicht nur die digitale Zentralstation, sondern, damit die Loks überhaupt fahren können auch Lokdecoder. Damit sind wir schon beim Thema, den das Herzstück einer digitalen Lok ist eben der Lokdecoder. Ohne den Lokdecoder ist die Lok nichts anderes als eine analoge Lok. Lokdecoder sind meistens Normkonform - insbesondere die Anschlussbereiche, die auch Schnittstellen genannte werden. Es gibt hier die NEM-Norm (Norm europäischer Modellbauer) und die NMRA-Norm (NMRA = Verband der nordamerikanischen Modellbahner). Märklin und andere bekannte Modellbahnhersteller haben leider in den Anfangsjahren der digitalen Modellbahnwelt eigene Digitalsysteme entwickelt, die diesen Normen nicht entsprechen. Deshalb ist der Überblick über die Lokdecoder auch so schwierig. Der Hauptunterschied unter den Lokdecoder stellt das Datenformate bzw. das Digitalprotokoll dar. Bei den Lokdecodern trifft man auf das DCC-Protokoll, das Motorola-Protokoll und das Selectrix-Protokoll. Es ist hier bereits anzumerken, dass sich mittlerweile immer mehr das DCC-Protokoll im Modellbahnbereich durchgesetzt hat. Neben dem Digitalformat ist auch noch die Art des anschließbaren Motors zu berücksichtigen. Moderne Lok werden heute mit Präzisionsmotoren ausgerüstet, die mit einer hochfrequenten Motoransteuerung laufen. Ein wesentlicher Vorteil des Lokdecoders ist die einstellbare Höchstgeschwindigkeit der Loks. Bei den Lokdecodern moderner Bauart kann eine von der Lokomotive und der Zuggattung abhängige Höchstgeschwindigkeit eingestellt werden. Ein weiterer Vorteil ist die Lastregelung. Sie verhilft den Lokomotiven zu gleichmäßigerem Fahrverhalten nicht nur in Steigungen und Gefällstrecken. Der Modellbahner stellt sich natürlich bei den Lokdecodern die Frage, ob sie auch im Mischbetrieb einsetzbar sind. Unter Mischbetrieb wird der Einsatz sowohl im Analogbetrieb als auch im Digitalbetrieb verstanden. Fast alle Lokdecoder auf dem Markt können grundsätzlich im Mischbetrieb eingesetzt werden. Es ist aber hier anzumerken, dass der Mischbetrieb auch erhebliche Nachteile aufweist. Eine digitale Lok auf Analogbetrieb zu fahren, beschränkt z.B. die Höchstgeschwindigkeit, aber auch das Fahrverhalten verschlechtert sich im Analogbetrieb. Die neuen Lokdecodergenerationen unterscheiden sich sehr stark von den Lokdecodern die vor dem Jahr 2000 auf dem Markt kamen. Ferner gibt es seit dem Jahr 2000 eine schier unüberschaubare Zahl von Lokdecodern von den unterschiedlichsten Herstellern. Ein wichtger Punkt bei den Lokdecodern ist auch deren Einstellung. Diese Einstellung wird über die sog. CV-Werte vorgenommen. Wenn ein Motorola, Selectrix, FMZ oder NMRA-konformer Lokdecoder (NMRA = Verband der nordamerikanischen Modellbahner) sich in einem Modellbahntriebfahrzeug befindet, werden die Fahreigenschaften der Lok sicherlich nicht immer optimal für den Modellbahnlokführer sein. Der Grund liegt darin, dass Decoder gleich welcher Art immer vom Hersteller eine sog. Grundeinstellung oder auch Standardeinstellung bekommen. Diese Standardeinstellung soll dafür sorgen, dass ein Betrieb mit dem Lokdecoder jederzeit stattfinden kann. Da der versierte Modellbahnlokführer jedoch in der Regel andere Anforderungen an den Lokdecoder stellt, als er werkseitig hergibt, ist somit ganz natürlich. Der Hersteller weiß ja nun nicht, welche persönlichen bzw. modellbahnbedingten Fahreigenschaften gewünscht bzw. erforderlich werden. Um den Decoder auf die gewünschten Eigenschaften einzustellen (soweit dies der Decoder zulässt) benötigt der Modellbahner die CV-Liste des eingebauten Lokdecoders. Mit dieser Liste lässt sich dann der Decoder auf die Bedürfnisse des Modellbahners programmieren. Der Programmierung sind natürlich Grenzen gesetzt, da das digitale Grundgerüst des Decoders nicht verändert werden kann und darf (also z.B. Programmsprache, Funktionsvielfalt etc.). Mit der CV-Programmierung können nur Lokparameter verändert werden, die die Fahr- und Funktionseigenschaften auf die Modellbahnbedingungen bzw. Fahrbedingungen verbessern, wie z.B. Geschwindigkeitsregelung, Lastabhängige Geschwindigkeit etc. Die änderbaren Optionen werden CV-Parameter oder CB-Werte genannt. Die Abkürzung kommt aus dem englischen und bedeutet "Configurations Variable". Im zweiten Teil des Aufsatzes werden wir uns mit diesem Thema beschäftigen. |
Normen für die Lokdecoder Wichtig bei diesem Thema "Normung" ist, dass der Modellbahner tunlichst vermeiden sollte irgendwelche Lokdecoder zu kaufen, die keine Norm eingehalten. Hier kann es dann böse Überraschungen geben. Vielleicht hier auch noch der Hinweis, dass alle bekannten Hersteller von Lokdecodern, wie ESU, Uhlenbrock, Kühn etc. ihre Decoder der Normung unterwerfen. Eine Ausnahme macht der Hersteller Märklin. Das Motorola-System ist eine "eigene Norm" von Märklin. Auch die Firma Fleischmann und die Firma Trix haben eigene Digitalprotokolle. Mittlerweile bieten aber auch diese Hersteller Decoder mit dem international genormten DCC-System an. Das DCC-Datenformat ist übrigens bei NMRA (USA) und auch MOROP genormt.
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Begriffe In den nachstehenden Tabellen werdet ihr viele Fachbegriffe finden, die ihr ggf. nicht sofort zuordnen könnt. Deshalb nachfolgend die Aufarbeitung der einzelnen Decoderbegriffe. Begriff: Lastregelung Lastregelung bedeutet, dass der Decoder die Motorleistung automatisch an die Betriebsbedingung anpasst. Ein wichtiges Argument für die Lastregelung ist das Konstanthalten der Geschwindigkeit eines Zuges bei der Berg- und Talfahrt. Der Lokdecoder übernimmt damit die Aufgabe des Lokführers und regelt die Leistung entsprechend nach oder vor. Der Modellbahner muss bei einer lastungeregelten Lok damit nicht mehr vor einer Steigung auch eine Stufe hochschalten. Insbesondere beim Rangierbetrieb ist ein lastgeregelter Motor von Vorteil. Lastgeregelte Lokdecoder sind wegen zusätzlicher elektronischer Bauteile teurer als die ungeregelten Lokdecoder. Begriff: Glockenankermotor Glockenankermotoren diverser Hersteller (z.B. Faulhaber) bieten aufgrund ihres massearmen Rotors, besonders im unteren Geschwindigkeitsbereich sehr gute Fahreigenschaften. Begriff: max. Motorenstrom Die Angabe des max. Motorenstroms bedeutet, dass der Decoder beim Motorausgang einen entsprechenden max. Motorenstrom an den Motor zu liefern hat. Liefert ein Decoder hier eine zu geringe Leistung, kann der Motor seine volle Leistung nicht entfalten und auch der Decoder kann Schaden leiden. Deshalb ist bei der Wahl des Decoders unbedingt auf diesen max. Motorenstrom zu achten. Begriff: Digitalprotokoll Das Digitalprotokoll gibt an, mit welcher Sprache die Digitalzentrale mit dem Lokdecoder kommunizieren soll. Das internationale DCC-Protokoll ist bei den Gleichstrom-Zweileiter Herstellern dass gebräuchlichste Protokoll. Es gibt aber auch Nischenprotokolle wie z.B. das Motorola von Märklin, das FMZ-Protokoll von Fleischmann oder das Selectrix-Protokoll von Trix. Mittlerweile hat aber auch bei diesen Hersteller das DCC-Protokoll Einzug gehalten. Begriff: Decoderleistung Die Decoderleistung wird in mA gemessen bzw. dargestellt. Diese Leistung muss der Decoder liefern bzw. aushalten am Decoderausgang. Wichtig ist insbesondere hier die Motorenleistung. Wenn der Decoder überlastet wird, kann es zum einem "Abrauchen" des Decoders führen. Nachfolgend einige Leistungswerte von Loks:
Begriff: Automatische Analogerkennung Die Decoder können nicht nur im Digital-, sondern auch im Analogbetrieb eingesetzt werden, die Umstellung erfolgt automatisch. Die Funktionsausgänge können analog nicht geschaltet werden. Sie können jedoch festlegen, welche Funktionen im Analogbetrieb ein- oder ausgeschaltet sein sollen. Für den dauerhaften Einsatz in rein analogen Wechselstrom-Anlagen sind Lokdecoder nicht empfehlenswert. Die hohen Spannungsspitzen, die beim Senden des Umschaltimpulses auftreten, können langfristig die Bauteile beschädigen. Begriff: Decoderadressen Die Decoderadresse ist vergleichbar mit einer Telefonnummer. Jeder Lokdecoder besitzt eine eigene Adresse. Decoder reagieren nur auf Informationen mit ihrer Adresse. Wie viele Decoderadressen genutzt werden können, ist von der Digitalzentrale und vom Digitalprotokoll abhängig. Das Motorolaprotokoll von Märklin kann nur 255 Adressen verwalten. Im DCC-Format können die Decoder alternativ auf eine von 127 Basis- oder eine von 10.239 erweiterten Adressen eingestellt werden. Begriff: Fahrstufen Die Anzahl der Fahrstufen, die zur Ansteuerung der Decoder verwendet werden können, ist von der Digitalzentrale und dem Digitalprotokoll abhängig. Im DCC-Format können die Fahrzeug-Decoder entweder mit 14, 28 oder 128 Fahrstufen betrieben werden. Im Motorola-Format können 14 und ggf. auch 27 Fahrstufen angesteuert werden. Begriff: Function Mapping und Funktionstasten Unter "Function Mapping" versteht man die Möglich keit, den Ausgängen nach Bedarf eine oder mehrere Funktionstasten zuzuordnen. Im DCC-Format können Sie F0 bis F12 bzw. F28 verwenden. Im Motorola-Format können Sie neben den Funktionstasten F0 bis F4 bei den meisten Decodern über eine 2. Adresse auch die Tasten F5 bis F9 einsetzen. Begriff: Bremsgenerator Ist ein spezieller Fahrstromverstärker im Lokdecoder. Er erzeugt ein spezielles digitales Signal, welches alle DCC-Decoder zum Herunterschalten der Fahrstufen bis Null veranlasst. Begriff: Überlastungsschutz Decoder die mit einem Überlastungsschutz ausgestattet sind, schalten den Decoder ab, sobald der maximale Gesamtstrom des Decoders bzw. des Motors überschritten wird. Abgeschaltet wird allerdings nicht , wenn nur der maximale Strom eines Ausgangs zu hoch ist. Die bedeutet, dass bei einem Kurzschluss, bei dem Bauteile auf dem Decoder untereinander oder mit der Gleisspannung kurzgeschlossen werden, der Überlastschutz nicht wirkt. Der Überlastungsschutz ist somit keine Gewähr dafür, dass falsch angeschlossenen Decoder überleben können. Ein klassisches Beispiel ist, wann ein Decoder stirbt, wenn der Kontakt zwischen dem Decoder und Motor mit der Chassismasse noch verbunden ist. Begriff: Motorart Wenn bei der Decoderauswahl die Frage "Gleich- oder Wechselstrom" zu stellen ist, geht es darum, welcher Motor Verwendung findet. Drei Motorarten treten bei Modellbahnloks auf: - Allstrommotoren (auch als Wechselstrommotoren bezeichnet) - Gleichstrommotoren - Glockenanker- oder Faulhabermotoren (besondere Art von Gleichstrommotoren). Lokdecoder werden an die spezifischen Eigenschaften dieser verschiedenen Motorarten angepasst. Begriff: PWM-Periode Die Impulse, mit denen ein Lokdecoder den Motor ansteuert, werden mit einer bestimmten Frequenz wiederholt. Diese Frequenz wird durch die PWM-Periode festgelegt. Die "richtige" PWM-Frequenz ist vor allem von der Motorart abhängig. Einige Lokdecoder bieten die Möglichkeit, die PWM-Frequenz an die individuellen Motoreigenschaften anzupassen. Dadurch wird der Motor optimal angesteuert und seine Leistung voll ausgeschöpft,
Begriff: Schnittstellen Man kann heute davon ausgehen, dass die neueren Loks werkseitig mit einer digitalen Schnittstellenbuchse oder einem Schnittstellenstecker ausgerüstet sind. Durch Einsatz eines Decoders mit passender Schnittstelle geht der Decoderwechsel einfach. Es gibt mittlerweile eine Vielzahl von Schnittstellen. Auskunft gibt der entsprechende Aufsatz auf unserer Page. Begriff: Sounddecoder Auf dem Decoder sind u.a. auch Originalgeräusche eines bestimmten Fahrzeugtyps gespeichert (Dampflok, Die- sellok, E-Lok und mehr als 150 individuelle Fahrzeugtypen). Stand- und Fahrgeräusche, Signal- töne und weitere fahrzeugtypische Geräusche werden über die F-Tasten abgerufen. Die Fahrgeräusche werden geschwindigkeitsabhängig gesteuert. Begriff: Mäuseklavier ud DIL-Schalter Mäuseklavier bzw. DIL-Schalter sind kleine mechanische Schalter, die in einem Gehäuse acht oder mehr Micro-Schalter vereinen. Die richtige Bezeichnung lautet DIL-Schalter. In digitalen Bausteinen (Lok- und Weichendecoder) werden sie benötigt um Adressen und Funktionen auf elektromechanische Weise einzustellen. Bei neueren Decodern entfallen die DIL-Schalter, da die Programmierung über die Digitalzentralen erfolgen kann. Begriff: Interface Mit dem Interface lassen sich elektronische EDV-Geräte verbinden um eine Datenübertragung unterschiedlicher Datenformate zu ermöglichen. Im Modellbahnbereich werden Gerätebusse (Geräteleitungen) digitaler Steuersysteme über die RS232-Schnittstelle mit Computern verbunden. Begriff: DCC-Protokoll Dieser Begriff steht für Digital Command Control und heißt „Digital steuern und kontrollieren“. Hinter der Bezeichnung DCC verbirgt sich ein digitales Protokoll. |
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