Digitale Modellbahn


Digitale Modellbahn ist für mich Synonym mit den Begriffen DCC, NMRA und 2-Leiter Gleichstrom. Sorry, für alle Märklinisten und Motorola-Fans. Fleischmann FMZ und Selectrix sind eher artverwandte Systeme, die aber ebenfalls bei mir nicht zur Anwendung kommen ¹.

Folgende Punkte sollen behandelt werden:

¹ Der Einsatz von Selectrix ist mit der IntelliBox von Uhlenbrock technisch möglich. Das Twin-Center von Fleischmann - Uhlenbrock 'spricht' DCC in Kombination mit FMZ.


Warum Digital?

Alle meine bisherigen Modellbahnen, von Trix-Express über Spur-N und Fleischmann H0 waren Gleichstrombahnen. Es war nicht möglich, Lokomotiven unabhängig von einander aufs Gleis zu stellen und zu bedienen. Trix-Express hat ein 3-Leiter-Gleis mit einer mittleren Stromschiene und voneinander isolierten Außenschienen. Und so kann man bei diesem System durch die Verwendung der beiden Schienen und der mittleren Schiene als Gemeinsamer 2 unabhängige Stromkreise aufbauen. Zwei Stromkreise bedeutet, dass 2 Züge unabhängig von einander auf einem Gleis fahren können. Würde man noch eine funktionsfähige Oberleitung einsetzen, dann könnte man bei diesem System mit 3 Stromkreisen sogar 3 Züge unabhängig auf einem Gleis bedienen. So wurde in den 50-er Jahren auf recht einfache Weise schon ein "Mehrzugsystem" ohne jegliche Elektronik geboten.

Die anderen Gleichstrom Systeme haben 2-Leiter-Gleise, also mit 2 voneinander isolierten Schienen und bilden so nur einen einzelnen Stromkreis für ein einzelnes Triebfahrzeug. Die Erweiterung mit Oberleitung bringt dann einen weiteren Stromkreis und damit ein weiteres unabhängiges Triebfahrzeug.

Die Geschwindigkeit eines angetriebenen Fahrzeuges ist proportional zu der Spannung im Stromkreis. Die Polarität der Spannung legt die Drehrichtung des Motors fest. Für die Beleuchtung der Fahrzeuge bedeutet das, dass sie nur bei voller Fahrt ihre Nennspannung erhält und richtig leuchtet. Stellt man mehrere Fahrzeuge aufs Gleis, fahren alle in dieselbe Richtung mit einer Geschwindigkeit proportional zur angelegten Spannung.

Zusammengefasst hat der Betrieb mit Gleichstrom also einige Nachteile:

  • Nur 2 Funktionen des Fahrzeuges werden gesteuert: die Motordrehzahl über die Spannung und die Drehrichtung über die Polarität der angelegten Spannung.
  • Die Funktion Beleuchtung wird zwangsläufig mit der Motordrehzahl gekoppelt
  • Es kann nur ein Fahrzeug autark pro Stromkreis betrieben werden, weil Polarität und Spannung für alle Fahrzeuge gleich sind.

Die ersten Mehrzugsteuerungen versuchten die genannten Nachteile zu umgehen, indem sie eine konstante Gleisspannung anlegten und nach dem Rundfunkprinzip mit aufmodulierten Steuersignalen auf unterschiedlichen Frequenzkanälen die Loks fernsteuerten. Die Loks hatten dazu einen 'Empfänger' für einen Frequenzkanal eingebaut. Die Sendefrequenzen lagen im NF-Bereich (ca. 10 kHz). Die Anzahl der Kanäle war natürlich begrenzt.

Ein weiterer Vorstoß in Richtung Mehrzugsteuerung machte die Firma Trix Anfang der 70-er Jahre mit der Einführung ihres "EMS" Systems. Eine mit EMS-Decoder ausgestatte Lok konnte nun zusammen mit einer konventionellen Lokomotive in einem Stromkreis betrieben werden. Die Gleichspannung des konventionellen Fahrpultes wurde in einem speziellen EMS-Fahrpult mit einer konstanten digital modulierten Steuerspannung für eine EMS-Lokomotive überlagert (9,5 kHz). Der Motor der konventionellen Lok ist für diesen "hochfrequenten" EMS-Anteil unempfindlich und reagiert nur auf den Gleichspannungsanteil. Die Birnchen dieser Lok "sehen" aber auch den EMS-Anteil und leuchten unabhängig von der eingestellten Geschwindigkeit mit konstanter Helligkeit. In Kombination mit dem Trix-Express Schienensystem und einer Oberleitung war es nun theoretisch möglich, auf einem Gleis insgesamt 6 Lokomotiven unabhängig voneinander zu steuern. Allerdings erforderte das 3 konventionelle und 3 EMS-Fahrpulte.

10 Jahre später kamen die ersten "echten" digitalen Mehrzugsteuerungen auf den Markt. Die Miniaturisierung der elektronischen Komponenten und deren Massenherstellung ließ es nun zu, die etwas komplexere digitale Technik auch für Fahrpulte und Lokomotivdecoder (nun nicht mehr 'Empfänger') einzusetzen. So wählte Märklin für die ersten Encoder und Decoder dieselben Bausteine, die damals als Massenware in TV-Fernbedienungen eingesetzt wurden. Die Firma Motorola produzierte unter den Bezeichnungen MC145026 und MC145027 die beiden protokollbestimmenden Komponenten, den Encoder und den Decoder. Anstatt die digitalen Informationssequenzen mit Adresse und Inhalt, die der Encoder produziert, auf eine Infrarot-Sendediode zu geben, wurden sie auf den auf jeder Modellbahn vorhandenen 2-Leiter-Bus - das Gleis - geschickt. Mit einem Booster (Leistungsverstärker) wird das schwache digitale Signal auf die für die Modellbahn erforderliche Spannung und Leistung gebracht. Mit dieser digital modulierten Spannung werden alle auf dem Gleis befindlichen Triebfahrzeugdecoder, Funktionsdecoder und Wagenbeleuchtungen versorgt. Die Inhalte der digitalen Telegramme bestimmen, ob eine Lokomotive sich angesprochen fühlt und losfährt. Damit die Spannung auch vorhanden ist, wenn keine Lokomotive gesteuert wird, werden auch "leere" Informationssequenzen gesendet. Durch Märklins damalige Wahl der Motorola Bausteine, wurde das Gleisprotokoll dieses Digitalsystems unter der Bezeichnung Märklin/Motorola bekannt.

Im Laufe der Zeit wurde das System weiter verfeinert und ergänzt. Die damaligen Motorola Chips sind den Anforderungen nicht mehr gewachsen und werden heute durch Mikrocontroller oder programmierbaren integrierten Schaltungen (PIC) ersetzt. Das Märklin/Motorola System ist durch die Bekanntheit Märklins und dem frühren Start mit der digitalen Technik sehr stark verbreitet.

Die Firma Lenz entwickelte schon 1980 elektronisches Zubehör für Märklin und parallel dazu ein eigenes digitales Mehrzugsystem, das die Vorteile von EMS und aller bestehenden digitalen Mehrzugsteuerungen in einem System vereinte. Eine konventionelle Lokomotive war problemlos mit digitalen Lokomotiven auf digitalen Anlagen einsetzbar und umgekehrt fuhren auch die mit Decoder ausgerüstete digitalen Fahrzeuge auf konventionellen Gleichstromanlagen. Die Einschränkungen bei der Adressierung von Lokomotiven und die Anzahl der möglichen Fahrstufen, die beim Märklin System vorhanden waren, wurden beseitigt. Das Prinzip der digitalen Lok auf der konventionellen Anlage wurde von Lenz patentiert. Erst im Jahre 2001 lief dieses Patent aus.

In 1995 wurde das Lenz System zur Norm erhoben (in USA durch die NMRA - National Model Railroad Association). Nun konnten auch andere Hersteller auf diese genormte Technik aufsetzen und kompatible Steuerungskomponenten auf den Markt bringen. Diverse Verbesserungen und Ergänzungen sind seit dem in die Norm eingeflossen. Das von Lenz entwickelte Protokoll zeigte sich so flexibel, dass man heute mit bis zu 128 Fahrstufen operieren kann und mehr als 10.000 Lokomotiven adressierbar sind. Im diesem DCC-Protokoll (Digital Command Control) ist ferner Platz für fast beliebig viele Funktionsausgänge im Lokdecoder, für Funktionen wie Scheinwerfer, Rücklichter, Horn, Pfeife, automatische Kupplung, Rauchgenerator, usw. Darüber hinaus werden über das Gleissignal auch digitale Funktionen (Ausgänge) der Modellbahnanlage gesteuert. Weichen, Signale, Laternen, Entkoppler sind nur einige Beispiele.

Bei so viel Funktionalität ist klar, dass nicht nur das Gleisprotokoll normiert wurde. Auch die Eigenschaften der entsprechenden DCC-Lokomotivdecoder sind der Norm unterworfen. Für die erforderlichen Einstellungen am Lokdecoder wurde ein Mindestsatz von Standard "Control Variables", CVs , festgelegt. Jeder Decoderhersteller muss diesen Satz CVs bereitstellen. Es betrifft hier die z.B. die Variablen für die Definition der Lokomotivadresse und die Variablen zur Definition der Anfahr- und Bremsrampen. Darüber hinaus gibt es Parameterbereiche, die jeder Hersteller frei belegen kann. Ebenso wurden die Farben der Anschlussdrähte standardisiert. Falls ein Decoder über einen Stecker verfügt, unterliegt dieser ebenfalls der Norm.

Die allgemeinen Vorteile der digitalen Mehrzugsteuerung :

  • Mehrere Lokomotiven sind unabhängig voneinander steuerbar
  • Konstante Zugbeleuchtung, gleichbleibende Helligkeit
  • Lokomotivfunktionen wie Rauch und Licht sind getrennt schaltbar und funktionieren auch im Stand
  • Bessere Fahreigenschaften der Lokomotiven, auch wenn der Fahrzeugdecoder nicht über eine Drehzahlregelung verfügt.
  • Simulation der Zugmasse (Anfahr- / Bremsrampen)
  • Begrenzung der Höchstgeschwindigkeit auf maßstäbliche Werte
  • Ansteuerung der Zubehördecoder über das Gleissignal und demzufolge ein verringerter Verdrahtungsaufwand

Das DCC-Gleisprotokoll, das von den Fahrzeugdecodern der neuesten Generation voll unterstützt wird, bietet darüber hinaus:

  • Bis zu 10.239 Lokomotivdecoder adressierbar (4-stellige Adressen)
  • Bis zu 512 Zubehördecoder (für bis zu 2044 Weichen/Signale)
  • Bis zu 28 Standard Funktionen und fast beliebig viele im Bereich Sonderfunktionenr
  • Ändern von CVs auf dem Hauptgleis
  • Das Senden von Broadcasts (Telegramme, die von allen Loks oder von allen Zubehördecodern gelesen werden)
  • Bis zu 128 Geschwindigkeitsstufen (Decoderabhängig)
  • Bidirektionale Kommunikation - Die Decoder senden Informationen zurück zur Zentrale

Das DCC / NMRA Mehrzugsystem bietet :

  • Die Auswahl an Lokdecodern ist sehr groß, viele Lieferanten produzieren viele kompatible Fahrzeugdecoder, die sich alle in technischen Details unterscheiden, so dass es für jede Lokomotive, für jeden Geldbeutel und für jeden Anspruch auch den passenden Decoder gibt.
  • Große Auswahl an Steuergeräten. Die meisten Steuergeräte sind Multiprotokollfähig, d.h. sie unterstützen auch das Märklin-Motorola, das modernere Märklin MFX oder das Selectrix Gleisprotokoll.

Funktionsweise

Die Digitalzentrale erzeugt das Gleisprotokoll, ein Folge von digitalen Einsen und Nullen. Eine DCC-Eins ist ein Rechtecksignal mit einer Periode von 116 µs. Eine DCC-Null wird mit einem Rechtecksignal mit einer doppelt so langen Periode dargestellt.

DCC-Protokoll

Das DCC Protokoll ist Byteorientiert. Jedes Byte besteht aus 8 Bits die entweder "0" oder " 1" sind. Ein komplettes DCC-Telegramm oder Datenpaket besteht nun aus minimal 3 Bytes und maximal 6 Bytes. Eine Sequenz von mindestens 10 Einsen gefolgt von einer Null markiert den Anfang des ersten Datenbytes eines Telegramms. Im einfachsten Fall enthält das erste Datenbyte die Adresse des angesprochenen Lokdecoders. Die weiteren Bytes enthalten die Daten, das letzte Byte eine Prüfsumme. Alle Bytes werden durch ein Null-Bit getrennt. Die Prüfsumme wird von der Zentrale vor dem Versenden aus den Datenbytes des Telegramms berechnet. Der angesprochene Decoder prüft mit derselben Rechnung, ob das Prüfsummenbyte stimmt. Gibt es eine Abweichung, wird das Telegramm verworfen und der Decoder macht brav das weiter, was er gerade machte als das neue Telegramm eintraf. Die Zentrale wiederholt ständig alle Kommandos für alle Decoder und so dauert es nur wenige Millisekunden bis unser Decoder erneut angesprochen wird und vielleicht jetzt das Telegramm akzeptiert und das Kommando ausführt. Telegramme für Zubehördecoder werden nur einmal wiederholt.


Fahrzeugdecoder

Nach der Anschaffung der Zentrale, wurden Fahrzeugdecoder beschafft. Preisgünstig waren anfangs vor allem Decoder ohne Drehzahlregelung, wie die Lenz Typen LE103XF und der LE104XF mit Schnittstellenstecker nach NEM. Das "XF" in der Bezeichnung steht für "eXtended Functionality" und bezieht sich u.a. auf die freizügige Programmierbarkeit der Funktionsausgänge. Mit ihrem Motornennstrom von 1 A (Gesamtstrom inklusive Funktionsausgänge 1,2A) waren sie prima für meine alten Fleischmann Lokomotiven zu gebrauchen (Stromaufnahme bei 12V= und blockierten Rädern >700 mA). Sie verfügen über 128 Fahrstufen und 2 Funktionsausgänge, die standardmäßig auf Front- und Schlussbeleuchtung mit automatischer Umschaltung in Abhängigkeit der Fahrtrichtung programmiert sind. Da in diesen Loks mehr als ausreichend Einbauplatz vorhanden war, stellte der mechanische und elektrische Einbau kaum ein Problem dar. Die Maße des einseitig bestückten Decoders sind mit 40,5 x 17 x 3,3 mm nicht gerade klein. Dennoch war sogar in der alten V60 von Fleischmann auf dem Ballastklotz noch ausreichend Platz. Das einzige Problem bei diesen Loks sind die Lagerschilde, in die auch die Kohlehalter eingelassen sind. Einer der Halter ist mittels Nylonbuchse isoliert, der andere Pol ist fest mit dem Lagerschild und damit mit dem Fahrgestell der Lok verbunden, das über die Räder einer Lokseite auf Schienenpotential liegt. Hier gilt es entweder ein neues Lagerschild aus Epoxid zu beschaffen, das bei den neuen Fleischmann Loks mit Rundmotor Verwendung findet oder den nicht isolierten Pol des Metallschildes nachträglich zu isolieren.

Voraussetzungen für einen erfolgreichen Umbau :

  1. Es hat keinen Zweck, eine Lokomotive umzubauen, die als Gleichstromlok schon Probleme hat (korrodierte Räder, schlechte Stromabnahme, verschlissener Motor und Kohlen). Nur aus einer lauftechnisch und elektrisch einwandfreien Standardlok kann eine gute Digitallok werden!
  2. Nennstrom des Decoders ausreichend bemessen. Hierzu sollte der Strom der Originallokomotive bei Nennspannung und blockierten Rädern gemessen werden (Lok dabei bitte nur sehr kurz quälen).
  3. Motorpole beidseitig isoliert, keine direkte oder indirekte Verbindung zum Fahrgestell oder zu den Rädern
  4. Keine Kondensatoren und/oder Drosseln am Motor
  5. Isolierter Einbauplatz für den Decoder. Nötigenfalls wird das Lokgehäuse innen mit Tesafilm o.ä. isoliert. Die metallisch blanken (Löt-)Stellen auf dem Decoder dürfen auf keinem Fall mit den Metallteilen des Lokgehäuses oder des Fahrgestells zusammenkommen. Niemals den Decoder selbst isolieren, weil er so einen frühen Hitzetod sterben würde!
  6. Decoder und Fahrgestell gehören zusammen. Nur in Ausnahmefällen sollte man aus Lokomotivgehäuse und Decoder eine Einheit machen, da dies immer zu mehr Verdrahtungsaufwand führt.

Die DCC Decoder aller Hersteller haben standardisierte Drahtfarben und/oder einen nach NEM normierten Stecker.

Rot Stromabnahme auf der rechten Seite in Fahrtrichtung gesehen (Kamin nach vorne, Führerstand 1 nach vorne) oder isolierte Radseite
Schwarz
Stromabnahme linke Seite oder Fahrgestell
 
Orange Motorpol + (Original-Fahrzeug fährt vorwärts, wenn die rechte Schiene positive Spannung führt) Beim Originalfahrzeug mit der rechten Schiene verbunden
Grau
Motorpol -
   
Blau Positiver Pol der Zwischenkreisspannung. (Die Digitalspannung aus den Schienen wird auf dem Decoder mit einer Dioden-Brückenschaltung gleichgerichtet)   
Weiß
Funktionsausgang 1 / Frontbeleuchtung bei Vorwärtsfahrt
 
Gelb
Funktionsausgang 2 / Schlussbeleuchtung bei Vorwärtsfahrt
 

Zubehördecoder

Nicht nur Lokomotiven müssen gesteuert werden, sondern auch die diversen Magnet- und Beleuchtungsartikel auf einer Modellbahn. Das Stellen der Weichen und Signale sind Aufgaben, die im digitalen System von der Steuerung übernommen werden (können, nicht müssen). Die Leistungsschalter dazu sind nicht in der Steuerzentrale integriert sondern sind auf externe Elektronik-Module ausgelagert. Die Schaltelemente sind Relais oder Leistungstransistoren in integrierten Schaltungen. Sie erhalten ihre Kommandos von der Zentrale über Telegramme im Gleissignal. Das Gleis dient deswegen als "Bus" für die Ausgänge. Der Verdrahtungsaufwand wird durch das Bussystem erheblich reduziert, denn dort wo die Verbraucher sind, liegt auch Gleis und stehen die digitalen Steuerinformationen auf dem Gleis zur Verfügung. Es ist sogar möglich, die für die Verbraucher benötigte Energie auch aus dem Gleis zu nehmen, so dass man mit 2 kurzen Verbindungen zwischen Gleis und Ausgangsmodul auskommt. Leider steht Energie auf den Gleisen nur beschränkt und in erster Linie für die Motoren der Lokomotiven zur Verfügung. Deswegen wird meistens für die Energieversorgung der Ausgänge 'billiger' Wechselstrom aus einem Trafo genommen. Da das Modul die Signale auf dem Gleis dekodiert, um daraufhin eine Funktion eines Zubehörartikels anzusteuern, spricht man auch von Zubehördecoder (engl. accessory decoder).
Durch geeignete Adressierung wird pro Telegramm immer nur einen bestimmten Ausgang einer bestimmten ausgelagerten Baugruppe angesprochen, d.h. ein- oder ausgeschaltet. Die Adressierung wird über Schalter oder auch durch "Teach In" vorgenommen. Gängige Baugruppen verfügen über 4 Ausgänge. Wie man einen solchen "Zubehördecoder" selber bauen kann, ist hier beschrieben.
Beim DCC System gibt es für Fahrzeug- und Zubehördecoder unabhängige Telegramme und Adressierung. Es kann deswegen eine Weiche mit der Adresse 1 und eine Lok mit der Adresse 1 geben, ohne dass sich Weiche und Lok in die Quere kommen.

Digitale Eingänge, Gleisbesetztmelder und Rückmeldemodue

Zu jeder digital gesteuerten Anlage gehören auch Eingänge. Man möchte ja wissen, wie die Weichen stehen, wo sich gerade ein Zug befindet oder ob ein Gleisabschnitt frei ist. Ähnlich wie bei den Zubehördecodern muss man nicht jedes Eingangssignal, z.B. ein Reed-Kontakt, auf die Zentrale zurückverdrahten, sondern benutzt dazu auch einen 'Bus'. Unter Verwendung der Bidirektionalen Kommunikation nach DCC Standard können die Gleise auch als Bus für die Kommunikation zwischen Decoder, Rückmeldemodulen und Gleisbesetztmelder auf der einen Seite und Zentrale auf der anderen Seite verwendet werden. Das erfordert aber weitere entsprechende Hardware und geeignete Zentralen. Meistens verfügen aber die Zentralen noch über weitere Bussysteme wie LocoNet oder den altbewährten Märklin S88 Bus, der nur für die Kommunikation zwischen Eingängen und der Digitalzentrale zur Verfügung steht.
Analog zu den Ausgängen sind auch die Eingänge auf ausgelagerten Modulen untergebracht. Auf einem Modul finden sich üblicherweise 8 oder 16 Eingänge. Die einfachsten Baugruppen erkennen, dass ein Eingangsignal mit Masse verbunden wird, wenn z.B. ein Wagenrad eine elektrische Verbindung zwischen einem isolierten Gleisstück und Masse herstellt. Die Baugruppe speichert dieses möglicherweise sehr kurze Ereignis und schreibt es in einen Ausgabepuffer, wo es von der Zentrale über den "Rückmeldebus" abgeholt wird.
Da auf meiner Modulanlage bei den Streckenmodulen eine Baugruppe mit 16 oder 8 Rückmeldern oder Gleisbesetzmeldern weit überdimensioniert und damit überteuert ist, habe ich selbst eine Baugruppe mit nur 4 Eingängen gebaut (RM4 für S88 oder kurz RM44S88). Mit wenigen C-Mos Bausteinen, ein Paar Widerständen und Kondensatoren auf einem Stückchen Experimentierplatine aufgebaut, bietet sie Kompatibilität mit dem Märklin "S88" Schieberegister-Bus und dient gleichzeitig als Signalverstärker und Kabelverlängerung für nachfolgend angeschlossene S88 Baugruppen. Als Buskabel verwende ich sehr preiswerte 6-adrige flache Telefonleitung mit den passenden aufgecrimpten Modulssteckern (Westernsteckern). Bei den Preisen der Original-S88-Kabeln lohnt sich die Anschaffung einer entsprechenden Crimpzange, zumal die gleiche Technik auch für das LocoNet an der IntelliBox verwendet werden kann. Nun wäre für ein 3-Leiter Digitalsystem diese Baugruppe schon komplett. Um aber bei 2-Schienen-Digitalbahnen Belegtmelder und Gleisschaltkontakte auszuwerten, ist noch eine Entkopplung der Gleisspannung von den 5V des S88-Bus erforderlich. Die Mini-Baugruppe "bmacin22" stellt zu diesem Zweck 2 Stromrückmeldeeingänge und 2 Wechselstrom-Kontakteingänge zur Verfügung, die über einen 4-fach-Optokoppler ihren Status dem RM44S88 melden. Später habe ich beide Platinen kombiniert und die Schaltung etwas angepasst. Dadurch konnten einige Bauteile eingespart werden. Die Schemata und Informationen zum Nachbauen:
PDF icon
RM44S88.PDF (90k)
Schaltplan
PDF icon
BARM44S88.PDF (24k)
Bedienungsanleitung
und Stückliste
PDF icon
bmacin22.PDF (85k)
Schaltplan Optokoppler
PDF icon
bmacin22+rm44s88.PDF (123k)
Kombinationsbaugruppe

Das fertige 4-fach Rückmeldemodul RM44S88
Die fertige Schaltung RM44S88


2-Facher Gleisbelegtmelder mit 2 Wechselspannungseingängen
Die Schaltung BMACIN22 mit 2 optoisolierten Glieselegtmeldern und 2 Wechselpannungseingängen


Kombinierte Baugruppe mit 2 Gleisbelegtmeldern, 2 Wechselspannungseingängen, dem Optokoppler und der S88 Schnittstelle
Kombinierte Baugruppe mit 2 Gleisbelegtmeldern, 2 Wechselspannungseingängen, dem Optokoppler und der S88 Schnittstelle.


Digitalzentrale

Die IntelliBox war meine erste Zentrale für die digitale Modellbahnsteuerung. Sie beinhaltet alles, was man für das digitale Mehrzugsystem benötigt:
  • Fahrpult mit 2 Reglern
  • Stellwerk ("Keyboard") für Weichen/Signale
  • Anzeige für Belegtmelder
  • Leistungsverstärker für das digitale Versorgungssignal der Fahrzeuge und andere Verbraucher (Booster mit 3 A Ausgangsstrom)
  • Kommunikationsanschlüsse LocoNet und RS232
  • Das S88 (Märklin) Bussystem für digitale Eingangssignale (Rückmeldungen)

Damit kann mit einem Gerät die komplette Modellbahn mit praktisch unbegrenzter Anzahl Lokomotiven und Weichen gesteuert werden. Lediglich die Ausgangsstromstärke von 3 A ist eine praktische Begrenzung. Das Gerät muss allerdings mit 16-18V aus einem Transformator versorgt werden. Der Trafo gehört nicht zum Lieferumfang.

Wie die meisten Zentralen ist die IB multiprotokollfähig, d.h., sie kann eine Digitalspannung mit unterschiedlichen Gleisformaten / Protokollen (Selectrix, Märklin und DCC) erzeugen. Fahrzeuge dieser unterschiedlichen Systeme und unterschiedlicher Hersteller können so friedlich nebeneinander auf einem Gleis gesteuert werden.

Meine zweite Zentrale ist die Tams Easy Control. Sie erzeugt wie die IntelliBox die Märklin/Motorola und DCC Gleisprotokolle und ist für die bidirektionale Kommunikation geeignet. Die Easy Control hat keinen Ausgangsverstärker (Booster) und ist deswegen auf einen externen Booster angewiesen.


Software

Die Uhlenbrock/Modeltreno "IntelliBox" verfügt über eine serielle Schnittstelle. Das Protokoll dieser Schnittstelle P50 ist offengelegt und ist mit dem Protokoll der Märklin Digital Schnittstelle komplett kompatibel. Die IntelliBox hat auch ein erweitertes Protokoll, das P50X, das die Eigenschaften der IntelliBox besser berücksichtigt. Auch die Tams Zentrale Easy Control verwendet die P50 und P50X Protokolle.

Seit Einführung der Version 1.5 der IntelliBox Software "versteht" sie auch das "LocoNet" Protokoll auf der seriellen Schnittstelle. Mit diesen vielfältigen Protokollmöglichkeiten ist sie mit den meisten Softwarepaketen zur Steuerung von Modellbahnen kompatibel.

Mit diesem Wissen und einem Ausdruck des P50/P50X Protokolls fing ich kurz nach Erhalt der IntelliBox das Experimentieren mit Visual Basic an. Erstes Ziel war es, eine Lokomotive vom PC aus zu steuern. Weitere Ziele waren die Erstellung eines Stellwerkes und die automatische Steuerung des Ablaufes meiner Anlage. Das ganze sollte "bidirektional" erfolgen, d.h., wenn von Hand was auf der IntelliBox eingestellt oder verändert wird, sollte das auch auf dem PC sichtbar sein.

Mit dem aktuellen Stand der Software kann ich:

  • Das Stellwerk/Stellbild frei editieren, Weichen, Signale, Gleisbesetztmelder, Gleise und Prellböcke und anderes Zubehör einfügen und frei oder im Raster positionieren. Mit einem Mausklick werden Weichen und Signale gestellt. Die Farbgebung entspricht die der Tasten auf der IB. Wird auf der IB was verändert, wird das sofort auf dem Stellbild angezeigt.
  • Fahrstrassen definieren. Diese Funktion ist noch nicht ganz fertig, weil noch nicht geprüft wird, ob sich die neue Fahrstrasse mit bestehenden Fahrstrassen verträgt.
  • Lokomotiven anlegen und auf der IB definierte Lokomotiven anzeigen und steuern. Das funktioniert auch mit dem FRED, dem Handregler von Uhlenbrock, der an das LocoNet angeschlossen wird.
  • Gleisabschnittsüberwachung und Anzeige der sich im Abschnitt befindlichen Lokomotivnummer.
  • Auslesen und Programmieren der Lokdecoder auf dem Programmiergleis
  • Gleiskontakte abfragen und anzeigen. Wird zurzeit benutzt um eine Lok genau am Signal anzuhalten. Das funktioniert auch wenn die Lok die Wagen schiebt, weil meine Gleiskontakte jedes (Metall-)Rad registrieren. Eine andere Möglichkeit, für die Gleiskontakte vorgesehen sind, ist die z.B. Steuerung einer Bahnschranke.

Zum vergrössern bitte Anklicken
Screenshot meiner VB-Software "IBPC"

Noch ausstehende Arbeiten:

  • Offline Betrieb ermöglichen (die serielle Schnittstelle abschalten, um z.B. die offline Programmierung eines Stellbildes zu erlauben)
  • Programmieren von Lokomotivparametern auf dem normalen Gleis, während des Betriebes. Damit können z.B. die Brems- und Beschleunigungsrampen in Abhängigkeit des Zuggewichtes angepasst werden.
  • Optimierung des Genauhalts vor Signalen. Ich kämpfe noch mit den den unterschiedlichen Kennlinien der Decoder und der Lokomotiven.
  • Grafischer Editor für die Lokomotivkennlinien.
  • Optimierung der Fahrzeugverfolgung (Kontaktprobleme an den Gleisen führen manchmal noch dazu, dass eine Loknummer verloren geht)
  • Automatische Erfassung der Fahrzeugnummer (Fahrzeugadresse) in bestimmten Gleisabschnitten. Ich denke an erster Stelle an die Anwendung von Transpondern, die wegen der minimalen Baugröße an jedem Fahrzeug befestigt werden können (siehe auch RFID-Tags und Modellbahn). Die Bi-Direktionale Kommunikation ist mit der Easy Control von Tams bereits realisiert ist meine 2. Alternative, weil sie die Umrüstung der Fahrzeuge mit geeigneten Decodern erfordert. Die RFID Variante dagegen braucht keine Umbauten am Fahrzeug, erfordert aber Antennen im Gleis.

Links zu den Herstellern


© 2001 - 2016 Gerard Clemens  letzte Aktualisierung 25.11.2016


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