Digitaler Start: Einstieg in die digitale Welt

Wenn man sich mit der Modellbahn beschäftigt, wird man früher oder später über das Thema „Digital“ stolpern. Doch leider ist das Thema sehr komplex, und oft versteht man nicht, was nun dieses Wunderwort „Digital“ eigentlich bedeutet.

Genau aus diesem Grunde beschäftige ich mich auch seit längerem mit diesem Thema und würde gerne meinen „einfachen“ Erfahrungen teilen.

Kommen wir also erst einmal zum grundlegenden Thema, was heißt den Digital?

Analog vs. Digital

Modellbahnen, die traditionell gebaut sind, funktionieren nach einem einfachen Prinzip. Entweder ist Strom da (es bewegt sich was, es schaltet was, es leuchtet was) oder es ist kein Strom da (es steht still, es schaltet nicht, es leuchtet nicht). Das Tempo von Lokomotiven richtet sich nach der Höhe der Volt in der Stromzufuhr. Möchte man mehrere Lokomotiven steuern oder fahren lassen, müssen Stromkreisläufe getrennt und verschiedene Regler an verschiedenen Anschlüssen angebracht werden.

Mehr ins Detail (Rückmeldungen, Besetztmelder etc.) möchte ich hier nicht gehen.

Wenn man nun von einer digitalen Steuerung spricht, bricht man mit den traditionellen Strom an/Strom aus Prinzip. Denn hier liegt der Strom permanent an, denn er dient nicht nur zum Antrieb der Motoren der Lokomotiven, er dient gleichzeitig als Transportmedium für Steuersignale, die von einem Gerät A zu einem Gerät B gelangen müssen.

Von daher ist auch nur schwer möglich, einen analogen Fahrbetrieb mit einem digitalen Fahrbetrieb zu mischen. Klassisch müssen bei einer analogen Bauweise Trennstellen und Stromabschnitte berücksichtigt werden, beim digitalen Bau verzichten wir darauf. Lediglich das sogenannten Programmiergleis (später mehr), wird Strom- und anschlusstechnisch vom Rest der Anlage getrennt.

Unser verlegtes Gleis dient beim digitalen Betrieb nicht nur dem Transport des Stroms, sondern auch der Steuersignale. Von daher darf das Gleis im Gegensatz zum analogen Betrieb nirgendwo unterbrochen werden.

Das folgende Bild zeigt dabei das einfache Prinzip der digitalen Steuerung.

Digitale Übertragung
Digitale Übertragung

Ein Befehlsersteller (Zentrale) verschickt dabei ein Signal an den Befehlsempfänger (Lok mit Decoder) [A]. Optional kann der Befehlsempfänger auch eine Rückmeldung an die Zentrale übermitteln [B]. Das ist aber für eine einfache digitale Steuerung nicht notwendig.

Im digitalen Umfeld spricht man immer von:

  • Zentrale
    Die Zentrale ist der Ersteller der Signale und damit letztendlich der Versender der Befehle an die angeschlossenen Empfänger. Die Zentrale wird oft auch Digital-Zentrale genannt.
  • Decoder
    Decoder (oder Dekoder) sind die Empfänger und Verarbeiter der Signale. Diese setzen z.B. den Befehl „Fahre vorwärts mit Tempo 10“ in die entsprechende Voltzahl um, damit die Lok entsprechend fährt.
  • Signalträger
    In der digitalen Welt spricht man oft vom Datenbus. Das ist aber nicht der Bus, den wir darunter verstehen würden (man kann dort nicht einsteigen), das Wort kommt aus dem Englischen und heißt soviel wie „Schiene“ oder „Strang“. In einem Datenbus werden ständig Signale transportiert und Geräte, die sich davon angesprochen fühlen (z.B. unsere Decoder), reagieren auf die entsprechenden Signale. Für die Einspeisung der Signale ist, logisch oder?, unsere Digital-Zentral zuständig.
  • Signale oder Befehle
    Wie erwähnt sorgen Signale dafür, das Befehle an die Empfänger in unserem digitalen Bus übermittelt werden. Damit beide Seiten wissen, wovon sie da eigentlich reden, gibt es die Definition derer in Form von Datenformaten.
    In der digitalen Steuerung von Modellbahn haben sich dabei eine kleine Reihe von Formaten durchgesetzt. Dazu zählen z.B. das DCC Format, das Motorola Format und das Selectrix Format. Es gibt auch noch ein paar seltenere Formate, die aber auf Grund der eingeschränkten verfügbaren Auswahl an Geräten nicht zu empfehlen sind. DCC und Motorola sind quasi die Standardformate und viele Hersteller unterstützen in Ihren Geräten beide Formate. Man spricht dann auch von „Multifunktionsgeräten„, z.B. „Multifunktions-Decoder“.
  • Rückmeldung
    Viele digitale Geräte unterstützen das Versenden von Rückmeldungen (Signalen) zurück an den Sender von Befehlen (die Zentrale). Dies kann z.B. für die Steuerung eine Schattenbahnhofs oder das Schalten von Weichen interessant werden.
    In Fachkreisen spricht man dabei vom S88-Bus. Viele moderne Zentralen verfügen schon über eine eingebaute Unterstützung, man kann aber auch aus Kostengründen darauf verzichten.
  • Multifunktionsprotokolle/Bus-Systeme
    Einige Hersteller von digitalen Geräten haben im Laufe der Zeit die Standardformate DCC, Motorola und S88 zu eigenem Bustypen zusammengefasst und erweitert. Das erleichtert natürlich die Kommunikation der Geräte untereinander, wenn man diese vom gleichen Hersteller bezieht. Leider kann es dadurch aber auch immer wieder zu Störungen kommen bis hin zum Nicht Funktionieren von Geräten!
    Man sollte beim Erwerb also immer genau hinschauen und sich informieren, ob die Geräte untereinander kompatibel sind.
    Geräte, die DCC/Motorola konform sind, sollte aber immer mit den verschiedenen Systemen und Geräten klar kommen.

Wer sich noch mehr in diese Materie einarbeiten will, hier findet man einen guten Artikel.

Warum fährt meine Lok nicht sofort los, wenn ich Sie auf eine Schiene mit ständig anliegenden Strom stelle?

Nun, das ist eigentlich ganz einfach. Moderne, analoge Loks besitzen eine Sperre, die bei Dauerstrom dafür sorgt, das die Lok nicht gleich losfährt. Generell sollte man aber analoge Loks NIE auf eine Schiene setzen, die digital betrieben wird!

Digitale Loks und deren Decoder geben den Strom an den Motor der Lok nur frei, wenn sie das entsprechende Signal bekommen. Von daher rollen diese auch nicht einfach los.

Tipp
Parallel zu einer digitalen Loksteuerung können Weichen und Signale weiterhin analog geschaltet werden (wie gehabt). Nur sollte man dafür einen separaten Transformator verwenden und auch leitungstechnisch alles von der digitalen Schaltung trennen.

Demnächst gehen wir dann mal ans Eingemachte. Was brauche ich für digitalen Betrieb, welche Komponenten gibt es und vor allem, was kostet mich das?

 

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