Heutzutage werden Modellbahnen üblicherweise "digital" gesteuert. Es gibt viele kompliziert beschriebene Bauteile und Fachbegriffe, die viele Modellbahner verwirren und irritieren.

Doch - eigentlich ist es ganz einfach!

Wie war es bisher: Die "elektrische Modelleisenbahn" wird mit elektrischem Strom betrieben. Dies funktioniert, wenn man eine elektrische Spannung an den Motor und an die Leuchten legt. Kurze mechanische Bewegungen steuert man über kurze elektrische Impuls-Spannung, z. B. Weichen, Formsignale und Entkupplungsgleise.

Die Spannung kommt aus der "Steckdose", ist also 110-240V Wechselstrom. Um spielzeugtauglich zu sein, muss diese gefährliche Spannung heruntertransformiert werden auf, je nach System, 9-24V. Das macht der Transformator, meist unsichtbar und nur durch ein Brummen bemerkbar. Geschwindigkeiten regelt man durch Spannungsänderung. Dafür gibt es auf dem "Regelransformator" einen Drehregler. Die Richtung wird, je nach System, durch Umpolen der Anschlüsse am Gleis (Gleichstrom z.B. TRIX, PIKO, Fleischmann, ARNOLD, LGB, Märklin Z und "1") oder durch einen stärkeren Spannungstoß (Wechselstrom, Märklin H0) geändert. Wir sehen, dass bei Gleichstrom diese Änderung direkt im Fahrtransformator vorgenommen wird, bei Märklin-Wechselstrom aber in der Lok. Die Märklin-Variante ist fast schon das Prinzip, dass auch beim Digitalbetrieb gilt - die Änderung erfolgt erst im Fahrzeug oder Funktionsteil.

Vom Regeltransformator führten zwei Kabel von einer bestimmten Anschlußklemme zum Gleis. Alle Loks, die auf diesem Gleis standen, vollzogen bei Betätigung des Regeltrafos dasselbe Manöver, sie wurden schneller oder langsamer, hielten an oder fuhren los oder wechselten die Fahrtrichtung, je nach Trafoaktion. Alle liessen ihr Licht leuchten, auch die Wagen, soweit sie beleuchtet waren. Manche Gleichstrom-System wurden auch mit speziellen Fahrregelern betrieben, die man in der Hand halten konnte. Sie funktionierten generell genauso wie der Regeltrafo und wurden Zwischen den Transformator mit Gleichrichter und das Gleis angeschlossen.

Man trennte "Stromkreise auf, z.B. inneres und äußeres Oval. Dann konnte man mit zwei "Trafos" zwei Loks getrennt steuern. Mit Oberleitung und/oder TRIX-Gleisen und TRIX-Loks konnte man eine weitere Lok mit einem weiteren "Trafo" auf demselben Gleis steuern.

Die stationären Funktionen der Weichen, Signale, Kräne, Schranken, Windmühlen und Lampen wurden über den Geräteausgang am "Trafo", stets Wechselstrom 12-16V, und nachgeschaltete Stellpulte/Schalter/Regler und von dort aus direkte Verdrahtung versorgt. Das kann auch so bleiben, wenn man will und soll hier erst einmal nicht weiter beschäftigen.

In Zukunft aber will man "digital fahren". Vereinfacht bedeutet das, dass man in nur einem Stromkreis viele Fahrzeuge steuern und viel Funktionen an diesen Fahrzeuge gezielt auslösen kann. Die Zahl der möglichen Funktionen ist nur durch das System begrenzt und muss hier nicht betrachtet werden. Wichtig ist, zu verstehen, was sich grundsätzlich ändert.

Ich will es mit einfachen Worten beschreiben, deshalb sollten Fachleute hier nicht auf präzisere Wortwahl drängen - es geht auch beliebig komplex, hilft aber auch nicht mehr.

Beim "Digitalbetrieb" der Modelleisenbahn wird nicht mehr die Spannung am Gleis händisch verändert oder umgepolt. Statt dessen wird der ständig fliessende Strom in seiner Eigenschaft verändert, um Änderungssignale an die Lok zu senden. Diese "wartet" ständig auf Änderungssignale und macht solange das, was ihr das letzte Änderungssignal mitgeteilt hat. Deshalb braucht jede Lok eine eigene "Adresse", damit sie weiss, dass sie gemeint ist.

Statt "Gleiskreis, du hast jetzt mehr Strom" teilt man ihr also mit "Lok 3, fahre bitte ab sofort 3 Fahrstufen schneller". Das wird die Lok so tun, solange der Digitalstrom am Gleis liegt und kein Änderungsbefehl kommt.

Wie macht man das?

Es ist ein wenig wie bei der menschlichen Stimme (und wie beim UKW-Radio...). Es gibt den Redefluß der Worte und es gibt Stimmlagen und Betonungen, mit denen man die Aussagen moduliert. Genau das passiert auf der Leitung zwischen Steuergerät und Lok. Es handelt sich hierbei um eine sogenannte "BUS-Steuerung", die man als "CANBUS" aus dem Auto kennt. Das kann man nachlesen - oder ignorieren, ist für den Betrieb nicht so wichtig.

Die Stromversorgung geschieht weiter mit einem Transformator, der aber idealerweise einen geglätteten Gleichstrom abgibt. Meist ist das heute ein "Schaltnetzteil" wie beim Notebook-Computer. Es versorgt die "Zentrale", genaugenommen einen Computer in einer schwarzen, grauen oder weißen Kiste, mit der nötigen Energie.

Diese Kiste benötigt einen Befehlsgeber - Hand-Steuergerät oder PC/TABLET/SMARTPHONE - der ihr sagt, was zu tun ist. Es gibt auch Zentralen mit integriertem Steuergerät, also Tasten, Regler, Anzeige durch LEC oder Bildschirm auf dieser Kiste. Von Funktion und Bedienung ist das grundsätzlich gleich. Aus eben dieser Zentrale gehen zwei Kabel an das Gleis, wie früher auch.

Die Lok nimmt weiterhin die elektrische Spannung mit den Rädern bzw. dem Schleifer auf. Räder und Schleifer dürfen aber nun keine direkte elektrische Verbindung mit den Verbrauchern mehr haben. Weder Motor noch Licht noch Rauchgenerator noch Kupplungsmagnet dürfen direkt damit oder dem Metallrahmen/Metallgehäuse verbunden sein!

Die Spannung geht nun von den Rädern/Schleifer nur weiter zweipolig zum Dekoder oder, bei modernen Modelle zur "Schnittstelle", in die der Dekoder eingesteckt ist. Beides ist von der Funktion gleich.

Der "Dekoder" ist wieder ein kleiner Computer, der sozusagen auf die Spannung lauscht. Er kennt seine "Adresse", in unserem Fall die "3" und wartet einfach auf Änderungsanweisungen. Solange leitet er einfach den Strom nach Gleichrichtung so an die einzeln an die Schnittstelle/den Dekoder angeschlossenen Verbraucher, wie er angewiesen wurde. Er versorgt den Motor so, dass dieser das macht, was er gerade soll. Er bringt Spannung zu Spitzen- und Schlußlicht, wie ihm befohlen ist - und wie es in der Lokinstallation möglich ist.Je nach Dekoder und Lokausstattung produziert er den "Sound", steuert die Stromabnehmer/Türen/Kupplungen über weitere Kabel, die von ihm oder von der Schnittstelle ausgehen.

Die vielen Tasten auf dem Steuergerät und der Fahrregler darauf geben diese Befehle ein. Ein "Not Aus" sperrt bei Betätigung das Gleis vom Strom gänzlich ab. Dann bleibt alles sofort stehen.

Wichtig zu wissen ist, dass man nicht so einfach mehrere Stromkreise durch Gleisisolierung betreiben kann. Das Überfahren von Trennstellen im Gleis in Bereiche, die von anderen Stellen versorgt werden, wird die Lok oder die Zentrale beschädigen oder zerstören. Es gibt Möglichkeiten, dass zu handhaben, aber das ist nicht einfach und sollte für Anfänger vermieden werden. Der normale Trafo darf niemals gleichzeitig am Gleis angeschlossen sein!

 Fast alle Zentralen könmnen auch eine Lok ohne Dekoder unter der Adresse "1" steuern - aber ich rate dazu, das nicht zu nutzen, denn diese Lok kann außer Kontrolle geraten.

Fazit:

Digitalbetrieb benötigt zusätzliche Ausstattung:

  • Zentrale mit eigener Stromversorgung und mit Steuergerät
  • Dekoder im Fahrzeug
  • Geeignete Fahrzeuge mit absoluter Trennung der Spannung zwischen Rad/Schleifer/Aufbau/Rahmen und Verbraucher
  • Keine elektrischen Kontakte mit anderen Spannungsversorgern erlaubt
  • Keine Entstörspulen oder Entstörkondensatoren im Gleisanschluß

Digitalbetrieb steuert durch Änderungsbefehle, nicht durch Reglerzustände

Tipp: Am besten übt man mit einem einfachen Gleiskreis auf dem Fußboden/Tisch das Steuern und Fahren

Welches "System" und welche Ausstattung brauche ich?

Das ist zunächst fast gleichgültig, nur 3 Unterschiede sind wichtig:

  • Märklin unterstützt bevorzugt sein eigenes System (MOTOROLA-basiert, drei Entwicklungsstufen bekannt). Es gibt hausinterne Geräte und Dekoder, aber viele Dritthersteller liefern auch dazu passende Geräte. In allen andern "Welten" ist dieses System nicht üblich.
  • Selectrix ist nicht mehr sehr verbreitet und sollte deshalb nicht neu installiert werden
  • DCC ist die die Wahl für alle anderen Gleichsromsysteme. Die Wahl von Steuergerät/Zentrale/Dekoderhersteller ist im Grunde gleichgültig, solange man nur Fahrzeuge damit direkt steuern will. Es passt stets alles gut zusammen.
    Unterschiede gibt es bei der Koppelung von Steuergeräten, da hier verschiedene Kommunikationsprotokolle, also "Sprachen" existieren. Im wesentlichen sind das "Loconet" und "Xpressnet". Für den Anfang spielt auch das keine Rolle, solange Zentrale und Eingabegerät zusammenpassen. Den Dekodern ist es gleich.

Am besten beginnt man mit einer Startpackung, die häufig preiswert zu bekommen ist. Außerhalb der Märklin-Welt ist der einfachste und preiswerteste, ausbaufähige Einstieg eine Roco-H0-Packung mit der weissen z21-Zentrale und der roten "Multimaus" oder eine solche Kombination, die aus einer "gewilderten" Anfangspackung stammt. Wer sich nicht traut, Dekoder in Loks einzubauen, nimmt eine Lok mit eingebautem Dekoder oder lässt sie im Handel umbauen bzw. den Dekoder einsetzen. Da kann man dann auch die gewünschte Adresse vorgeben.

Die Standardadresse einer neuen Lok oder eines neuen Dekoders ist bei DCC stets die "3". Will man mehr als ein Fahrzeug ansteuern, braucht ein anderes Fahrzeug eine andere Adresse. Schlau ist es, die "3" nicht standardmäßig zu benutzen, damit sie für Zugänge und Tests bequem frei bleibt. Wie man sie ändert, steht in der Bedienungsanleitung der Zentrale und ist nicht schwer. Aber Achtung: Auf dem Gleis wird diese Änderung an jedes Fahrzeug gegeben, das diesen Befehl empfangen kann! Also aufpassen, dass nie ein anderes Fahrzeug auf dem gleichen Gleis steht. Am besten nimmt man dafür ein eigenes, physisch getrenntes Gleis, das sogenannte "Programmiergleis", das man nie und nimmer mit dem Fahrgleis verbindet.

 

 

   
© Will Berghoff 2013
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