Identifikation oder
"Standortbestimmung" in digitalen Systemen
Werden in digitalen Systemen PC-Steuerungsprogramme zur
Steuerung von Loks / Triebfahrzeugen eingesetzt, so ist es
unabdingbar das eine Identifikation und damit eine "Standortbestimmung"
vorgenommen wird.
Auf dem Markt werden hierfür verschiedene Meldesysteme angeboten,
die über unterschiedliche Schnittstellen direkt oder indirekt über
eine Zentrale an den PC angeschaltet werden können.
Bei der Planung ist allerdings bereits darauf zu achten, ob das
vorgesehene PC-Steuerungsprogramm dieses Meldesystem auch
unterstützt ODER es ist das Meldesystem nach dem
PC-Steuerungsprogramm auszuwählen.
Im allgemeinen wird in der Modellbahnerwelt die
"Standortbestimmung" unterteilt in ...
a) "Dauermelder"
b) "Punktmelder"
"Punktmelder" sind dadurch charakterisiert, daß sie an einem
örtlichen Punkt installiert sind und nur dort eine Sensorwirkung
entfalten können.
"Dauermelder" sind dadurch charakterisiert, daß sie über einen
örtliche größeren Bereich (z.B. Gleisabschnitt,
Weichenstraße) eine Belegung erfassen können.
Hinweis:
Es gibt auch Unterscheidungen, die sich nach der Dauer des
Stromflusses während einer Besetztmeldung ausrichten. Solche
Kriterien halte ich für sehr fragwürdig, denn wenn sich ein
Gegenstand über die Zeit "t" in einer Lichtschranke befindet, dann
ist deren Dauer des Stromflusses genau so lang, als wenn sich der
Gegenstand über die Zeit "t" z.B. auf der Schiene befindet.
Identifikationsverfahren im Selectrix
- System (SX 1)
Grundsätzlich lassen sich zwei Arten von Identifikationen unterscheiden ...
- die Identifikation von Fahrzeugen mittels einer
Stromflußerkennung
- die Identifikation der Adresse eines Lok-Decoders und
damit einer einzelnen Lok bzw. eines Triebfahrzeugs, etc. >
"Adressermittlung"
Besetztmeldung > Stromflußerkennung
Dauermelder
Hier erfolgt die Identifikation dadurch, daß in einem "Melde -
Modul" (Besetztmelder) gemessen wird, ob ein Stromfluß >>
von der Zentrale / Booster über das Gleis
(Gleisabschnitt) und das Fahrzeug zur Zentrale / Booster
hin erfolgt.
Einsatz im 2Leiter-Bereich:
Die Fahrzeugachsen dienen als Isolierung zwischen den Rädern der
Fahrzeuge. Auch der Wagenrahmen ist isoliert gegenüber den Rädern
aufgebaut. Sollen Wagen auch eine Besetztmeldung auslösen, so
müssen die Räder über einen hochohmigen Widerstand miteinander
verbunden werden ( >> z.B. Leitlack, SMD-Widerstand).
HINWEIS:
Diese "Achswiderstände" bilden elektr. eine
Parallelschaltung von Widerständen. Hierbei ergibt sich der
Gesamtwiderstand -- eines Zuges -- aus der Addition der
Widerstands-Leitwerte (L = Kehrwert eines einzelnen
Widerstandswertes : L1= 1/R1 >> L = L1 + L2 + L3 + ...
Ln) und der anschließenden Umrechnung des
Ergebnisses in den Widerstandswert (R=1/L) ODER anders
ausgedrückt R= (R1*R2)/(R1+R2), wobei R1 und R2 jeweils zwei
parallele Widerstände sind.
Die Besetztmelder benötigen einen min. Strom, der fließen muß, wenn
auch nur 1 Wagen liegen bleibt und auf der anderen Seite gibt es
den Booster, der eine definierte Strommenge liefert.
Daraus ergibt sich die max. Anzahl von Achsen in einem Zug die mit
Widerständen ausgestattet werden dürfen nach der Beziehung ...
Rmin = U booster / I max.
booster UND dann L = 1 / Rmin sowie L <= 1/R1
+ 1/R2 + 1/R3 ...
Bei den Loks / Triebfahrzeugen wird über Schleifer der Strom z.B
von den Rädern abgenommen und zum Lok-Decoder / Motor geführt.
Einsatz im 3Leiter-Bereich (Märklin - Gleise):
Die Loks / Triebfahrzeuge sind mit ihrem Schleifer auf den
Mittelleiter als die eine "Stromschiene" ausgerichtet und mit den
Rädern über die Schienen auf die zweite "Stromschiene".
Es kommt also ein Stromfluß von der Mittelschiene über den
Schleifer zum Lok-Decoder / Motor und den Rahmen sowie die Räder
zu den "Außen - Schienen" zustande.
Je nach
Märklin-Gleistyp sind die beiden "Außen-Schienen" miteinander elektr.
verbunden oder auch nicht.
Die Fahrzeugachsen sind auf jeden Fall elektr. leitend miteinander
verbunden (Stand 2008 / 2009).
Im Projekt St. Margareten
wird das K-Gleis verwendet, bei dem die beiden Schienen der Gleise von
einander isoliert sind. Dies gilt ebenso für die "schlanken"
Weichen und DKW. Hingegen sind die Schienen bei den "Standard
Weichen / DKW" elektr. miteinander verbunden.
Daraus ergab sich die Notwendigkeit vier Maßnahmen zur
Besetztmeldung zu ergreifen, wenn auch die einzelnen Wagen eine
Besetztanzeige generieren sollen ..
- In den "isolierten Schienenbereichen" wird nur
eine Schiene als "Stromschiene" verwendet, die zweite als
"Melde-Schiene". Solange sich ein Fahrzeug auf dem Gleis
befindet, verbindet dieses die beiden Schienen und die
"Melde-Schiene" hat elektr. das gleiche Potential wie die
"Stromschiene". An die "Meldeschiene" wird der Besetztmelder
angeschlossen, an die "Stromschiene" der Booster.
- In den "leitenden Schienenbereichen" werden
zur Überwachung Lichtschranken (LEDs und Photo-Transistoren)
eingesetzt. Ist der Infrarot-Strahl durch ein Fahrzeug / Wagen
unterbrochen, dann wird dies umgesetzt und das "Stromschienen-Potential" an den Besetztmelder geleitet.
Anmerkung:
Mit einigem Aufwand und guten bastlerischen Fähigkeiten sollen
sich (lt. Internet-Informationen) die "Standard Weichen / DKW"
auch umbauen lassen.
- Die beiden Schienenbereiche (zu 1. und 2.) müssen elektr.
voneinander getrennt werden, was durch Isolierung /
Unterbrechung des Mittelleiters als auch der BEIDEN "Außen-Schienen" erfolgt. Beide Bereiche müssen separat an jeweils einen Booster
angeschlossen werden.
- Soll, wie hier im Projekt, auch noch eine
Lok-Decoder-Identifikation (Lok-Adressermittlung) installiert
werden, dann muß die oben erwähnte "Stromschiene" elektrisch
auch über den Besetztmelder geführt werden.
Durch diese Maßnahme läßt sich die Lokadresse und somit die Lok
(Bezeichnung) ermitteln.
Hinweis:
Über diesen Zweig fließt der gesamte Strom des sich im Abschnitt
befindlichen Zuges. Die Leitungen sind entsprechend stark
(Querschnitt) auszulegen; im Gegensatz zu den Leitungen der
"Melde-Schiene", wo nur wenige mA an Strom fließen.
Punktmelder
Als Punktmelder können verschiedene Techniken zum Einsatz
gelangen ....
- Lichtschranke (Infrarot -- IR)
- Hallsensor
- Schaltkontakte + Magneten ("Magnetkontakt";
"Reedkontakt")
- im 3Leitersystem ist auch noch das Kontaktgleis mit
Schleiferauslösung bekannt
Lichtschranke
Hier erfolgt die Identifikation dadurch, daß ein
Fahrzeug einen von einer LED ausgesendeten IR-Strahl
(im nicht sichtbaren Bereich)
unterbricht bzw. diesen reflektiert.
Im einen Fall muß die Unterbrechung, als Kennung
der Belegung; im anderen Fall die Reflektion zu einem Stromfluß
führen, der dann von dem Besetztmelder erkannt wird.
Der Einsatz einer Lichtschranke ist für 2 und 3
Leiter gleich.
Zu Bedenken sind jedoch bei der Planung
die Einwirkungen von Fremdlicht (Tageslicht, Lampen) sowie die
Ausführung der reflektierenden Flächen (Farbe, Form).
Anmerkung:
Je nach betrieblicher Situation kann eine Lichtschranke auch den
Charakter eines "Dauermelders" annehmen; z.B. dann, wenn ein
Fahrzeug bei einem Halt oder ein Zug für die Dauer der Vorbeifahrt den "Lichtstrahl" permanent unterbricht.
Hinweis:
Es gibt auch Phototransistoren, die auf ein breites Spektrum von
Frequenzen wirken, so wie z.B. im Tageslicht oder normale
Glühbirne vorkommend.
Setzt man einen solches Bauteil ein und läßt Tageslicht /
Kunstlicht darauf fallen, dann ersetzen diese ein Opto - LED,
z.B. aus dem Infrarot Bereich.
Wird ein solcher Phototransistor von einem Fahrzeug abgedeckt,
dann hat das die gleiche Wirkung als wenn ein Fahrzeug in eine
Lichtschranke fährt.
Solche Phototransistoren können z.B. ins Gleisbett eingebaut
werden.
Nachteil: Es muß immer genügend Helligkeit vorhanden sein. Eine
abgedunkelte Anlage (z.B. Nachtsimulation) wird problematisch.
Einsatz
Im Register "Projekt - Realisierung" (links) ist
unter "Umrüstung" >> Drehscheibe der Einsatz von obigen
Phototransistoren dargestellt.
Hallsensor
Hier wird durch ein vorbeifahrendes Fahrzeug,
welches mit einem Magneten ausgestattet ist, für die Dauer der
Vorbeifahrt "des Magneten" ein magnetisches Feld im stationären
Teil verändert.
Die Änderung ist dann in einen Stromfluß umzusetzen, der dann vom
Besetztmelder erkannt werden kann
Der Einsatz eines Hallsensors ist für 2 und 3
Leiter gleich.
ACHTUNG beim 3 Leiter Gleis.
Der am Fahrzeug angebrachte Dauermagnet kann in Zusammenwirkung
mit der mittleren Versorgungsschiene (Punktkontakte) wie ein
Generator wirken und unter Umständen das digitale Signal
verfälschen.
Schaltkontakte + Magneten
Hier wird durch ein vorbeifahrendes Fahrzeug,
welches mit einem Magneten ausgestattet ist, für die Dauer
der Vorbeifahrt "des Magneten" ein Schaltkontakt betätigt.
Das Schalten ist dann in einen Stromfluß umzusetzen, der dann vom
Besetztmelder erkannt werden kann
Der Einsatz eines Schaltkontaktes + Magneten ist für 2 und 3
Leiter gleich.
Kontaktgleis mit Schleiferauslösung
Dieser Umschalter wird -- abhängig von der
Fahrtrichtung -- vom Schleifer des Fahrzeugs betätigt. Seine
Wirkung ist analog der des Schaltkontakts + Magneten.
Dieses Kontaktgleis wird spezifisch von der Fa. Märklin angeboten.
Einsatzbereiche
Typischerweise werden die "Punktmelder" dort eingesetzt, wo man
einen gezielten Ortungspunkt (Schaltpunkt) ermitteln möchte.
Hingegen werden "Dauermelder" eher dort eingesetzt, wo es
sich um die
Überwachung örtlich längerer Abschnitte handelt, z.B. ob ein
Anhänger "liegengeblieben" ist ODER
wo die Installation des Melders (insbesondere im sichtbaren
Bereich) unauffälliger erfolgen muß
(Trennung eines Gleises durch einen Schnitt, der
sich auch noch kaschieren läßt).
Wird ein "Dauermelder" erreicht und ausgelöst, so hat dies
in Bezug auf den Auslösemoment die gleiche Aussage, wie das
Auslösen eines "Punktmelders"; hingegen läßt sich der
"Sichtbereich" (Meldebereich) des "Dauermelders" beliebig weit ausdehnen.
Wie zu ersehen ist, müssen alle "Punktmelder" und
"Dauermelder" bei einem Meldeereignis einen
Stromfluß generieren, der von der Besetztmelder - Elektronik erkannt werden
kann und als "Bus-Meldung" zur Auswertung an die Zentrale weiter geleitet wird.
Daraus folgt, es lassen sich grundsätzlich die gleichen
Besetztmeldertypen einsetzen, gleich ob der Sensor ein "Dauermelder"
oder "Punktmelder" ist.
Lok-Adressermittlung
Für die diversen digitalen Systeme gibt es
auf dem Markt unterschiedliche Systeme, die eine Adressermittlung
unterstützen.
Im folgenden soll allerdings nur das Selectrix 1 * - System
betrachtet werden.
Lok - Decoder - Adressermittlung (bei Selectrix
1 *)
Um dieses Leistungsmerkmal einsetzen zu können, werden
spezifische Lok-Decoder von der Fa. Doehler & Haas benötigt,
sowie spezifische Besetztmelder nebst Zentralen /
PC-Steuerungssoftware, welche dieses Verfahren unterstützen.
Am Markt bietet heute (2011) die Fa. Müt (DIGIRAIL)
als auch die Fa. MTTM solche Melder / Zentralen an.
Der in diesem Projekt eingesetzte 8i Besetztmelder der Fa. Müt
kann bis zu 4 Lok-Adressen pro Melde-Abschnitt erkennen und
erfassen.
Stand 5.2017 >> Die Marke DIGIRAIL wird jetzt
durch Hr. Stollner direkt betreut.
Die Fa. Müt hat dieses aus dem Programm genommen.
Weitere Informationen über die aktuellen
Versionen erhalten Sie von den jeweiligen Firmen - Web - Seiten.
Prinzip der Ermittlung:
Die Rechteck-Gleisspannung wechselt ihre Polarität laufend und
zwar abhängig von der im SX - System vorgegebenen Frequenz.
Für einen kleinen Augenblick (µs) -- Umschaltzeitpunkt -- liegt dabei keine Spannung am Gleis
an , danach steigt die Spannung dann wieder
am Gleis "sprunghaft" auf "+ / - max.
der Versorgung" an.
Der Lok-Decoder hat intern einen kleinen
Kondensator als Energiespeicher, der jeweils aufgeladen wird, wenn
die max. Versorgung am Gleis anliegt. Dieser Kondensator liefert zum
Zeitpunkt, in dem das Gleis spannungslos ist, einen kleinen Strom
(ca. 1-2 mA; neuerdings ab Selectrix II* bis zu 8 mA) und zwar jeweils dann,
wenn der Lokdecoder seine eigene Adresse während der
Nachrichtenübermittlung erkennt.
zur Erinnerung:
Selectrix * sendet kontinuierlich, permanent alle Adressen und Einstellungen
nacheinander über das Gleis zu den Fahrzeugen (Lok-Decodern).
Dieser Stromfluß des Lok-Decoder-Kondensators wird im Besetztmelder erkannt. Da dort auch durch
den Takt bekannt ist, wann der spannungslose Gleiszustand
herrscht, wird dieser Strom anders interpretiert als der Strom zum
Zeitpunkt des angeschalteten Boosters.
Dadurch, daß der Besetztmelder ständig an der Gleisversorgung
elektrisch angeschaltet ist, "hört" er auch laufend die über das
Gleis (Gleisversorgung) übermittelten Nachrichten, welche
natürlich auch die Decoderadresse (Lokadresse) enthalten.
Der Besetztmelder merkt sich jetzt die Adresse und prüft, ob in
den Taktpausen, die bei der Nachrichten / Adress - Übermittlung
vorhanden sind, eine Lok in seinem Bereich (Meldeabschnitt 1-8)
quasi antwortet, d.h. sich der Kondensator im Lokdecoder entlädt.
Ist dies der Fall, dann wird die Decoderadresse (Lokadresse)
diesem Meldeabschnitt zugeordnet und als Information an die
Zentrale oder den Handregler oder die PC-Steuerungssoftware übertragen.
Hierzu müssen natürlich
alle Komponenten aufeinander abgestimmt sein und als Ganzes
funktionieren.
Auf der
WebSeite von
Winfried Steinhart sind hierzu weitere techn. Details zu entnehmen, von dort stammt auch der
Inhalt der vorgenannten Zusammenfassung.
Lok - Richtungsermittlung (bei Selectrix)
Die Identifikation beruht darauf, daß ein "intelligenter"
Besetztmelder erkennt, wie die Polarität des Kondensators im
Lokdecoder am Gleis ist.
Diese richtet sich beim 2Leiter-System danach, wie die Lok auf
dem Gleis steht (vorne / hinten), da
die Stromabnahme über die Räder erfolgt, welche elektr. voneinander isoliert sind.
Beim 3Leiter-System, welches in diesem Projekt zum
Einsatz kommt, kann eine solche Richtung nicht ermittelt werden,
da konstruktionsbedingt sich die Polarität am Mittelleiter beim
Drehen der Lok auf dem Gleis nicht ändert. Man erhält immer die
gleiche Richtungsangabe (abhängig von der
internen Lokverdrahtung), unabhängig von dem Lokstand auf dem
Gleis.
Dies gilt es, insbesondere bei Einsatz eines 3Leiter-Systems, im Auge zu behalten, wenn an der Zentrale oder in der
PC-Steuerungssoftware Richtungsangaben angezeigt werden, die auf
einer HW-Identifikation beruhen; denn alle Systeme sind an dieser
Stelle auf den 2Leiter-System-Einsatz ausgelegt.
3Leiter-System (Märklin *) und Selectrix * zum
Fahren zu verwenden ist heute (2011) noch exotisch.
Anmerkung
Für einen reinen manuellen "Hand"-Betrieb, unterstützt z.B. durch
ein Gleisbildstellwerk, reicht die reine Besetztmeldung aus.
Komfortabler ist es auch im "Hand"-Betrieb,
insbesondere bei nicht gut einsehbaren Stellen, wenn eine
Lok-Adressermittlung vorhanden ist.
Man benötigt dann keine Hilfsmittel, um sich die Lokadressen zu
merken.
Ein Erkennen der Lok und damit der Lokadresse wird dann
problematisch, wenn sich auf der Anlage Loks gleichen Typs und
Aussehens befinden.
Die
DIGIRAIL * - Zentrale oder ein DIGIRAIL * -
Handregler unterstützt jeweils die Lok-Adressermittlung im
Zusammenhang mit dem DIGIRAIL * 8i Besetztmelder. Seit
2011 steht auch ein System vom MTTM zur Verfügung.
Planungshinweis bei Einsatz von
TC *
(Zum besseren Verständnis: siehe
hierzu auch die Beiträge zu Train Controller und den einzelnen
Diskussionen über die Objekte, insbesondere Melder und Blöcke !!!)
Jeder TC* Block benötigt min. einen realen
HW-Bezugspunkt, d.h. einen HW-Melder, der definitiv meldet, daß
sich in seinem zu überwachenden Abschnitt ein Fahrzeug befindet.
Dieser Bezugspunkt wird in TC* mit
Markierungen verknüpft, wobei für die unterschiedlichen
Funktionen der Zugbeeinflussung jeweils eigene Markierungen zur
Verfügung stehen
Die Funktionen Bremsen bzw. Halten werden
durch solche Markierungen ausgelöst.
Je nach Anforderung und Gleisgeometrie
können in einem Block auch mehrere Melder eingebaut werden. Dies
ist insbesondere bei langen Fahrstrecken sinnvoll. Ein Melder
übernimmt die Kontrolle über die Einfahrt in einen Block, ein
zweiter bestimmt den Start des Bremsens und ein dritter
übernimmt das Halten.
Soll in einen belegten Block ein weiterer
Zug / Lok einfahren, so ist zwingend auf der Seite der
Blockeinfahrt ein Melder zu installieren, der vom im Block
befindlichen Zug nicht aktiviert ist und den einfahrenden Zug /
Lok registrieren kann.
Ist es aus technischen Gründen nicht
möglich solche Art Melder in einem bestehenden Block noch
zusätzlich einzubauen, dann kann man auf sog. virtuelle Melder
oder Bahnwärter zurückgreifen, die anstelle des Melders dessen
Funktion übernehmen.
Achtung:
Virtuelle Melder oder Bahnwärter müssen aber mit einem realen
Melder außerhalb des Blocks verknüpft sein.
Das Ansprechen von Virtuellen Meldern wird vom
Programm aufgrund einer Weg / Zeit Betrachtung errechnet, wann die
Lok bei einer bestimmten Fahrstufe (Geschwindigkeit) den
Bremspunkt bzw. Haltepunkt erreicht haben wird / hat.
Beim Bahnwärter - Einsatz muß man diese
Weg / Zeit Berechnung in der jeweils zugeordneten Markierung mit
einbeziehen.
Welche Variante eingesetzt werden soll hängt u.a. stark mit den
Gegebenheiten auf der Anlage zusammen und dem Lok - Park.
Warum ??
Die Loks (oder die Wagen bei geschobenen Zügen) haben ihre
leitende Achse / Stromabnehmer am Rad an jeweils unterschiedlichen
Stellen in Bezug auf das jeweilige Fahrzeugende / Fahrzeuganfang.
Betrachtet man einen Haltepunkt, dann gibt der größte Abstand
(über alle Fahrzeuge betrachtet) plus etwas Reserve die min. Länge
des Halteabschnitts vor. Anderenfalls würde die Lok / der Wagen in
ein anderes Gleis hineinragen.
Der Vorteil der realen Melder ist, daß das Programm weniger
berechnen muß und Loks nicht so exakt in einem Weg / Zeit Diagramm
vermessen werden müssen; denn die HW meldet wann die Lok den
"Aktionspunkt" (z.B. Bremsen, Halten) erreicht hat.
Steht wenig Platz auf einer Anlage zur Verfügung, dann kann es
günstiger sein mit virtuellen Meldern / Kontakten
zu arbeiten. Diese kann man leichter an die Entfernungen, etc.
anpassen.
Mehr Aufwand wird bei der Einmessung benötigt UND die Loks
müssen von der Mechanik her ein ziemlich reproduzierbares,
gleiches Verhalten zeigen.
Im Zweifelsfall sollte man sich eine Versuchsstrecke zum Testen
aufbauen.
St. Margareten --
Meldesystem-Aufbau
Meldertypen
Das in St. Margareten
zum Einsatz kommende Märklin K-Gleis * ist dadurch
charakterisiert, daß die beiden Schienen des Gleises voneinander
elektrisch isoliert aufgebaut sind.
Bei den Weichen und DKW gibt es Unterschiede
(Stand 2017) , so weisen die sog. "schlanken Weichen /
DKWs" ebenfalls eine elektrische Trennung der Schienen auf,
während alle anderen (normalen) Weichen / DKWs hier eine elektrische
Verbindung aufweisen.
Dieser Sachverhalt führt zu dem Ergebnis, daß, wenn "normale
Weichen / DKWs" eingebaut werden, die elektrische Isolierung des
Gleises negiert wird.
Maßnahme:
Es muß auf allen Seiten der Weiche / DKW, an denen das
Gleis angeschlossen wird, mindestens eine der Gleisschienen
mechanisch getrennt werden, so daß wieder eine elektrische Isolierung
hergestellt wird.
Die getrennte Schiene kann dann als "Meldeschiene" für einen
"Dauermelder" verwendet werden.
Bei Verwendung der "schlanken Weichen / DKWs" ist diese
Maßnahme nicht notwendig, hier kann die "Meldeschiene" über die
Weichen / DKWs durchlaufen.
Soll auch bei den "normalen Weichen / DKWs" eine
Belegungsüberwachung vorgenommen werden, so muß man auf die
"Punktmelder" ausweichen.
In St. Margareten
werden hierzu eigens entwickelte IR (Infrarot) - Melder als
Vorsatz zu den Besetztmeldern eingesetzt.
Je nach Funktion / Aufgabenstellung kommen in
St. Margareten
zwei Melderfabrikate zum Einsatz ...
- zur Belegungserkennung von Brems- bzw. Halteabschnitten bzw.
Weichen und Weichenstraßen - Überwachung > reine
Stromerkennungs-Melder
- zur Belegungserkennung UND Lok-Decoder-Adressermittlung >
sog. intelligente Stromerkennungs-Melder
Fahrwegaufbau
Die Anlage, d.h. die Gleis-Fahrwege sind in Blöcke unterteilt,
die über Weichenstraßen miteinander verbunden sind. Eine
Weichenstraße besteht aus 1 bis n Weichen, Kreuzungen oder DKWs.
Eine lange Fahrstrecke kann auch in mehrere aufeinander folgende
Blöcke unterteilt sein / werden.
In diesem Fall liegt zwischen den Blöcken keine Weichenstraße.
Im allgemeinen wird man eine solche Aufteilung wählen, wenn
mehr und dichterer Zugverkehr auf der Anlage erfolgen soll.
Die Blocklänge wurde so gewählt, daß in den jeweiligen Block
(elektrischer Melde - Abschnitt) der längste von mir eingesetzte
Zug Platz findet.
Die einzelnen Blöcke sind elektrisch so ausgestaltet, daß jeder Block für sich mittels
eines Melders auf seinen Zustand FREI / BESETZT überwacht
werden kann.
Sollen weitere Ereignisse bei Erreichen eines Punktes erkannt
und gemeldet werden, so wurden weitere Melder installiert.
Hinweis:
Aufbau und Ausgestaltung des Meldesystems ist wiederum in
Zusammenhang mit dem einzusetzenden PC-Steuerungsprogramm zu
betrachten.
Die folgenden Aussagen beziehen sich auf die Verwendung des
SW-Programms TrainController (TC) * in der Variante Gold *.
TC * kann nur in Blöcken die Lok / Fahrzeug
Einstellungen verändern.
Zum korrekten Steuern wird ein Brems- und
ein Haltemelder neben einem allgemeinen Besetztmelder für jeden
Block gefordert.
Wobei der Brems- als auch der Haltemelder oder auch beide sog.
virtuelle Melder sein können.
Ein virtueller Melder ist immer mit einem realen Melder innerhalb
eines TC-Blocks zu verbinden; d.h. es muß in einem TC-Block
mindestens ein realer Melder vorhanden sein.
Die einwandfreie Funktion von virtuellen Meldern ist jedoch an die
Vorgabe gebunden, daß die Loks mittels TC genau "eingemessen"
sind, d.h. TC eine Kennlinie ermittelt hat, aus der sich Weg und
Zeit sowie die Geschwindigkeit für die betreffende Lok ergibt.
Sind die mechanischen Eigenschaften einer Lok (z.B. aufgrund von
Kalt- / Warm- Verhalten; Abhängigkeit von Luftfeuchte /
Raumtemperatur) recht
unterschiedlich, dann kann es zu Abweichungen zur aufgenommenen
Kennlinie kommen und die Loks halten mit größeren Differenzen.
Will man dies vermeiden, dann verwendet man besser immer reale
Melder; dieser löst aus, wenn das Fahrzeug die Melderposition
erreicht hat.
In TC wird jegliche Verbindung zwischen zwei
TC-Blöcken als Weichenstraße tituliert !!, das kann anfangs zu
gedanklicher Verwirrung führen.
In St. Margareten
werden neben den realen Besetztmeldern ausschließlich reale
Brems- und Halte- Melder eingesetzt.
Je nach
Funktionalität, die dem Melder in TC* zugeordnet ist, wird das Ansprechen des Melders als eine Gleis -
Zustandsaussage FREI oder BESETZT ausgewertet bzw. als
Aktionsereignis Bremspunkt / Haltepunkt erreicht oder es wird eine
sonstige Aktion ausgelöst.
Im TC* Steuerungsprogramm wird das Bremsen durch eine
Bremsmarkierung realisiert, welche an einen realen Melder
"angeschlossen" sein muß.
Analoges gilt auch für das Halten, hier gibt es eine
Haltemarkierung.
Beide Markierungen haben Parameter mit
deren Hilfe eine Feinabstimmung vorzunehmen ist.
Die Anordnung der Meldeabschnitte bzw. der Lichtschranken ist
planerisch iterativ zwischen Fahrweg <> Fahrzeuggegebenheiten <>
TC-Anforderungen zu ermitteln und festzulegen.
Ereignisermittlung - Melder Aktivierung im 3 Leiter
System (K-Gleis)
Gleiszustand Frei / Besetzt --
Lok-Dekoder-Adresse
Der Gleiszustand wird innerhalb eines Blocks folgendermaßen ermittelt ...
- bei Loks / Triebfahrzeugen und beleuchteten Wagen
wird ein Stromkreis über den Mittelleiter den Lok-Dekoder /
Motor und / oder Beleuchtung über die zur Stromschiene
definierte Außen-Schiene des Gleises geschlossen.
Die
"äußere Stromschiene" ist direkt an einem Booster angeschlossen
(hier rote Drahtfarbe).
Der Mittelleiter wird über einen der 8i Besetztmelder*
- Eingänge zu
dem Booster geführt (hier blaue Drahtfarbe), an dem auch der Mittelleiter
angeschlossen ist.
Der 8i Besetztmelder erkennt zum einen den Stromfluß und
meldet BESETZT und zum anderen registriert er in der
Umpolungspause der Gleisspannung das Entladen des
Lok-Kondensators und leitet daraus die
Lok-Decoder-Adressen ab (nähere Beschreibung
siehe oben).
Beide Ergebnisse werden über den SX - Bus an die Zentrale
gemeldet.
- bei Wagen (ohne Strom-Verbraucher)
wird das Potential der "äußeren Stromschiene" über die
leitenden Räder / Achsen an die "äußere Meldeschiene" gelegt.
Die "äußere Meldeschiene" ist über eine hochohmige
Zusatzschaltung an den gleichen 8i Besetztmelder - Eingang angeschlossen
wie in Pkt 1 zuvor definiert.
Anmerkung:
Genau genommen findet dies bei jedem Märklin - Fahrzeug statt.
Will man KEINE Lok-Dekoder - Adressermittlung, dann würde diese
Meldevariante ausreichen.
Meldepunkt erreicht Bremsen -- Halten
(nur notwendig bei komfortabler und sicherer
Steuerung des Fahrbetriebes mittels einer Modellbahn - Software;
bei St. Margareten eingebaut)
Diese werden innerhalb eines Blockes folgendermaßen
eingerichtet ....
- Die "äußere Meldeschiene" eines Blockes wird jeweils in drei
unterschiedlich lange Bereiche unterteilt. Der längste Bereich
wird der Besetztmeldung zugewiesen, siehe Beschreibung zuvor.
Ein weiterer Abschnitt wird als "Bremsbereich", der dritte
Abschnitt als "Haltebereich" definiert.
- Die "äußere Meldeschiene" des Bremsbereichs und Haltebereichs ist jeweils über eine hochohmige
mit Optokopplern versehene Zusatzschaltung
an einen sog. LDT - Besetztmelder* - Eingang angeschlossen.
- Wird das Potential der "äußeren Stromschiene" über die
leitenden Räder / Achsen an die "äußere Meldeschiene" des
Bremsbereichs oder des Haltebereichs gelegt, dann wird dieser
Stromfluß erkannt und vom LDT - Besetztmelder* über den SX -
Bus an die Zentrale weiter geleitet. Dieser Besetztzustand
wird aber in der TC * SW als Aktivierungsaufforderung
zum Bremsen bzw. Halten gedeutet und entsprechende Befehle
werden an die Lok / Triebfahrzeug gesendet.
Anmerkung
Die Länge des Bremsbereichs richtet sich nach den
Geschwindigkeiten, die im Block bzw. in den davor liegenden
Blöcken gefahren werden und
der Verzögerungsstrecke (Verzögerung der Lok) bis zum
Beginn des Haltebereichs. Hier sollte die Lok / das Triebfahrzeug
auf "Kriechgeschwindigkeit" abgebremst worden sein, damit bei
Erreichen des Haltebereichs sofort angehalten werden kann.
Bei der Längenbemessung des Bremsbereichs kann man noch
zwischen Bremsen im nicht sichtbaren und sichtbaren Bereich
unterscheiden; oder mit anderen Worten im nicht sichtbaren
Bereich kann auch "schärfer" gebremst werden >> kürzerer
Bremsweg.
Durch die Bedingung, daß mit Erreichen des Haltebereichs das
Fahrzeug auf "Kriechgeschwindigkeit" abgebremst ist, kann die Länge des Haltebereichs sehr kurz
ausfallen und in allen Blöcken annähernd gleich lang sein kann.
Die "äußere Stromschiene" als auch die
"Mittelleiter - Stromschiene" laufen innerhalb eines Blockes
ohne Unterbrechung durch.
HINWEIS
Die Fa. LDT hat das Selectrix - Programm seit etwa 2015
eingestellt. Deshalb kann man von dort diese Melder nicht
mehr beziehen.
In 2018 wurde mir von LDT Herr Uwe Magnus benannt, der
einen kompatiblen Melder privat entwickelt hat und Nutzer
unterstützt.
Ferner bietet auch Norbert Martsch einen SX Melder privat
an.
Durch eine ODER-Funktion ist innerhalb der TC * SW
sichergestellt, daß diese beiden Meldeabschnitte (Bremsen /
Halten), als auch die vorgenannte Gleis -
Besetztmeldung zusammen die gesamte physikalische Blocklänge
in ihrem Belegungszustand erfaßt und anzeigt.
Weichenstraße Frei / Besetzt
In Weichenstraßen mit "schlanken" Weichen und DKWs, bei denen
die Außen-Schienen voneinander elektr. isoliert sind, erfolgt die
Ermittlung des Belegtzustandes analog zu dem zuvor beschriebenen
Vorgehen wie bei den Brems- und Halte- Bereichen. Die TC *
SW verwendet diese Information allerdings NUR als
Zustandsinformation FREI / BESETZT.
In Weichenstraßen mit allen anderen Weichen,
Kreuzungen, DKWs werden an jedem Weichenstraßen - Objekt (Weiche, Kreuzung, DKW)
1 - 4 Lichtschranken installiert, je nach örtlichen
Verhältnissen und der geforderten Überwachungssicherheit beim
vorgegebenen Fahrzeugpark (rollendem Material).
Jede Lichtschranke, bestehend aus einer Infrarot-LED und einem
Photo-Transistor für diese Wellenlänge, ist an eine Schaltung
angeschlossen, die bei einer Unterbrechung des Infrarot-Signals
über einen Opto-Koppler einen Stromfluß von der Außenschiene über
eine hochohmige Zusatzschaltung zu einem LDT - Besetztmelder
*
generiert. >> IR - Besetzt-Meldung
Dieser Stromfluß, ca. 10 mA, wird vom
LDT - Besetztmelder* erkannt
und über den SX-Bus an die Zentrale weiter gemeldet.
Hinweis
Im praktischen Aufbau hat sich gezeigt, das pro Weiche eine
Lichtschranke genügt und pro DKW zwei. Im ungünstigen Fall, das
nur ein kurzes Fahrzeug liegen bleibt, kann es vorkommen, daß
dieses nicht erfaßt wird. Bei einem längeren Fahrzeug oder bei
mehreren erfolgt eine Abdeckung der Weiche / DKW. Der Einsatz
von mehr Lichtschranken führt zu einem weit übertriebenen
Aufwand (>> Kosten)
Melder - Schematik
Die folgende Graphik zeigt die Schematik, nach der in dem
Projekt St. Margareten
die Melder plaziert und
kombiniert wurden sowie ihre Kommunikation mit der / den
Zentrale(n).
Melder - Prinzip der elektr. Verbindungen
Gewonnene Erfahrungen, die in das Anlagen - Design /
die - Anforderungen einfließen sollten ...
Wichtig >> Art des Gleisanschlusses:
Bedingt durch die elektr. / mechan. feste einseitige
Verbindung der Fahrzeug-Beleuchtung (Lampen) bei den älteren
Märklin Loks / Triebfahrzeugen UND den Beschaltungsvorgaben der
Selectrix DHL ... Decoder* mit Lokadressübermittlung wurde der
"rote" Booster / Zentrale - Gleisanschluß auf die eine
Außenschiene (Stromschiene) gelegt UND der "blaue" Booster /
Zentrale - Gleisanschluß an den Mittelleiter (Stromschiene).
Bei dieser Beschaltungsvariante reicht es aus, wenn die
Zusatzschaltung ausschließlich aus einem Widerstand und einer
Diode in Reihe (pro Gleisanschluß) besteht, vorausgesetzt der
Besetztmelder befindet sich an der Zentrale, die auch für die
Fahrzeugsteuerung zuständig ist.
Ist der Besetztmelder an einer anderen Zentrale angeschaltet, so
ist als Zusatzschaltung die Opto-Koppler-Variante zu verwenden.
Wichtig >> Booster / Zentrale ---
Melderzuordnung:
An die in diesem Projekt verwendeten
Besetztmelder lassen sich pro Modul 1-8 Verbindungen zum
Gleiskörper herstellen. GLEICHZEITIG müssen aber ALLE diese
Verbindungen an EINEN/EINE Booster / Zentrale angeschlossen werden.
Oder anders ausgedrückt, keine der 8 Gleisverbindungen darf an ein
Gleis angeschlossen werden, daß von einem anderen Booster gespeist
wird, als an den der auch den Besetztmelder versorgt !!
HINWEIS:
Da die LDT-Melder an einem anderen SX-Bus und
einer anderen Zentrale als
die 8i Melder angeschlossen werden mußten, mußte dort die
Zusatzschaltung um OptoKoppler, zur galvanischen Gleistrennung,
erweitert werden
Der Grund für die strikte Trennung lag / liegt bei den mir
vorliegenden Modul-Ausgaben darin, daß sich die LDT-Besetztmelder
mit denen von der Fa. Müt gelieferten Selectrix-Moduln an einem SX-Bus nicht
100 prozentig vertragen. Diese Unverträglichkeit bezieht sich auf die
Adress-Umstellungen
oder sonstige Umstellung welche über den SX-Bus vorgenommen werden
(rote LED am Modul an). Der reine Betriebsablauf
war hingegen ohne Einschränkung möglich.
Eine Trennung kann aber auch aus einem anderen Grunde notwendig
werden, nämlich dann, wenn der max. Strom auf dem SX-Bus zur
Versorgung der angeschlossenen Modul-Elektronik ausgeschöpft ist
(Begrenzung liegt an der Auslegung der Zentrale).
Wie sich im Laufe der Untersuchungen zeigte, wäre auch dies bei
der Verwendung beider Besetztmeldertypen an einem SX-Bus der Fall,
denn die 8i Melder benötigen einen relativ hohen Strom > siehe
nächster Punkt..
ACHTUNG
Bei einer Verteilung (Anschluß) der SX - Melder auf ZWEI
Zentrale ist darauf zu achten, daß es zu keinerlei elektr.
Verkopplungen der SX - Busse über Gleisversorgung und SX - Bus
Kabel kommt. Das führt zu Störungen im System !!
Ich habe wegen der Lokadress - Erkennung die MÜT* - Melder an
die Zentrale MC 2004 angeschlossen, an der auch die Booster
angeschlossen sind.
Die LDT* - Melder, als auch die Melder von Norbert Martsch
werden über Optokoppler an das Gleis angeschaltet und mit dem SX
Bus an die zweite MÜT - Zentrale.
Wichtig >> Zentrale ---
SX-Bus-Komponenten (Anzahl):
Zwei Faktoren bestimmen die Anzahl der
Komponenten an einem SX-Bus ...
1) die Anzahl der max. SX-Bus-Adressen und
wie viele Adressen die
jeweilige Komponente benötigt; die kann von der Anzahl 1 bis zu 3
reichen.
2) der Stromverbrauch der Komponente und der max. Strom, den
die Zentrale liefern kann; hier sind evtl. Zusatzschaltungen mit zu
berücksichtigen, sofern diese aus dem SX-Bus gespeist werden.
Die Stromaufnahme pro Komponente kann von 10 mA bis 70 mA reichen.
Wichtig >> Dioden:
Zur Identifikation der Lok-Dekoder-Adresse
MÜSSEN ALLE zusätzlichen Lampen / Birnen / Signalhörner o.ä.
Verbraucher innerhalb der Lok / Triebfahrzeuge als auch in ALLEN
WAGEN mit einer Silizium (Si) Diode gem. obigen Schema
verdrahtet werden !
Wird diese Maßnahme nicht konsequent durchgeführt, dann kommt es
zu Problemen bei der Adress-Ermittlung.
Bei den Si-Dioden ist darauf zu achten, daß diese
sehr schnell
in den Sperrzustand schalten. Ist dies nicht der Fall, dann kommt
es ebenfalls zu Problemen, da die Dioden-Sperrwirkung nicht
rechtzeitig einsetzt -- also nicht zeitgerecht vorhanden ist!!
(Vergleiche hierzu die Angaben zur Methode der
Lok-Decoder-Adressermittlung > oben)
Wichtig >> Lok-Umbau > Entfernung von
Entstör - Drosseln und Kondensatoren:
Wichtig >> Gleisversorgung > Booster -- 8i Besetztmelder --
Lok-Dekoder:
Beim Lokumbau müssen alle
Bauteile, die im analogen Betrieb zur Funk-Entstörung eingebaut sind
entfernt werden.
Der Grund hierfür liegt in der Ansteuerungsart des Lok-Motors
durch den Decoder und der Art der Lok-Decoder-Adressermittlung (Stand 2009 -
2011).
Es sind die jeweiligen Vorgaben des
Lok-Decoder-Herstellers, hier Döhler & Haas, als auch des
Lieferanten des "intelligenten" Besetztmelders, hier Fa. Müt, zu
befolgen, soll ein einwandfreier Betrieb "das Spielerherz"
erfreuen.
Wichtig >> Funknetzwerke:
Hinweis:
diese Angaben basieren auf den Erfahrungen des 8i Melders mit dem
Serienstand von 2009 und den Lok-Decodern, ebenfalls aus dem Jahr
2009 (Selectrix I).
Bei der Inbetriebnahme und den Tests hat sich
gezeigt, daß es zu -- so die Vermutung -- elektromagnetischen
Einstreuungen, hervorgerufen wohl aus WLAN, Telefon- und Handy-
Funknetzen, kommen kann bzw. bei meiner Anlage kam.
Dies zeigte sich darin, daß die wirklich auf dem
Gleis stehende Lok mit ihrer Adresse im Display der Zentrale
dauerhaft und stabil angezeigt wurde, daß aber in völlig
unterschiedlichen Zeitabständen 1 bis 4 weitere Adressen kurz
zusätzlich angezeigt wurden, die auch sofort wieder verschwanden.
Auf der Anlage befand sich nur EINE Lok im
Ruhezustand und ansonsten fanden auch keine weiteren Aktivitäten
statt.
Ein "Übersprechen" von einer Leitung zu einer
anderen schließe ich mal aus, da dies oben beschriebene Bild in
allen Blöcken auftrat.
Als "Mensch" kann man damit umgehen und findet
die richtige Lok-Nummer und damit Lok zur Ansteuerung. Bei einem
solchen Zustand ist jedoch der Einsatz in Zusammenwirken mit einem
Modellbahnsteuerungsprogramm problematisch.
Ich mußte die Zugerkennung in TC
stillegen, da ansonsten immer
wieder automatisch "falsche Loks" dem TC-Block zugeordnet wurden
Wichtig >> Verdrahtung / Verkabelung:
Wie bereits in "Planung / Systemaufbau" erwähnt und aufgezeigt, mußte
ich vor die LDT - Melder einen OptoKoppler-Vorsatz einfügen, damit
eine Potentialtrennung erreicht werden konnte.
Diese Maßnahme war / ist ein voller Erfolg und bestätigt die
aufgestellte Theorie über die Vermaschung der Netze.
ABER ...
der
OptoKoppler-Vorsatz führte / führt zu einer Erhöhung der
Eingangsempfindlichkeit des Melders. Was zur Folge hatte, daß das
"Übersprechen" von Signalen in einem Kabel auf einmal dazu führte,
daß ein Melder ansprach, der gar nicht über das Gleis aktiviert
wurde.
Dieses Übersprechen war OHNE den Vorsatz nicht zutage getreten.
In einem Fall konnten durch das Tauschen von
Leitungen im Kabel die Auswirkungen abgestellt werden.
In einem anderen wurde testhalber der Eingangswiderstand um 22 k
Ohm erhöht.
Die Folge war, das vom Gleis aktivierte Signal kam noch durch, die
induzierte Spannung war jedoch nicht hoch genug, um bei diesem
Widerstand einen Strom zu treiben, der den OptoKoppler ansprechen
ließ.
ABHILFE...
Es wurden alle Meldereingänge, die über dieses Kabel herangeführt
wurden, mit einem zusätzlichen Widerstand von 22 k Ohm versehen.
Zusammen mit dem "Basis-Eingangswiderstand von 10 K Ohm" haben
diese Eingänge einen Gesamt-Eingangswiderstand von 32 k Ohm.
Mit dieser Maßnahme zeigten nunmehr alle -- "zuvor fehlerhaften"
-- Melder wieder ein
einwandfreies Verhalten.
FAZIT ....
Bei der Auswahl von Kabeln ist darauf zu achten, daß diese kein
Übersprechen (zwischen den einzelnen Adern) bei einer Frequenz bis
25 kHz (mit Sicherheitsabstand) zulassen -- höhere Frequenzen
kommen meines Wissens nach nicht vor.
Einzeln verlegte Leitungen sollten eher verdrillt als streng
nebeneinander verlegt und gebündelt werden.
Gleiszuleitungen (rt / bl) sollten mit einem Abstand zu
Melder-Rückleitungen geführt werden. Gleiches gilt auch für die
SX- / PX- (oder andere) Bus-Leitungen.
Leitungen, die Schaltimpulse wie z.B. bei Weichen, übertragen, sollten ebenfalls mit Abstand zu anderen Leitungen geführt werden;
denn gerade die Abschaltspannungen der Spulen erzeugen hohe
Spannungen, die leicht zu induzierten Spannungen werden können.
Wie die Erfahrung zeigt, wird der Anwender bereits bei den
Frequenzen, die bei der digitalen Modellbahn Anwendung finden, mit
der EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) Problematik
konfrontiert.
Hinweis....
Es ist mir bewußt, daß sich dies nicht alles -- aufgrund von
Platzmangel -- umsetzen läßt; es sollte aber als Ziel angestrebt
werden ....und unter den vorgenannten Erfahrungen läßt sich
vielleicht so manches "mysteriöse" Verhalten auf einmal erklären.
Beispiel aus dem Testalltag
-- eine Beschreibung über das Verhalten von
Fahrzeugen, bei denen NICHT ALLE Kondensatoren ausgebaut wurden --
Vier Märklin - Lokomotiven mit gleichem Motortyp
wurden in der Aufbau- / Test- Phase umgebaut, jedoch der Entstörkondensator nicht ausgebaut.
Auf dem Rollenprüfstand wurden alle Adressen einwandfrei
ausgelesen und waren stabil. Auch die Regelung war gut
einstellbar.
Während des Testbetriebs kam es hin und wieder
zu fehlerhaften Lok-Block-Zuweisungen durch das Steuerungsprogramm
TC*. In einigen Fällen stoppte das Programm alle
Zugfahrten, wenn "fälschlich" eine Lok auf einem Gleis erkannt
wurde, welches durch eine andere Lok reserviert worden war.
Einzeln wurden alle Loks wiederholt durch
Fahrten überprüft und zwar solange bis eine solche "falsche"
Lokadresse wieder auftrat.
Bei einer Lok war dies dann der Fall, als diese sich in einem Block - Abschnitt
von ca. 3,5 m Länge befand. Wie zu erkennen war, wurde in unregelmäßigen
Zeitabständen eine "falsche" Adresse ermittelt.
Die Lok wurde nun langsam über / durch den Block (Abschnitt)
gefahren und auch immer wieder gestoppt.
Es stellte sich heraus, daß -- wenn ungefähr 2 m Länge
überschritten wurde -- die "falschen" Adressen einsetzten. Wurde
die Lokbeleuchtung eingeschaltet, dann hörten die "falschen"
Adressübergaben auf.
Jetzt wurden nacheinander alle anderen Loks an dieser Stelle und
im gesamten Block überprüft. Bei ihnen trat keinerlei "falsche"
Adressübermittlung auf.
Bei der betroffenen Lok wurde der Lok-Dekoder
gegen einen anderen, neuen ausgetauscht; alles andere wurde
belassen.
Die gleiche Lok zeigte nun ein ganz anderes Verhalten, nämlich
....
die "falschen" Adressen traten an allen Block - Punkten auf,
unabhängig von ein- / ausgeschalteter Lokbeleuchtung.
Nach dem Entfernen des Entstörungs-Kondensators
am Motor waren die "fehlerhaften" Adressübermittlungen vorbei und
zwar bei beiden Lok-Decodern !!!
Daraufhin wurden bei allen Loks die
Kondensatoren ausgebaut.
Schlußfolgerungen
- die Kapazität (C) der Schienen und
Versorgungsleitungen haben einen Einfluß; da die Kapazität
(Ladung) eine Funktion der Spannung ist und damit auch vom
Strom, kann die Auswirkung bei einem stehenden Fahrzeug (Lok),
mit Licht / ohne Licht anders sein als bei einem fahrenden.
- die Toleranzen der Bauteile im Lok-Dekoder
kommen ebenfalls zum Tragen
- da das Dilektrikum bei den
"Schienen-Kondensatoren" und "Leitungskondensatoren" aus Luft
und den Isoliermaterialien besteht, bestimmt auch die
Luftfeuchtigkeit das C des "Kondensators" mit
- Zweileiter sind davon genauso betroffen wie
3-Leiter. Aufgrund der Schienenbauweise herrschen jedoch
leicht unterschiedliche Verhältnisse
- die Versorgungsleitungen, Booster -- 8i
Besetztmelder -- erster Gleisanschluß sollten so kurz als
möglich sein; insbesondere wenn lange Blöcke zu versorgen sind
- bei Wagenbeleuchtungen werden auch oft
(Stütz-) Kondensatoren eingesetzt um kurze
Stromunterbrechungen nicht sichtbar werden zu lassen. Diese
Kondensatoren wirken in gleicher Weise wie die
Entstörkondensatoren, es sei denn, daß sie mittels Dioden
entkoppelt sind. Aber Achtung, auch Dioden haben einen
minimalen Kondensatoreffekt
- alle Motor-Entstör-Kondensatoren sind zu
entfernen
- Motor-Entstör-Drosseln führen dazu, daß der
Stromanstieg (Flanke) verlangsamt wird; d.h. daß Signal wird
verzerrt. Am Ende des Impulses wird der Stromfluß bis zum
Abbau der gespeicherten Energie in der Drossel weiter geführt.
Hier wirkt die Entstör-Drossel addidativ zur Motor-Spule.
Aufgrund der gewonnenen Erfahrungen sollten diese auch
ausgebaut werden, um Problemen vorzubeugen.
- da es keine konkreten Daten
gibt, die eine Vorhersage zulassen, ab wann "fehlerhafte"
Adressen auftauchen können, so hilft es nur, alle Ratschläge so
gut als möglich zu befolgen UND bei Problemen diesen auf den
Grund zu gehen, um die richtige Maßnahme zum Beheben treffen
zu können
- laut Internet-Informationen
liefern
die Lok-Dekoder für Selectrix II einen höheren Strom
(s. oben). Damit ist auch mehr Sicherheit
zum Erkennen des Stromflusses vorhanden und Störeinflüsse
müssen eine etwas höhere Hürde nehmen, bevor sie wirksam
werden können..
Seit 2010 sind diese Lok-Dekoder über den Handel am Markt
erhältlich und mit Beginn des Jahres 2011 stehen auch alle
Zentralen mit Selectrix II Format zur Verfügung.
Theoretische Betrachtung zum Thema
Entstörkondensator / Entstördrossel
Ist ein Entstörkondensator vorhanden, dann liegt dieser elektr. parallel zur Motorspule.
Motorspule und Kondensator bilden einen Schwingkreis.
Zu dem Wert des Entstörkondensators kommt auch
noch der "Kondensator", der sich aus dem Gleis (Schienen) und den
(oft) parallel geführten Gleisversorgungsleitungen ergibt (vom
Booster zum 8i Besetztmelder und von dort zu den
Gleisanschlüssen).
Die sich ergebende Gesamtkapazität (C)
unterliegt, ebenso wie die Induktivität (L) der Motorspule, starken
Streuungen. Daraus resultiert, daß auch die sich ergebende
Schwingung (f - Frequenz) sehr unterschiedlich ausfällt.
Diese Frequenz (f) steht in Wechselwirkung mit
den Bauteile - Toleranzen des Lok-Decoders, so daß eine Berechnung
in der Modellbahn-Praxis nicht möglich ist.
Diese Frequenz wirkt sich natürlich auch beim
Fahrbetrieb, d.h. bei der Motoransteuerung, auf die Impulsformen,
Impulsbreiten (Zeiten) und damit auf die Regelung aus. Ob diese
Auswirkungen so weit gehen, daß eine Steuerung gar nicht mehr
möglich ist bzw. daß Lok-Dekoder zerstört werden können, vermag
ich nicht zu beurteilen.
Theoretisch vorstellbar ist dies -- bei besonderen Konstellationen
--- auf jeden Fall. Auch hier sind wegen der großen Streuungen
keine praxistauglichen Prognosen möglich.
Was jedoch mit hoher Wahrscheinlichkeit eintritt, ist eine
"Verformung" der Selectrix - Signale am Gleis als auch an der
Motoransteuerung, was zu Störungen im Modelbahnbetrieb führt.
Wichtig >> Gleisanschlüsse /
Drahtquerschnitte
Wegen des hohen elektr. Widerstandes in den
Gleis-Kontakt-Stoßstellen wird dringend empfohlen ca. alle 1 -
1,50 m das Gleis erneut an die Verdrahtung anzuschließen.
Der Drahtquerschnitt ergibt sich aus der Forderung, daß der
Spannungsabfall zwischen Lok / Triebfahrzeug und Booster /
Zentrale INSGESAMT nicht mehr als 1 V betragen darf. Diese
Forderung hängt primär mit der Lok-Decoder-Adressermittlung
zusammen.
Ausgehend von den Selectrix II * Lok-Decodern mit
Adressermittlung, die einen Strom von ca. 8 mA für die
Identifikation bereitstellen, ergibt sich für max. 1 V
Spannungsabfall ein Leitungswiderstand von 125 Ohm.
Bei bekanntem max. Strom einer/eines Lok / Fahrzeugs läßt sich dann auch
dort der max.
Leitungswiderstand berechnen.
Mit diesen beiden Widerstandswerten, wobei der kleinere der
maßgebendere ist, kann der Leitungsquerschnitt berechnet werden.
Aus der Praxis ......
Bei H0 sollte der Querschnitt bei min. 1,5 mm² liegen, besser noch
größer. Dies gilt für die "roten" , "blauen" und "braunen"
Verbindungen (im obigen Schema).
Insbesondere bei den "braunen" Meldeleitungen ist zu berücksichtigen,
daß eingekoppelte Störspannungen (im Sinne von EMV == Elektro
Magnetische Verträglichkeit) aufgrund von niederohmigen
Leitungen (== großer Leitungsquerschnitt) keine höheren Stör -
Stromflüsse bewirken.
Hinweis >> Melder in Stumpfgleisen /
Abstellgleisen / kurzen Meldezonen
Erfolgt die Meldung aufgrund des Sensoreinsatzes
"Rad - Schiene" , dann sollte bereits bei der Auslegung des
Systems bedacht werden, daß bei manchen Loks / Triebfahrzeugen
Räder mit sog. Haftreifen (Gummi) zur Erhöhung der Zugkraft
ausgerüstet sind.
Diese Räder sind nicht leitend und können daher auch keinen
Kontakt auslösen.
Durch bauliche Maßnahmen muß sichergestellt sein, daß die
Schienenstrecke (Meldebereich) lang genug ist, damit die weiteren
Räder der Lok / Triebfahrzeugs den Kontakt auslösen können ODER
die Lok / das Triebfahrzeug muß in einem Verbund betrieben werden, bei
dem vor dem "Haftreifen - Radsatz" ein Wagen mit leitenden Rädern
/ Achsen geführt wird.
Alternativ muß über den Einsatz von anderen
Sensoren, z.B. Lichtschranken, nachgedacht werden oder die
entsprechenden Fahrzeuge sind im ersten Radsatz umzubauen.
Ferner müssen die Haltebereiche so lang gewählt
werden, daß die Puffer des Fahrzeugs den Pufferblock nicht
erreichen BEVOR der erste leitende Radsatz den
Haltemelder-Abschnitt erreicht hat.
Eine gewisse Längenzugabe ist wegen des letzten Ausrollens der
Fahrzeuge noch mit einzuplanen.
Analoges gilt für Haltebereiche, die vor einer
Weiche / Kreuzung / DKW liegen. Hier muß ein Freiraum eingehalten
werden !!
Konfiguration der Melde - Module
Die Konfiguration der Module erfolgt über den
SX-Bus.
Das zu konfigurierende Modul ist - meist über einen Taster - in
den "Programmiermodus" zu versetzen.
Es darf sich nur EIN Modul in diesem Zustand befinden.
Die Konfiguration selbst ist dann nach den Angaben des
Modulherstellers über die Zentrale bzw. den Handregler durchzuführen.
