Jens Mohr

Ingenieur  +  Betriebswirt
 

... das (H0) Modellbahnprojekt
St. Margareten 

 



 

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Jens Mohr
83224 Grassau
(Chiemsee/Achental)

 


Melden (Prinzip)


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 ...

  1. die Identifikation von Fahrzeugen mittels einer Stromflußerkennung
  2. 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 ..

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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 ...

  1. 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.
  2. 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 ....

  1. 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.
  2. Die "äußere  Meldeschiene" des Bremsbereichs und Haltebereichs ist jeweils über eine hochohmige mit Optokopplern versehene Zusatzschaltung an einen sog. LDT - Besetztmelder* - Eingang angeschlossen.
  3. 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.


Planungstool - EXCEL, ein Beispiel

Das Programm EXCEL * bietet sich auch hier als Planungstool zur Zuordnung von Gleiskontakt - Melder - Meldereingang (Bit-Zuordnung) - Decoder-Adresse an.
 

 


Erfahrungen mit den Besetztmeldern

Im Abschnitt "Projekt-Realisierung" werden in den Registern "Dig.-System" und "Anlagensteuerung" Hinweise auf die Installation und die Nutzung, insbesondere der 8i Besetztmelder *, gegeben.


HINWEISE     zu mit  *  markierten Worten

Alle Firmenbezeichnungen / Firmennamen; Produktbezeichnungen / Produktnamen stellen keine Werbung oder Empfehlung dar, sondern beschreiben nur die in diesem Projekt individuell und subjektiv ausgewählten Produkt - Hersteller bzw. Lieferanten als auch deren verwendeten Produkte zur Anschauung, Darstellung und Beschreibung des eigentlichen Projekt - Inhalts.

Analoges gilt auch für die eingetragenen Links (s. hierzu Distanzierung auf der Link-Seite).

Der Leser soll selbst auf dem Markt recherchieren und für seine Bedürfnisse selbst entscheiden, welches Produkt er einsetzen will und wo er sich dieses beschaffen möchte.

In dieser Veröffentlichung verwendete Produktnamen / Produktbezeichnungen sind von / durch den einzelnen Hersteller(n) geschützt. Ihre Nutzung dient lediglich zur Kennzeichnung / Beschreibung des Produktes selbst.
Analoges gilt für die erwähnten
Firmenbezeichnungen / Firmennamen.