Jens Mohr

Ingenieur  +  Betriebswirt
 

... das (H0) Modellbahnprojekt
St. Margareten 

 



 

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Jens Mohr
83224 Grassau
(Chiemsee/Achental)

 


Selectrix - System - Aufbau


Selectrix* im Projekt  St. Margareten

In den folgenden Bildern wird der Projekt-Aufbau mittels Selectrix* dargestellt.

-- Als Planungshilfe (Tool) hat sich das Programm EXCEL *  von Microsoft bewährt. Mit diesem wurden auch die Bilder gezeichnet. Der Vorteil eines Tools liegt darin, daß der Zugriff auf Informationen schneller erfolgen kann und daß Querbeziehungen hergestellt werden können bei denen nur an einer Stelle etwas geändert werden muß und alle Folgeänderungen erfolgen automatisch --

Bild 1 (Start - Gesamtbild "links oben")

Bild 2 (Gesamtbild "rechts an Bild 1" anschließend)

Bild 3 (Gesamtbild "rechts an Bild 2" anschließend)

 


In diesem Projekt  kommt  SX 1 mit den folgenden  Selectrix* - Bussystemen zum Einsatz
 

  1. SX - Bus
    An diesen Bus sind alle Decoder, wie Lok-Decoder, Melde-Decoder, Steuer-Decoder, angeschlossen.
    Aufgrund der Adress-Architektur des Selectrix* Systems ist die Anzahl der Module pro SX - Bus auf 112 begrenzt.
    Pro Adresse läßt sich eine 8-Bit-Information jeweils mit den zwei Zuständen "0" oder "1" übertragen.
    >> weitere Details siehe unter "Selectrix Internals" >> http://www.mttm.de/Internals.htm

    Die heutigen Zentralen stellen in der Regel mehrere SX - Busse bereit, die parallel betrieben werden.
    Der "erste" SX-Bus wird im allgemeinen SX0 oder auch "Gleisanschluß" genannt und an diesen sind alle Fahrzeuge mit Lok-Decoder anzuschließen Nur über diesen werden die Fahrinformationen versandt.
    Werden nicht alle Adressen für die Fahrzeuge benötigt (Lok-Decoder, Zusatzdecoder), so können an diesen Bus auch andere Decoder angeschlossen werden.
    Der "zweite" SX-Bus heißt infolgedessen SX1. An diesen können alle Decoder angeschlossen werden, mit Ausnahme der Lok-Decoder und Fahrzeug-Zusatzdecoder.

    Reichen die SX-Busse zum Melden / Steuern (Schalten) nicht aus, so können auf einer Anlage auch mehrere Zentralen parallel betrieben werden.
    Hier stehen dann beide SX-Busse zur Anschaltung aller Decoder bereit.

    Zum Fahren kann immer nur EINE Zentrale eingesetzt UND dort muß der SX0 Bus verwendet werden !!

     
  2. PX - Bus (bei Müt / DIGIRAIL)
    Über diesen Bus werden die zum Fahren notwendigen Steuerinformationen (Signale) an die Booster versandt und von diesen jeweils "leistungsverstärkt" an die Gleisabschnitte und damit zu den Loks / Triebfahrzeugen geleitet.
     

Hinweis:
Mit Einführung des SX 2 Systems, was 2011 bei mir noch nicht eingesetzt wurde, haben sich in Bezug auf die Lok-Adressierung einige Neuerungen ergeben. In Bezug auf alle anderen Decoder ist SX 2 voll identisch zu SX 1. Weitere Informationen hierzu unter dem Register "Gegenüberstellung").


Einsatz von mehreren Selectrix* - Zentralen im Projekt

(diese Ausführungen können sinngemäß auch auf alle anderen digitalen Systeme angewendet werden)

Selectrix * wurde ursprünglich als System entwickelt, welches EINE Zentrale und einen Bus zum Steuern, Melden und Fahren zum Inhalt hatte.

Mit Zunahme der Ansprüche wurden Zentralen angeboten, die 2 SX-Busse besitzen (SX0 und SX1 genannt).
Neuerdings findet man auch Zentralen mit drei SX-Bussen am Markt (Stand 2011).

Durch das "Wachsen" der Anlagen und Bedürfnisse der Nutzer kommen heute oft mehr als eine Zentrale auf einer Anlage zum Einsatz und damit auch zusätzliche SX-Busse.

Da jede Zentrale einen eigenen Takt generiert, sind nur die SX-Busse im Takt und in der Decoder-Spannungsversorgung identisch, die jeweils EINER Zentrale zugeordnet sind; auch wenn die Zentralen vom gleichen Typ sind, dürfen die SX-Busse nicht gemischt werden !!!.
Ferner liefern die unterschiedlichen Zentralen (Typen) auch verschiedene max. Ströme zur Decoderversorgung auf den SX-Bussen.

Dies ist von besonderer Bedeutung, da dadurch evtl., die Anzahl der an einen SX-Bus anschaltbaren Decoder unter der max. Anzahl der von den Adressen her möglichen Anschaltungen liegen kann!!

Vom Nutzer / Planer sind also die Decoder-Verbrauchswerte zu ermitteln als auch die Stromversorgung durch die Zentrale (SX-Bus) ; beides beeinflußt neben den Adressen die Anlagenkonfiguration.

und was dabei zu beachten ist .....

Im nachfolgenden Bild ist die Verwendung von Besetztmeldern OHNE Opto-Koppler-Gleisanschluß unter Verwendung von 2 Zentralen aufgezeigt.
Über die rot / blau eingezeichneten Verbindungen sowie dem Gleis selbst entstehen elektr. hochohmige Verkopplungen zwischen den Zentralen.
Art und Umfang ihrer Auswirkungen hängen von verschiedenen techn. Gegebenheiten ab, machen sich aber früher oder später bemerkbar, evtl. auch in Form von "sporadischen Fehlern".
Daher ist diese Konstellation dringend zu vermeiden.
ALLE Melder müssen an die Zentrale (1) angeschaltet werden, will man Problemen aus dem Weg gehen.

 

Leider hatte ich diese Zusammenhänge bei meinem Projekt nicht rechtzeitig erkannt (und nirgends nachlesen können), so daß ich eine gute Zeit benötigte, um hinter diese Dinge zu kommen; denn das Problem trat erst bei Einsatz von ca. 6 Besetztmeldern aufwärts -- in verschiedenen Varianten -- sichtbar zutage.
Abhilfe brachte dann die Entwicklung eines Opto-Koppler-Vorsatzes für die vorhandenen LDT-Besetzt-Melder.
Heute (Stand 2011) werden bereits Besetztmelder mit integrierten Optokopplern auf dem Markt angeboten.

Das ganze Problem hat eigentlich seine Wurzeln darin, daß sich die LDT-Besetztmelder mit den Müt-Besetztmeldern (-- in den mir jeweils vorliegenden Versionen --) insofern nicht vertragen, daß sie sich gegenseitig negativ beeinflussen, wenn im eingebauten Zustand mittels der "Programmier-Taste" (rote LED) ein neuer Zustand in einem Melder konfiguriert werden soll. Deshalb müssen die Melder an zwei unterschiedlichen SX-Bussen angeschlossen werden.

Das nächste Bild zeigt die gleiche Anordnung, hier aber unter Verwendung eines Besetztmelders MIT Opto-Koppler-Gleisanschluß.
Hier sind die Kreise "Gleisversorgung" durch Zentrale (1) und SX-Bus von Zentrale (2) elektr. getrennt.
Aus diesem Grund ist diese Konstellation ohne Probleme einsetzbar, sofern in dem Besetztmelder MIT Opto-Koppler-Gleisanschluß dafür Sorge getragen ist, daß die Belegtmeldung der Gleise (Stromfluß) bis zur Abfrage durch die Zentrale (2) gespeichert wird.
Dies ist notwendig, da es zwischen den Takten von Zentrale (1) und (2) zu "rotierenden" Taktverschiebungen kommt (Toleranzen sich auswirken) und sich somit "Taktlücken" zwischen Gleistakt und SX-Bus-Takt ergeben können, die wiederum zu einem "Flackern" des Besetztmelders bei der Besetztmeldung (besetzt / frei / besetzt) führen.
Manche Besetztmelder bieten auch die Möglichkeit, den Wechsel von besetzt nach frei in Bezug auf die SX-Bus-Meldung zu verzögern. Damit läßt sich auch ein "Flackern" nach außen hin unterbinden.

 


Eine weitere Verkopplung der Zentralen (1) und (2) kann über die Trafos stattfinden, die zur Versorgung der Magnetartikel oder LEDs, etc. eingesetzt werden.
Eine solche Situation ist anhand des Beispiels von Weichendecoder im folgenden Bild dargestellt.

Hier ist der Weichendekoder (n) an die Zentrale (1) anzuschließen ODER
er wird mit einem separaten Trafo versorgt, dann kann er an Zentrale(2) angeschlossen bleiben.

 

 

Bei Verwendung von mehreren Zentralen ist darauf zu achten, daß es zu keiner unerwünschten elektrischen Verkopplung (Vermaschung) durch die Transformatoren kommt, welche die Zentralen mit Spannung / Strom versorgen.

Um solche Verkopplungen (Vermaschungen) zu vermeiden, MUSS jede Zentrale an eigenem Trafo bzw. Trafo-Ausgang angeschlossen werden.


und wenn diese
mit einem PC verbunden werden ...

Die Verbindung der Zentralen an den PC erfolgt über eine RS 232 Schnittstelle oder einen USB Anschluß.
Teilweise ist im Internet zu lesen, daß Nutzer meinen, daß die Zentralen über diese Anschlüsse und der "PC-Masse" miteinander verbunden sind. Bei professionellen Zentralen ist dies nicht der Fall, denn es werden IC-Bausteine verwendet, die eine galvanische Kopplung vornehmen.
Für einen nicht geübten Nutzer sind diese Bausteine optisch nicht von anderen zu unterscheiden, so daß es durchaus zu der obigen irrigen Annahme der Verkopplung kommen kann.

Desweiteren ist zu prüfen, ob der PC die notwendigen Schnittstellentypen und die benötigte Anzahl zur Verfügung stellt und dies unter Beachtung, ob noch weitere Geräte einen Anschluß am PC benötigen.
ODER anders gesagt, es muß die Zentrale ausgewählt werden, die sich auch an den PC über die HW-Schnittstelle anschalten läßt.

und wenn diese mittels eines PC - Modellbahn - Steuerungsprogramms angesteuert werden ...

(dieser folgende Hinweis gilt sinngemäß auch für alle anderen Systeme)

Wird/werden die Zentrale / die Zentralen an eine PC-Steuerungssoftware, wie z.B. TrainController (TC)*, angeschlossen, dann ist bereits bei der Planung zu prüfen, ob die Software auch diese Zentralen unterstützt.
Evtl. muß eine andere PC-Steuerungssoftware ausgewählt werden oder andere Zentralen.


Bussysteme und ihre Leitungsquerschnitte

Im Selectrix* System werden über die SX-Busse auch die Decoder - Module versorgt.

In größeren Anlagen summieren sich die pro Decoder "nur" 10 - 70 mA betragenden Ströme zu einem nicht zu vernachlässigenden Wert.

Aufgrund der verwendeten Technologie darf der gesamte Spannungsabfall zwischen der Zentrale und den Decoder - Moduln nicht mehr als 1 V betragen.
Dies bedeutet, das beim SX-Bus der Leitungsquerschnitt und die Leitungslänge (Buslänge) besonders zu beachten ist ....

  • Vorkonfektionierte Kabel haben im allgemeinen einen Leitungs- / Adern- Querschnitt, der NUR auf die Länge des Kabels abgestimmt ist UND das Kabel nur von der Zentrale zu einem Modul verläuft. Es ist nicht geeignet für das "Hintereinanderschalten" (elektrisches parallelschalten) von Decoder - Moduln.
  • Werden mehrere Decoder - Moduln "hintereinandergeschaltet" , dann sind höhere Querschnitte zu verwenden, z.B. bei mehr als 3 m sollte der gemeinsame Bus-Rückleiter ca. 1,5 mm² betragen und die 4 einzelnen "Steuer- / Zu-Leitungen" 0,75 mm².
  • Liegen zwischen der Zentrale und den Decoder - Moduln größere Entfernungen (mehr als 5 m), dann sollte der gemeinsame Bus-Rückleiter größer als 2,0 mm² betragen. Am besten es wird ein verdrilltes Kabel mit Adernquerschnitte von 0,75 mm² - 1,00 mm² verwendet UND für den gemeinsamen Bus-Rückleiter werden dann z.B. 3 Adern parallel geschaltet

Bei den Besetzt-Meldern, wie dem 8i Besetztmelder* , welche die Lok-Decoder-Adresse ermitteln sollen, kommt dem gemeinsamen Bus-Rückleiter noch eine andere Bedeutung zu. Dieser Leiter MUSS sicherstellen, daß an den Besetztmeldern das gleiche "Ground - Potential" herrscht, wie bei der Zentrale. Deshalb dürfen auf den SX - Bus Kabeln, an denen 8i Besetztmelder*  angeschlossen sind, auf dem gemeinsamen Rückleiter nur mV an Spannung zwischen der Zentrale und einem  8i Besetztmelder*  abfallen !!, wenn eine stabile Identifikation erzielt werden soll. Dies hat zur Konsequenz, daß der Querschnitt entsprechend hoch zu wählen ist, daß Kabel-Verteil-Punkte entsprechend dimensioniert werden und daß es eine gute Verbindung zum Ground der Zentrale bzw. zum Decoder - Modul gibt.

Für den PX-Bus gilt entsprechendes wie für die Decoder Module zum Steuern (Schalten), wobei zu berücksichtigen ist, daß hier in aller Regel die Anzahl der Module wesentlich geringer ist.


Trafo und Boosterzuordnungen

Im Selectrix* System wie auch bei anderen digitalen Systemen können auf größeren Anlagen mehr Zugbewegungen gleichzeitig stattfinden als auf analogen Anlagen. Dies gilt insbesondere, wenn die Steuerung der Anlage teilweise oder in Gänze von einem PC - Modellbahn - Steuerprogramm übernommen wird.

Deshalb ist bereits bei der Planung der Anlage darauf zu achten, wie die Spannungs- / Strom - Versorgung erfolgen soll und wie die Anlagenteile (Gleise) den einzelnen Trafos / Boostern zugeordnet werden sollen.

Derzeit (2009 - 2011) gibt es auf dem Markt Trafos / Booster, die bei rund 15 V  3A bzw. 6A zur Versorgung zur Verfügung stellen. Diese Stromstärken sind HÖHER als bei analogen Anlagen.
Im vorliegenden Projekt wurden aus SICHERHEITSGRÜNDEN  nur 3A Komponenten eingesetzt.

Der Kurzschlußstrom von 6A kann erheblichen Schaden an Gleis und rollendem Material anrichten und sollte eine Sicherung nicht schnell genug abschalten, ist Power für einen Brand zur Genüge vorhanden.

Wie viele Züge von einem, hier 3A, Trafo / Booster gleichzeitig versorgt werden können, richtet sich nach

  • dem Stromverbrauch der Lok / Triebfahrzeug
  • deren Beleuchtung und Zusatzfunktionen
  • der Wagenbeleuchtung bei Personenzügen

sowie

  • bei 2 Leiter-Betrieb nach der Anzahl der Wagenachsen, welche mit Widerständen zur Belegtmeldung ausgestattet sind (Parallelschaltung der Widerstände an den Achsen min. den Gesamtwiderstand > höherer Stromverbrauch !!)

Im 3 Leiter-Betrieb kommt pro Besetztmelderabschnitt nur ein kleiner Meßstrom von ca. 5 - 10 mA hinzu, der im Vergleich zu den anderen Strömen vernachlässigt werden kann.

Bei der Beleuchtung ist insbesondere zu berücksichtigen, ob es sich um Glüh-Birnchen (Lampen) oder LEDs handelt.


Im Projekt St. Margareten wurde mit Hilfe des Tools  EXCEL*  diese Konfiguration vorgenommen.

 

Einsatz von mehreren Boostern und die Boostergrenzen

Diese Aussagen gelten auch für andere Digital-Systeme !!

Es muß unbedingt -- bereits bei der Planung -- darauf geachtet werden, daß nur Booster zum Einsatz kommen, bei denen das Überfahren der sog. Boostergrenzen (Schnittstellen der Versorgungsbereiche der Gleisspannungen) nicht zu Problemen führt.

Probleme entstehen, wenn die Spannungen der Booster nicht die gleiche Spannungshöhe oder Polarität aufweisen. Auch können leicht zeitlich versetzte Gleissignale zu Störungen führen.

Daher ist es auch wichtig, daß die Booster -- auch zur Zentrale hin -- ein gemeinsames Bezugspotential aufweisen (Masse oder Ground genannt), so daß sich keine Potentialunterschiede innerhalb der Verkabelung / Verdrahtung aufbauen können.
Für diese "Bezugsleitung" ist ein großer Querschnitt zu wählen, min. 1,5 mm² bei H0.

Am sichersten ist es, wenn Produkte (Zentrale / Booster) eines Herstellers zum Einsatz kommen, denn dann kann man davon ausgehen, daß diese aufeinander technisch abgestimmt sind und bei Problemen hat man nur einen Ansprechpartner.


Spannungs- / Strom- Versorgung beim Einschalten und Not-Aus der Anlage

Dies wird im (linken) Register "Elektr. Aufbau" definiert und im Prinzip beschrieben.


Spannungs- / Strom- Versorgung und ihre Leitungsquerschnitte

Ausgehend von einer max. 3 A Strombelastung pro Stromkreis wurden die Leitungen vom Trafo zum Booster in 2,5 mm² ausgeführt und vom Booster zu den Gleisen des zu versorgenden Abschnitts mit einem Querschnitt von 2 mm² oder AWG 14 .
Bei diesem Querschnitt sind die Spannungsabfälle auch bei längeren Leitungen bis 10 m vertretbar. Leitungslängen, die darüber hinausgehen, müssen in einem höheren Querschnitt ausgeführt werden.

Bei dem oben gewählten Querschnitt kommen auch "normale" Störspannungen nicht zum Tragen (im Sinne von EMV - Elektromagnetische Verträglichkeit).
Sind energiereiche Störquellen in der Nähe, z.B. Hochspannungsleitungen, Umspannwerke, Bahnstrom (Oberleitung), dann müssen spezielle Abschirmmaßnahmen ermittelt und ausgeführt werden.

Mittels des Tools EXCEL *  wurden die Planungen im einzelnen für alle Versorgungen durchgeführt. Das folgende Bild zeigt das Prinzip.

 

Beispiel für die Zuordnung der Kabel / Leitungen zu den einzelnen Einsatzbereichen inkl. der Querschnitte und Farben sowie der im Projekt St. Margareten kalkulierten Strombelastung.

Verdrahtung - Leitungslängenberechnung          
             
Kabelart

Querschnitt

AWG Farbe   von nach Strombelastung
mm²           A
             
Starkstrom 220V 3 x 1,5 16 ws - Kabel   Steckdose Überspannungs-Schutz 9
3 x 1,5 16     Überspannung-
schutz
Schalter 9
3 x 1,5 16     Schalter Trafo / Relais 9
2 x 0,75 18     Relais NotSchalter 1
3 x 0,75 18     Relais Trafos 9
             
12V-DC (LED) 2 x 0,75 18 ws - Kabel   Kontrol.Ein/Aus DC-Trafo 0,0600
2 x 0,75 18 (br=+;bl=--)   Kontroll
Hauptschalter
DC-Trafo 0,0150
             
15V AC / DC              
             
Leitung (Litze) 2,5 13 ws (oder 1)   Trafo Booster 3
2,5 13 sw (oder 2)   Trafo Booster 3
             
Leitung (Litze) >= 1,5 <= 15; Ziel AWG 13 gn/ge   Booster* Booster* Null-Leiter
(Fahren) 1,5 14 rt (gn*)   Booster Melder 2
1,5 14 bl (bn*)   Booster Melder 2
1,5 14 rt   Booster Gleis 2
1,5 14 bl   Booster Gleis 2
(Melden) 1,5 14 bl   Melder (8i) Gleis 2
0,5 / 1,3 20 / 16 bn   Melder (LDT) Gleis 0,0150
             
             
Leitung (Litze) 1 17 sw   Trafo Decoder 0,1600
(Schalten) 1 17 ws (ge*)   Trafo Decoder 0,1600
1 17 ge (gn/ge*)   Decoder Drehscheibe 0,0500
1 17 gn   Decoder Drehscheibe 0,0500
1 17 bl   Decoder Drehscheibe 0,0500
1 17 br   Decoder Drehscheibe 0,0500
1 17 br   Decoder Lichtsignal (Rückl) 0,0500
1 17 rt   Decoder Drehscheibe 0,0500
             
Leitung (Litze) 0,5 20 bl   Decoder Weiche 0,0500
(Schalten) 0,5 20 ge/gn   Decoder Weiche, Entkuppler 0,0500
0,5 20 rt   Decoder Weiche 0,0500
0,5 20 gn   Decoder Weiche, Entkuppler 0,0500
             
Leitung (Litze) 0,25 24 gr (bl*)   Decoder Gleis  
(Schalten) 0,25 24 rt   Decoder Signal 0,0150
0,25 24 gn   Decoder Signal 0,0150
0,25 24 sw   Decoder Signal 0,0150
0,25 24 ws   Decoder Signal 0,0150
0,25 24 ge   Decoder Signal 0,0150
0,25 24 br   Decoder Signal 0,0150
0,25 24 br   Decoder Beleuchtung 0,0150
0,25 24 ge (gn/ge*)   Decoder Beleuchtung 0,0150
             

 

Beispiel für die Berechnung von Leitungsquerschnitten

 

Gegenüberstellung von Querschnittsangaben

AWG / mm²      
AWG  

Querschnitt

Nr   mm²
     
26   0,128
25   0,160
24   0,200
23   0,260
22   0,300
21   0,400
20   0,500
19   0,650
18   0,820
17   1,000
16   1,310
15   1,700
14   2,080
13   2,600
     

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.


 


digitale Modellbahnanlagen

(physische) Architektur

Zur automatischen Steuerung von Modelleisenbahnanlagen mittels eines PC - Modellbahnprogramms werden Melder benötigt, die ein Fahrzeug (Lok, Wagen, etc..) erkennen. Der Standort des Melders muß dem Modellbahnprogramm ebenfalls bekannt sein, so daß dieses eine Weg / Zeit - Beziehung aufbauen kann.

Ferner werden die Modellbahnanlagen in sog. Blöcke / Abschnitte unterteilt. Die Verbindung zwischen den Blöcken / Abschnitten können Weichenstraßen oder einfache Verbindungen sein.

Eine Blocklänge / Abschnittslänge sollte länger als der längste Zug sein, der auf der Anlage verkehren soll, damit dieser in dem Block Platz finden kann.

 

Zugfahrten / Steuerung

Einzelne Zugfahrten finden dadurch statt, daß sich die Fahrzeuge von einem Block / Abschnitt zum nächsten bewegen. Dies bedingt, daß der Folgeblock / Folgeabschnitt auch frei ist.

Zur Steuerung des Ablaufs bedarf es, wie bereits erwähnt, des Einsatzes von sog. Meldern, die z.B. als

  • Belegt - Melder

  • Brems - Melder

  • Halte - Melder

fungieren.

Ein sanftes Abbremsen und ein korrekter Halt vor einem ROT zeigenden Signal sind nun mal "Stand der Modellbahner - Welt".

Die Steuerung der Zugfahrten erfolgt über

  • die einzelnen Loks, die mit einem sog. Lok-Decoder ausgestattet sein müssen

  • die Stellung der Weichen, DKWs, etc., die selbst über einen Decoder angesteuert werden

 

Bussysteme / Zentrale / PC

Die Melder und die Weichen-Decoder werden über Bussysteme in codierter Form von der Zentrale angesteuert bzw. abgefragt.
Bei den Lok - Decodern ist das Bussystem im Prinzip das Gleis (die Schienen).

Alle Bussysteme sind an die Zentrale angeschlossen. Diese ist wiederum über eine USB oder "COM - Verbindung" (serielle Verbindung) an den PC angeschlossen, sofern ein PC - Modellbahnsteuerungsprogramm eingesetzt wird.

 

Übertragungszeiten / Melde- und Steuerungszeiten / Reaktionszeiten

Übertragungen (Verfahren, Zeiten):
Jedes Digitalsystem ist anders aufgebaut und hat seine eigene Art und Weise, Informationen (elektrische Signale) von A nach B zu übertragen.

Beim Selectrix * - System (hier SX 1) können an einem SX-Bus typ. 100 Adressen angesprochen werden.
Jeder SX-Decoder besitzt in der Regel unterschiedlich viele Adressen (von 1 - 3). Somit können im 1. Extremfall 100 Decoder angeschlossen werden, im 2. Extremfall 33 (100:3).

Innerhalb 1 sec werden alle 100 Adressen  13 mal angesprochen (fester Zeitrahmen), d.h. alle 76 ms erhält ein Decoder eine Nachricht mit dem jeweils gültigen Auftrag (Information, Meldung) bzw. die Zentrale erhält Rückmeldungen von den Decodern (z.B. Besetztmeldern).
Das Merkmal des Selectrix * - Systems ist der feste Zeitrahmen, andere Systeme basieren auf einem variablen Zeitrahmen.

Im Jahre 2010 / 2011 wurde das SX 2 System auf den Markt gebracht. In Hinblick auf die SX Busse, an denen Melder, Weichendekoder, etc. angeschlossen werden, also KEINE Lokdecoder, bleibt das zuvor beschriebene SX 1 Verfahren weiterhin gültig !!

In Hinblick auf die Lokdecoder gibt es eine Ergänzung; d.h. es bleiben wie bisher die unter SX 1 definierten Verfahren auch für die Lokdecoder erhalten, wenn diese im SX 1 Modus betrieben werden (max. 100 Loks).
Die Ergänzung stellt der SX 2 Modus dar, hier wird das "Gleisprotokoll" gegenüber SX 1 um 3 Bytes erweitert, was längere Übertragungszeiten (Zentrale - Lok) bedingt.

Dadurch ist es im SX 2 Modus möglich bis zu 10000 Adressen anzusprechen und pro Adresse mehr Funktionen als beim SX 1 Modus.

Um trotzdem noch in einem festen Zeitrahmen alle Decoder ansprechen zu können, wurde eine Limitierung bei SX 2 eingeführt, die besagt, daß gleichzeitig nur max. 64 Loks (Adressen), die im SX 2 Modus betrieben werden, in das Zeitraster eingebunden werden können.

Die Zentrale muß also, je nach Erfordernis, Adressen (Loks) aus diesem Raster herausnehmen ("stillegen") oder einfügen ("aktivieren").


Melder:
Melder erkennen einen Stromfluß, der durch das Fahrzeug (Lok, Wagen, etc.) ausgelöst wird.

Der "Melde-Sensor" kann auf unterschiedliche Art und Weise realisiert werden, z.B. durch ein isoliertes Gleisstück oder auch eine Lichtschranke, etc..

Wegen oftmals schlechter Schienen- / Schleifer - Kontaktgabe zwischen den Fahrzeugen und dem Gleis (= Melde-Sensor) wird bei den Meldern eine Verzögerungszeit zur Freimeldung des Gleises eingestellt (z.B. 0,8 sec). Damit wird ein "Flackern" des Belegtzustandes vermieden, gleichzeitig aber die Gesamtbelegungszeit um die Verzögerungszeit verlängert.
 

Lok-Decoder:
Auch wegen schlechter Schienen-  / Schleifer- Kontaktgabe kann von den Lok - Decodern ein Auftrag oftmals nicht bei der ersten Übertragung erkannt werden.
Mir ist keine gesicherte Dauer der Unterbrechung bekannt, diese wird aber in einem direkten Zusammenhang mit der aktuellen Fahrzeug-Geschwindigkeit und der Sauberkeit des Gleises als auch seiner Verlegung stehen.

Die Anzahl von Wiederholungen ist abhängig vom eingesetzten Digitalsystem, da die nächste Erkennung ja erst nach der Unterbrechung (Störung) erfolgen kann.

In diesen Fällen ist ein fester Zeitrahmen von großem Vorteil.

Gehen wir deshalb mal von einer angenommenen mittleren Störungsdauer von 150 ms aus, dann bedarf es im Selectrix * - System  im Mittel 2 - 3 Übertragungen bis der Auftrag von dem Lok-Decoder bearbeitet werden kann.

Bei anderen Digitalsystemen stellen sich andere Zeit-Werte / Wiederholungsübertragungen ein.
 

Weichen-Decoder:
Werden Aufträge an Weichen-Decoder erteilt, so benötigen die Weichen selbst eine gewisse Zeit, bis sie die gewünschte Endlage eingenommen haben.
Diese Zeit ist primär von der gewählten und realisierten Antriebsart der Weiche abhängig (Magnet, Servo - Motor, o.ä.)
Analoges gilt auch für Signale, insbesondere für Formsignale.

Zur Kalkulation wird in diesem Projekt davon ausgegangen, daß die typ. Umschaltdauer bei

  • Magnetartikel 100 ms

  • Servo - Motoren 0,5 - 1 s

beträgt.
 

PC- Übertragung / SW- Programm - Reaktion:
Die Schnittstellen-Elektronik und die PC - SW sind zwar jeder für sich sehr schnell; in der Kombination untereinander sowie in der Vielzahl der Fahrzeugbewegungen (gegenüber reinem Handbetrieb) kann es bei zu dichter Abarbeitungsfolge des Lesens der Melder - Bearbeitung - Steuerung von Weichen / Signalen - Fahrbefehlen an die Lok - Decoder schon einmal zu zeitlichen Engpässen kommen, insbesondere dann, wenn eine Vielzahl von Fahrzeugbewegungen auf der Anlage stattfinden.

Jede vom PC erfaßte Meldung oder jeder herausgegebene Auftrag muß über die Zentrale laufen und dort in den Anlagen-Meldungs-Verkehr eingeschleust werden.

 

Steuerungszeiten / Reaktionszeiten -- die sich aus der PC- Modellbahn-Steuerungssoftware ergeben

Das in diesem Projekt vorgesehene Softwareprogramm  TrainController (TC) * hat die Möglichkeit, zwischen dem Absetzen von Schaltbefehlen zur Steuerung von z.B. Weichen zeitliche Pausen einzufügen.
Je nachdem wie und in welchem Maße hiervon Gebrauch gemacht wird, ergeben sich unterschiedliche Zeiten bis z.B. eine Weichenstraße geschalten ist und das Signal "freie Fahrt" angezeigt wird, bevor die Zugfahrt dann starten kann.

Solche Betrachtungen sollten nicht "ganz unter den Tisch" fallen, wenn Gedanken über Weg und Zeit-Verhältnisse angestellt werden.


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

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Analoges gilt für die erwähnten
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