Vorbemerkung
Störungen auf dem SX - Bus
sind sehr selten, aber sie können das System schon mal lahm
legen. "Dann ist guter Rat teuer".
Während des Aufbaus und der ersten
Inbetriebnahme traten zwei Störungsvarianten auf ...
Störungsvariante
1
Sich ständig ändernde
Bit - Kombinationen
Ausgangssituation
Dieser Zustand trat auf, ohne daß
irgendwelche Aktivitäten auf der Modellbahnanlage stattfanden.
Nur durch die äußere Erscheinungsform, daß sich die Drehscheibe
auf einmal, wie von Geisterhand, drehte; auf eine beliebige
Anschlußposition und wieder zurück auf die "Null - Stellung".
Die Zeitpunkte der Bewegungsabläufe ließen kein Muster erkennen.
erste Befürchtungen
Da bei mir in der Nachbarschaft sehr viele
WLAN Netze in Betrieb sind und auch Richtfunkmasten der Telekom,
hatte ich die Vermutung, daß es sich um Einkopplungen handeln
könnte.
Untersuchung
Bei näherer Betrachtung zeigte es sich,
daß von 4 SX Bussen nur einer das oben skizzierte Verhalten
zeigte.
Damit schied eine funktechnische Einkopplung ausgeschlossen,
denn die Kabel der Busse sind in gleicher Art und Weise
ausgeführt und zum großen Teil parallel verlegt.
Daraufhin habe ich den Bus an den
"Verteiler - Stellen" schrittweise aufgetrennt und konnte so den
fehlerhaften Abschnitt isolieren.
In der sich anschließenden "Detail -
Suche" fand ich eine steckbare Lüsterklemme bei der ein Stift
"locker" in der Gegenbuchse steckte.
Es handelte sich um die Leitung, welche die Bit - Signale von
der Zentrale zu den Decodern überträgt.
Vorbei fahrende Fahrzeuge (LKW's,
Traktoren und Baumaschinen) haben
a) durch ihre Erschütterungen dazu beigetragen, daß der Stift
(Stiftleiste) sich immer mehr lockerte
b) durch die unterschiedlichen Zeitabstände der Vorbeifahrt auch
ein willkürliches zeitliches als auch Bit - Muster erzeugten.
Abhilfe
Steckerstifte etwas "aufgebogen" und fest
eingesteckt.
Störungsvariante 2
Zittern von Servo's
nach dem Einschalten
-- Nachdem ich die Ursache ermittelt
hatte, war klar, daß dieses Thema besser hier behandelt wird,
als bei den Servos,
welche beim Einschalten zittern --
Ausgangssituationen
Situation 1
Nach dem Einschalten zitterten die Servos um ihre jeweils
eingestellte Position ein wenig, ohne die Position zu verändern
und z.B. eine Weiche oder Signal zu schalten.
Da ich nicht sicher war, ob das immer so bleiben würde und auch
wegen der störenden Geräusche habe ich mich auf die Suche nach
der Ursache gemacht.
Situation 2
Ab und an kam es nach dem Einschalten der Servos zu
Umstellungen in der Position des Servo - Arms, so daß z.B. eine
Weiche oder Entkuppler, Signal geschaltet wurde.
Dieser Vorgang war schon bedenklicher und mußte untersucht
werden
Ergebnis von Beobachtungen
Die Störungen traten häufiger auf, wenn die Gleisspannung
eingeschaltet war, waren aber hin und wieder auch bei
ausgeschalteter Gleisspannung noch vorhanden.
Eine Lokalisierung auf eine Örtlichkeit war genauso wenig
möglich wie eine Bestimmung der betroffenen Decoder. Es war ein
Zufallsprinzip und jeder war mal betroffen.
Vermutung der Ursache
Einstreuung von Störspannungen.
Unklar blieb nur woher, durch wen und wo.
Meine erste Vermutung betraf die Verdrahtung zwischen Decoder
und Servo. Die habe ich zwar als 3 adriges Kabel ausgeführt,
jedoch ohne Schirm.
Der zweite Ansatzpunkt ist die Verkabelung zwischen Zentrale
und Decoder, der SX - Bus.
In dem betroffenen Anlagenteil habe ich alle SX - Busse in
Kabelkanälen von einem SX - Bus - Verstärker zu den Decodern
geführt.
In einem eigenen Kabelkanal habe ich die Gleisspannung von
dem Booster zu den Besetztmeldern (Decoder) bzw. Gleisen
geführt.
Störer - Ursache
Letztendlich kam ich zu der Überzeugung, das es sich um eine
kapazitive Einkopplung handeln müßte.
Mit der Untersuchung zur Ursachenfindung
startete ich mit der SX - Bus - Verkabelung, das erschien mir
einfacher zu handhaben.
Ich betrachtete unter diesem Gesichtspunkt kritisch die
Verkabelung der SX - Busse in dem Kabelkanal und habe die
Verkabelung dann auch geändert, indem ich von dem SX - Bus
Verstärker weniger Kabel verlegt habe; d.h. mehr Decoder in
Reihe geschaltet habe.
Dies reduzierte die Belegungsdichte im Kanal wesentlich.
Bei der Überprüfung fand ich, daß in einem Kanal, an zwei
Stellen, SX - Bus - Kabel parallel zur Gleisspannung geführt
wurden.
Auch das habe ich bereinigt.
Nach der Durchführung dieser Arbeiten waren die Störungen
beseitigt und es herrscht Ruhe.
Wodurch entstanden die Störungen ??
Bei den SX - Bussen kam es vermutlich dadurch zu den
Störungen, daß Takte der anderen SX - Busse auf den SX - Bus mit
den Servo's Einfluß genommen haben und dort die Signale
verfälscht wurden.
Im Prinzip geschah das gleiche auch durch die Gleisspannung,
nur sehr viel intensiver.
Das liegt wohl daran, daß die Gleisspannung einem ganz anderen
Takt und einer anderen Signalcodierung folgt als wie sie beim SX
- Bus vorliegt.
Das erklärt auch, warum die Störungen bei eingeschalteter
Gleisspannung so stark waren und bei ausgeschalteter schwach.
Hier wirkten nur die Störungen von den anderen SX - Bussen, die
aber grundsätzlich gleich arbeiten.
Aber wie gelangen die Störungen zu den Servo's ??
Dieser Frage bin ich nicht im
Einzelnen nachgegangen, da mir die genaue µ - Processor
Codierung des eingesetzten Decoder - Typs ebenso wenig bekannt
ist, wie die Schaltung der verwendeten Servo's.
Die folgenden Aussagen beruhen daher auf Annahmen und Theorien.
Da sich im Internet sowohl bei den Eisenbahn - Modellbauern, als
auch bei Flug- und Schiffsmodell - Bauern immer wieder Hinweise
finden, daß das Auftreten solcher Störungen auch von der
Kombination von Decoder - und Servo - Hersteller beeinflußt
wird, erscheinen mir die folgenden Gedanken nicht zu abwegig zu
sein.
Theorie 1 (Situation 1):
Takt - Beeinflussung
Der Störer beeinflußt den Takt des
"Opfers".
Das Taktsignal kann vom Decoder nicht mehr sauber ausgewertet
werden und damit wird die gesamte Information nicht eingelesen;
"geht also verloren".
Dies hat im Decoder zur Folge, daß auch der zeitliche Rhythmus
für die Servo - Impulse beeinflußt wird.
Daraus folgt, daß sich die Spannungshöhe am Eingangskondensator
des RC - Gliedes des Servo's reduziert und der Servo dadurch
eine neue Regelkreis - "Führungsgröße" erhält. Der Servo
führt den Servo - Arm auf die neue Vorgabe nach. Es handelt sich
zu jedem Impulszeitpunkt nur um wenige zehntel Grad.
Erhält der Decoder wieder einen sauberen
Takt und kann die Information lesen, dann wird auch der Servo -
Impuls wieder in der korrekten Impulsbreite gesendet, die
Spannung am Eingangskondensator nimmt wieder mit der alten Höhe
die alte Soll - Information als Zielvorgabe an und der Servo
stellt den Servo - Arm wieder an die alte Stelle.
Die schnelle Abfolge (ms Bereich) bei
geringer mechanischer Abweichung führt zu dem "Zittern" des
Servo's.
Da alles mit Toleranzen behaftet
ist, kann es durchaus vorkommen, daß ein Austausch des Servo's
bereits dazu führt, das kein Zittern mehr wahrgenommen wird.
Theorie 2 (Situation 2): Stellinformation -
Beeinflussung
Bei jeder gesendeten Meldung ist die
Stellinformation für den einzelnen Servo Bestandteil der
Gesamtmeldung (Selectrix - Byte).
Beim Selectrix - Byte ist das pro Servo ein Bit, welches mit dem
Inhalt 0 oder 1 die Servo - Position bestimmt.
Beeinflußt der Störer ein Bit des
Selectrix - Bytes, dann wertet der Decoder dieses Bit, was einem
bestimmten Servo zugeordnet ist, falsch aus. Damit kann dann der
Servo über den Servo - Impuls in die andere Endlage gestellt
werden.
Bei Selectrix - Decodern OHNE
Stellungsrückmeldung erfährt die Zentrale nichts über die neue
Stellung und sendet weiterhin die alte, ungestörte Bit
Information.
Damit stellt der Decoder beim nächsten, ungestörten Empfang, den
Servo wieder in die Ursprungslage zurück.
Bei Selectrix - Decodern MIT
Stellungsrückmeldung erfährt die Zentrale die neue Stellung und
übernimmt diese. Die Zentrale sendet ab diesem Zeitpunkt die
jetzt aktuelle Stellung.
Da der Decoder keine alte Stellinformation erhält bleibt der
Servo in der "gestörten" Stellung stehen.
Anmerkung:
In anderen digitalen Systemen wird es vermutlich ähnliche
Kombinationen geben. Diese Aussagen hier beziehen sich explizit
auf Selectrix* mit seinen sich wiederholenden Meldungen
(Selectrix - Bytes).
Fazit
Der ansonsten robuste SX - Bus kann durch kapazitive
Einkopplungen gestört werden, wenn sich der Störer über weitere
Strecken in zu dichtem Abstand (kleiner 5 cm) zum "Opfer"
befindet.
Mir liegen nur die Erfahrungen aus dem Selectrix*
Umfeld vor; ich gehe aber davon aus, daß dies auch für andere
digitale Systeme Gültigkeit hat.
Bei beengten Verhältnissen sollten die Zuführungen zu den
Decodern, hier SX - Busse, auch aus verdrillten und geschirmten
Kabeln bestehen.
Siehe auch Probleme mit dem Servo
beim Einschalten >>
hier
