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Die digitalen Gleisformate auf der Modelleisenbahn

In diesem Artikel sollen nur grundlegenden Eigenschaften der verschiedenen Digital Systeme beschrieben werden.
Digital gibt es folgende Gleisformate:

Motorola I/Motorola II von Märklin
Für dieses Gleisformat gibt es Lokdecoder für Gleich- und Wechselstrommotoren. Ferner gibt es Schaltbausteine für Magnetartikel, Motorantriebe und Servos. Viele Lieferanten bieten für dieses Format Komplettsysteme sowie auch einzelne Komponenten und Bausätze an. Bei den Zentralen, die das Motorolaformat ausgeben, wird überwiegend der S88-Bus für die Rückmelder verwendet.

DCC von Lenz
Es gibt hauptsächlich Lokdecoder für Gleichstrommotoren. Jedoch kann es auch im Mittelleiter-Gleissystem eingesetzt werden, wenn die Loks mit einem Gleichstrommotor ausgerüstet sind. Auch für dieses Format  gibt es viele Lieferanten für Komplettsysteme und Komponenten wie Schaltbausteine für Magnetartikel, Motorantriebe, Servos und Drehscheibe.    DCC (Digital Command Control) ist eine öffentliche Norm der NMRA  (National Modell Railroader Association) und somit jedermann zugänglich.

Selectrix
Dieses Format wurde 1993 von Döhler & Haass entwickelt. Es hat viele Fans, da hier die Decoder besonders klein gebaut werden. Technisch unterscheidet sich das Format sehr grundlegend von Mfx, DCC und Motorola durch den anderen Impulsaufbau. Dieses Gleisformat steuert nur Lok- und Funktionsdecoder. Schaltdecoder und Rückmelder werden an den Steuerbus der Zentrale angeschlossen. Da bei diesem Gleisformat keine Steuerbefehle für die Schaltdecoder übertragen werden ist die Wiederholrate der Steuerbefehle für die Lok- und Funktionsdecoder deutlich höher. Gelobt werden die Fahreigenschaften dank 32 Fahrstufen und Motorregelung. Einziger Systemlieferant ist Trix. Die Firmen MÜT,  MTTM und Rautenhaus liefern/entwickeln jedoch eine Palette von einzelnen Komponenten.

FMZ von Fleischmann
Die Fleischmann FMZ Mehrzugsteuerung ist ein Auslaufmodell. Es wird nur noch bei Fleischmann-Loks verwendet. Fleischmann bietet seit 2000 so genannte Twin-Decoder und Twin-Zentralen an, die das FMZ-Protokoll als auch das DCC-Protokoll verstehen.

ZIMO war der Pionier der Digitalisierung.
Das ZIMO Gleisformat führt heute nur noch ein Schattendasein. Die heutigen ZIMO  Decoder und Zentralen unterstützen die Protokolle von ZIMO und DCC.

MFX von Märklin
Dies ist ein neues Format von Märklin. MFX bietet die Möglichkeit, wie bereits das DCC RailCom, dass Loks nicht nur Befehle empfangen, sondern auch eine Rückmeldung in Richtung Zentrale geben können. Dadurch könnte die Installation eines separaten Rückmelde-Systems entfallen. Bisher treten nur Märklin und ESU als Anbieter von MFX-Decodern auf.

Digital Systeme für DC und AC ?
Es wird immer wieder von Digital für  DC 2-Leiter bzw. AC 3-Leiter geschrieben. Dieses ist falsch! Bei den Digital-Systemen werden nur 2 Drähte am Gleis angeschlossen. Die digitale Gleisspannung ist eine Wechselspannung, die aus unterschiedlichen Rechteckimpulsen gebildet wird. Die Zentrale erzeugt die Rechteckimpulse, die durch den zeitlichen Spannungsverlauf dargestellt werden. Das Selectrix-Format verwendet eine Folge von Impulsen mit 3 verschiedenen Spannungen. Die Loks erhalten nicht nur die Befehle über das Gleis, sondern auch noch die notwendige Energie. Daher ist das Gleis ein 2-adriges Energie-Bussystem.

Die verschiedenen Gleisformate unterscheiden sich :
1.   durch die Form der Impulse sowie den zeitlichen Abstand zur Erkennung der
einzelnen Bits
2.   durch die Definition und die Länge eines Informationsblocks
Wie die o.g Formataufstellung zeigt, scheint es mittlerweile auf vier Systeme hinauszulaufen.

  • Märklin/Motorola Protokoll
  • Selectrix Protokoll
  • DCC Protokoll
  • MFX Protokoll

Alle Protokolle haben sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt, so dass es mehrere Protokoll-Varianten mit unterschiedlichen Fähigkeiten und Funktionen gibt.Neue Decoder und einige Zentralen sind Multiprotokollfähig. Das heißt, diese Decoder und Zentralen beherrschen zwei oder mehrere verschiedene Formate. Zentralen von Fleischmann, Trix und ZIMO  beherrschen das eigene und das DCC Format. Die Zentralen von ESU und Intellibox von Uhlenbrock geben die drei Formate  Selectrix, Motorola und DCC aus.

Fazit
Unabhängig vom Gleissystem hängt es von der Fähigkeit des Lok-Decoders ab, welches System das richtige ist. Der Lok-Decoder muss das verwendete Gleisformat beherrschen und in der Lage sein, den in der Lok vorhandenen Motor anzusteuern.

Zu einem Digitalsystem gehören folgende Komponenten:

Zentraleinheit
erzeugt das Gleisformat, bei einigen Multiprotokoll-Zentralen auch zwei oder drei Gleisformate gleichzeitig.  erzeugt aus den Eingaben die Befehle für die Gleisformate.

Verstärker
liefert die notwendige Energie für das Digitalsignal am Gleis

Transformator
liefert die erforderliche Spannung und Strom

Eingabegeräte
zum Steuern und Schalten von Loks und Schaltdecodern

Lokdecoder
zum Steuern der Loks

Funktionsdecoder
zum Steuern von z.B. Beleuchtung in Wagen, ...

Schaltdecoder
zum Steuern von Weichen, Signalen, Relais, ...

Rückmelder
zum Erfassen von Besetztmeldungen der Blöcke auf der Anlage

Computerinterface
zur Verbindung mit einem Steuerprogramm auf einem Computer

Der Bus für die Rückmeldung, Eingabe und der Bus von der Zentrale zum Verstärker sind leider nicht standardisiert. Jeder Systemhersteller baut sein eigenes System.
Notwendig sind die Komponenten :

  • Zentraleinheit
  • Verstärker
  • Transformator
  • Eingabegerät
  • Lokdecoder
  • Schaltdecoder

Bei vielen Geräten werden die Bausteine Zentraleinheit, Verstärker und Eingabegerät zu einem Gerät zusammengefasst.