Glossar

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Datenbus

>>> Anlagensteuerung allgemein

Grundsätzlich geht es um die Übertragung von Daten zwischen mehreren Teilnehmern. Damit die Datenübertragung in einem Bus klappt, müssen verschiedene Parameter im Datenprotokoll definiert sein: Teilnehmer, Inhalte, zeitliche Abfolge, Art der Busleitung.

Für die Modellbahn gibt es eine ganze Reihe von Bussystemen für verschiedene Anwendungen.

Interessant wird das Thema dann, wenn es z.B. um folgende Fragestellungen geht:

• Festlegung auf einen Datenbus für eine bestimmte Aufgabe
• Auswahl von Komponenten, die zu einem bestimmten Bus "passen"

Einige Beispiele:

Hinweis: Das ABC-Bremsverfahren und die Märklin-Bremsstrecke basieren nicht auf einem Bussystem.

Detektor

>>> Digitalsteuerung, Rückmeldung

Wir verwenden den Begriff "Detektor" im Zusammenhang mit dem Rückmeldestandard RailCom. RailCom-Detektoren werden an die Schienen angeschlossen und "horchen" auf die RailCom-Meldungen von mobilen und / oder stationären Decodern.

• Lokale Detektoren:

Sie lesen die Meldungen von Fahrzeugdecodern in einem abgetrennten Gleisabschnitt aus. Sie ermöglichen damit die Positionsbestimmung eines Fahrzeugs. Je nach Ausführung überwacht ein Detektor einen oder mehrere (2, 4, 8 oder 16) Gleisabschnitte.

• Globale Detektoren:

Sie lesen - je nach Ausführung - die Meldungen von allen Fahrzeug- und Zubehördecodern in einem Boosterabschnitt, einem Anlagenteil oder  auf der gesamten Anlage. Sie können z.B. Störungsmeldungen von Zubehördecodern melden und damit die Grundlage für automatische Sicherheitsmaßnahmen liefern. 

Detektoren können so ausgeführt sein, dass sie zusätzliche Aufgaben mit übernehmen. Einige Bespiele:

• lokaler Detektor + Schaltausgänge: Wenn Loks mit bestimmten Decoderadressen in einen Abschnitt einfahren, wird die nachfolgende Weiche so gestellt, dass die Lok in ein bestimmtes Gleis fährt.
• globaler Detektor + Booster: Wenn ein Weichendecoder in dem betreffenden Boosterabschnitt einen Kurzschluss meldet, schaltet der Booster ab.

Interface (Schnittstelle?)

>>> Digitalsteuerung, Rückmeldung

BiDiB® steht für BiDirektionaler Bus und ist ein Datenprotokoll, das die komplette Steuerung einer Modellbahn (Fahrzeuge, Weichen, sonstiges Zubehör) sowie die Übertragung von Rückmeldedaten regelt.
Die wesentlichen Merkmale:

• Über den BiDi-Bus können verschiedene Komponenten der Modellbahnsteuerung (z.B. digitale Steuergeräte, Booster, Zubehördecoder, Rückmelder) miteinander kommunizieren – und zwar in beiden Richtungen.
• BiDiB ist so konzipiert, dass die Komponenten sich weitestgehend selbsttätig im System konfigurieren und der Modellbahner mit der Konfiguration nichts zu tun hat – es sei denn, er will bewusst eingreifen.
• BiDiB entspricht dem aktuellen Stand der Technik.
• BiDiB wurde von einer Gruppe engagierter Hobby-Modellbahner, Software-Entwickler und Herstellern von Modellbahnsteuerungen ohne Gewinnerzielungsabsicht entwickelt. Für Komponenten, die über BiDiB miteinander kommunizieren, müssen keine Lizenzkosten entrichtet werden.
• Das Protokoll ist offen gelegt und steht allen Interessierten zur (lizenkostenfreien) Nutzung zur Verfügung. Komponenten verschiedener Hersteller können über den BiDi-Bus miteinander kommunizieren.

Weitere Informationen zu BiDiB: www.bidib.org

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BiDiB - der universelle Datenbus

>>> Digitalsteuerung, Rückmeldung

BiDiB® steht für BiDirektionaler Bus und ist ein Datenprotokoll, das die komplette Steuerung einer Modellbahn (Fahrzeuge, Weichen, sonstiges Zubehör) sowie die Übertragung von Rückmeldedaten regelt.
Die wesentlichen Merkmale:

• Über den BiDi-Bus können verschiedene Komponenten der Modellbahnsteuerung (z.B. digitale Steuergeräte, Booster, Zubehördecoder, Rückmelder) miteinander kommunizieren – und zwar in beiden Richtungen.
• BiDiB ist so konzipiert, dass die Komponenten sich weitestgehend selbsttätig im System konfigurieren und der Modellbahner mit der Konfiguration nichts zu tun hat – es sei denn, er will bewusst eingreifen.
• BiDiB entspricht dem aktuellen Stand der Technik.
• BiDiB wurde von einer Gruppe engagierter Hobby-Modellbahner, Software-Entwickler und Herstellern von Modellbahnsteuerungen ohne Gewinnerzielungsabsicht entwickelt. Für Komponenten, die über BiDiB miteinander kommunizieren, müssen keine Lizenzkosten entrichtet werden.
• Das Protokoll ist offen gelegt und steht allen Interessierten zur (lizenkostenfreien) Nutzung zur Verfügung. Komponenten verschiedener Hersteller können über den BiDi-Bus miteinander kommunizieren.

Weitere Informationen zu BiDiB: www.bidib.org

Gleisbesetztmelder (Gleisbelegtmelder)

>>> Rückmeldung

Gleisbesetztmelder (auch als Gleisbelegtmelder bezeichnet) erkennen, ob sich in einem Gleisabschnitt ein Stromverbraucher befindet. Ihre Einsatzgebiete sind

in analogen Anlagen:

• in Kombination mit Gleisbildstellpulten
• als Teil einer Blockstellensteuerung
• als Teil einer automatisierten Steuerung

in digitalen Anlagen:

• zusammen mit Rückmeldern (z.B. s88). In Gleichstromanlagen sind sie unverzichtbar, wenn die Belegtmeldungen über digitale Rückmelder an die PC-Steuerung weitergeleitet werden sollen.

Merkmale von Gleisbesetzmeldern:

• Zahl der Gleisabschnitte, die ein Belegtmelder überwachen kann (üblich sind 1, 4 oder 8).
• Empfindlichkeit: Eine hohe Empfindlichkeit (z.B. ab 1 mA) ist v.a. für den Einsatz in analogen Anlagen sinnvoll. In digitalen Anlagen ist eine niedrigere Empfindlichkeit oft empfehlenswert, um Falschmeldungen aufgrund von Störspannungen im Digitalsystem zu vermeiden.
• Auswertung: Möglich ist eine Auswertung gegen Masse des Belegtmelders oder - bei galvanischer Trennung der Ein- und Ausgänge - gegen Masse nachgeordneter Komponenten. Letztgenanntes gewährleistet eine störungsfreie Datenübertragung an digitale Rückmelder.
• Anzeige der Belegtmeldungen: Möglich sind z.B. integrierte LEDs oder der externe Anschluss von LEDs oder Lämpchen.
• maximale Belastbarkeit der Ausgänge
• maximaler Strom in den Gleisabschnitten

Weitere Informationen zu Gleisbesetzmeldern

Digitale Rückmeldeprotokolle (-formate)

>>> Digitalsteuerung

Seit dem Beginn der Digitalisierung von Modellbahnanlagen haben sich verschiedene Protokolle etabliert, die Rückmeldungen von der Anlage oder den Decodern zur Digitalzentrale oder zu speziellen Detektoren erzeugen. Insbesondere in PC-gesteuerten Anlagen sind Rückmeldungen von Bedeutung, wenn Abläufe in Abhängigkeit von bestimmten Zuständen automatisiert werden sollen. Beispiele für digitale Rückmeldeprotokolle sind:

• RailCom: Weiterentwicklung des DCC-Protokolls, das die Rückmeldung vom Decoder zur Zentrale / Detektor ermöglicht
• RailCom plus: Erweiterung von RailCom, die die automatische Anmeldung der Decoder bei der Zentrale ermöglicht
• mfx: Teil des mfx-Formates. Bis heute wird es ausschließlich genutzt, um die Decoder automatisch bei der Zentrale anzumelden.
• s88: vor allem in Verbindung mit PC-Steuerung weit verbreitet. Meldet, ob ein Eingang des Rückmeldemoduls offen oder geschlossen ist und wird vor allem eingesetzt, um die Belegung von Gleisabschnitten zurückzumelden.

Pendelbetrieb, Pendelstrecke, Pendelzugsteuerung

Analoge Anlagen:

Über eine externe Steuerung kann in analogen Anlagen der automatische Pendelbetrieb zwischen zwei Endbahnhöfen gesteuert werden. Da der Richtungswechsel in Gleich- und Wechselstromanlagen auf verschiedene Weise ausgeführt wird, sind die Steuermodule entweder für den Einsatz in 2- oder 3-Leiter-Anlagen geeignet.

Digitale Anlagen:

Der Einsatz eines externen Steuermoduls (vergleichbar mit einer Pendelzugsteuerung für analoge Anlagen) ist in digitalen Anlagen nicht möglich, da dann widersprüchliche Befehle hinsichtlich Fahrtrichtung oder Geschwindigkeit von der Digitalzentrale und der Pendelzugsteuerung gesendet würden. Zur Realisierung eines Pendelzugbetriebes in digitalen Anlagen gibt es folgende Lösungen:

• Abtrennen der Pendelstrecke von der Digitalsteuerung und Ansteuerung mit einer Pendelzugsteuerung für analoge Anlagen.
• Konfiguration einer Pendelautomatik in der Digitalzentrale (sofern die Zentrale das ermöglicht) in Kombination mit digitalen Rückmeldern (z.B. s88) an der Pendelstrecke.
• Einsatz eines Lokdecoders mit Pendelautomatik (z.B. Lokdecoder der Serie 30 plus).

RailCom    

>>> Digitalsteuerung, Rückmeldung

RailCom ist ein Protokoll zur bi-direktionalen Kommunikation in digitalen Modellbahnanlagen, die im DCC-Format gesteuert werden. Es ermöglicht z.B. die Rückmeldung der Adresse und der CV-Einstellungen von den Decodern zur Digitalzentrale oder zu speziellen Empfängerbausteinen (Detektoren). Die Decoder müssen dafür ausgelegt sein, die sogenannten RailCom-Messages zu senden. Booster müssen das so genannte RailCom-Cutout beherrschen.

Das Versenden von RailCom-Messages ist nur in Anlagen möglich, in denen ein DCC-Signal an den Schienen anliegt. Die Nutzung der RailCom-Funktion ist in einer reinen Motorola-Umgebung nicht möglich.

RailCom und Fahrzeugdecoder:

Alle unsere Lok- und Funktionsdecoder (außer FD-LED) sind RailCom-fähig. Über RailCom werden Daten über die Schiene von den Decodern zur Zentrale oder zu speziellen Empfängerbausteinen zurückgemeldet. Der Decoder ist damit nicht mehr nur Empfänger von Befehlen, sondern auch Sender von Rückmeldedaten.

Unsere RailCom-fähigen Lok- und Funktionsdecoder senden

• auf Kanal 1: fortlaufend ihre (Basis-, erweiterte oder Consist-) Adresse (sogenanntes RailCom Broadcast Datagramm) und

• auf Kanal 2: auf einen entsprechenden Auslesebefehl hin eine CV-Meldung.

• einige Decoder können auch die gerade gefahrene Geschwindigkeit übertragen.

Die ab Mitte 2015 gefertigten Lokdecoder der Serie 30 plus und der Funktionsdecoder FD-R Basic 2 senden außerdem per RailCom die Qualität der empfangenen Digitalsignale. Mit Hilfe dieser Funktion lässt sich ermitteln, ob die Empfangsqualität dauerhaft (z.B. wegen schlechter Stromaufnahme der Lok) oder nur örtlich begrenzt (z.B. an Weichen) beeinträchtigt ist.

RailCom und Zubehördecoder

Die Zubehördcoder senden RailCom-Messages über die Schienen an spezielle RailCom-Detektoren oder die Digitalzentrale. Nach einem Schalt- oder Stellbefehl an ihre Adresse senden sie z.B.

• Statusmeldung, z.B. "Weiche steht richtig", "Habe Weiche geschaltet" oder "Weiche muss noch geschaltet werden" und / oder

• Zeitmeldung ("Brauche für die Ausführung des Stell- oder Schaltbefehls noch 2 Sekunden") und / oder

• Fehlermeldung, z.B. "Weiche kann nicht gestellt werden"

und quittiert damit auch den Empfang des Befehls. 

Bei Einsatz von endabgeschalteten Weichen oder Servo-gesteuerten Weichen mit Endkontakt melden die Decoder die tatsächliche Stellung von Weichen (auch nach einer Verstellung von Hand).  

RailCom und Booster:

Um Platz für die Übertragung der Rückmeldedaten in RailCom-überwachten Abschnitten zu schaffen, muss in den Datenstrom von der Zentrale zu den Decodern eine Lücke geschnitten werden (das sogenante RailCom-Cutout). Dieses RailCom-Cutout wird von den Boostern bereitgestellt. In Anlagen, in denen die Booster das nicht können, ist eine Rückmeldung über RailCom daher nicht möglich.

Beim Einsatz von RailCom-Boostern mit Zentralen, die ein DCC-Signal senden und nicht RailCom-fähig sind, kann das RailCom-Cutout zu Störungen bei der Datenübertragung führen. Einige ältere DCC-Fahrzeugdecoder und einige aktuelle DCC-Decodertypen (v.a. von US-amerikanischen Herstellern), die nicht für den Einsatz mit RailCom konzipiert sind, reagieren bei eingeschaltetem RailCom-Cutout nicht korrekt auf Fahrbefehle. Bei nicht RailCom-fähigen DCC-Sounddecodern kann die Soundwiedergabe gestört sein.

Einige Booster bieten daher die Möglichkeit, RailCom ein- oder auszuschalten. In Kombination mit reinen Motorola-Zentralen sind Störungen der Datenübertragung durch das RailCom-Cutout prinzipbedingt ausgeschlossen.

s88

>>> Digitalsteuerung, Rückmeldung

s88 ist das einfachste Bussystem zur Rückmeldung von Daten von der Modelleisenbahn zum PC. Bei PC-gesteuerten Anlagen ist die Rückmeldung über den s88-Bus weit verbreitet, viele Digitalzentralen haben einen (meist 6-poligen) Anschluss für das s88-Kabel. Die Rückmeldung über den s88-Bus ist sowohl in Wechselstrom- als auch in Gleichstromanlagen gebräuchlich - unabhängig vom verwendeten Digitalformat.

An die meisten Rückmeldemodule können bis zu 16 Eingänge angeschlossen werden, deren Zustand (offen oder mit Masse verbunden) zum Empfänger (Interface oder Zentrale) gemeldet wird. Mehrere Rückmeldemodule können in Reihe angeschlossen werden, die maximale Anzahl ist vom Empfänger abhängig (z.B. 52 bei der MasterControl).

Das s88-Rückmeldesystem

• ist einfach aufgebaut und daher sehr kostengünstig;
• ist bei Verwendung gut abgeschirmter Patch-Kabel mit RJ-45 Anschlüssen entsprechend dem Standard S88-N absolut sicher;
• ist in der Lage, die Daten ausreichend schnell weiterzuleiten;
• ermöglicht bei Verwendung gut abgeschirmter Patch-Kabel einepraktikable Leitungsverlegung;
• ist bei Verwendung entsprechenden Komponenten (z.B. Rückmeldemodul S88-4) sehr flexibel.

Tipp: Grundlagen-Wissen s88 als Infothek-Blatt zum kostenlosen Download.

Schnittstellen

• für Lokdecoder
• für Booster