Digitalsteuerung

Die Digitalsteuerung - eine neue Dimension des Anlagenbetriebes

Unter digitaler Steuerung wurde ursprünglich eine Mehrzugsteuerung verstanden. Historisch ist diese Steuerung aus dem amerikanischen heraus entstanden. Hier werden mehrere Loks vor oder im Zug verteilt eingesetzt. Die amerikanischen Modellbahner verstehen sich dabei als Lokführer, die einen Zug unter Beachtung der Signale von einem Bahnhof in einen anderen fahren. Zur Realisierung dieses vorbildentsprechenden Betriebes war die Entwicklung einer entsprechenden Loksteuerung erforderlich. Inzwischen ist die technische Entwicklung soweit fortgeschritten, dass auch Zubehörartikel digital gesteuert werden.

Mit digitalen Steuersystemen lassen sich vorbildentsprechende Betriebssituationen wesentlich besser nachbilden, als dies mit konventionellen Mitteln möglich ist. Dabei sei nur einmal an die Möglichkeit gedacht, Kurswagen an einen Zug zu stellen, mit einer Rangierlok von einem im Bahnhof stehenden Nahgüterzug eine Wagengruppe abzuziehen oder anzuhängen oder einen schweren Zug eine Vorspannlok/Schiebelok beizustellen und in Doppeltraktion zu fahren. Auch die Welt der Computersteuerung eröffnet dem (voll-) automatischen Anlagenbetrieb neue Perspektiven. Die Fahreigenschaften der Loks werden beim Einsatz von Decodern mit Motorlastregelung wesentlich besser sein als beim konventionellen Gleichstrombetrieb. Ein wesentlich vorbildlicherer Rangierbetrieb ist so möglich. Die dazu bisher eingesetzten konventionellen Impulsbreitenregelungen lassen sich bei den heute als Fahrzeugbeleuchtung weit verbreiteten Leuchtdioden nicht mehr einsetzen, da hier die Loks Front- und Rücklicht gleichzeitig eingeschalten haben.

Ein Vorzug des hier vorgestellten Digitalsystems ist die weitere Verwendbarkeit der digitalisierten Lokomotiven auf konventionellen Anlagen. Dabei verlieren die Loks zwar ihre guten Langsamfahreigenschaften und unter Umständen einprogrammierte Geschwindigkeitskennlinien, die eingestellten Anfahrverzögerungen bleiben aber weiter aktiv. Die Loks können damit auch beim befreundeten Modellbahner auf einer konventionellen Anlage fahren.

Durch diese Eigenschaft der digitalisierten Loks ist es prinzipiell möglich, die Anlage in digital betriebene (Bahnhofs-) Bereiche und konventionell betriebene Blockstrecken zu teilen. Die digitale Steuerung benötigt für den gleichzeitigen Fahrbetrieb mehrerer Züge keine Unterteilung der Gleisanlage in verschiedene Gleisabschnitte. An dieser Stelle wird ein wesentlicher Vorzug einer digitalen Steuerung deutlich. Während an einer konventionellen Anlage die Zahl der vorhandenen Fahrstrombereiche und der damit verbundenen Fahrreglern die Zahl der Züge (und Mitspieler) bestimmt, ist eine Digitalanlage ohne Änderung der Verdrahtung jederzeit flexibel.

Die Zahl der angeschlossenen Regelgeräte entscheidet über die Zahl der Mitspieler. Die Zahl der gleichzeitig steuerbaren Loks übersteigt ohnehin die Fähigkeiten des Personals. Die digitale Steuerung basiert auf einem "intelligenten" Fahrregler, der sogenannten Zentrale. Dieser Fahrregler "sagt" jeder Lok, wie sie sich auf dem Gleis zu bewegen hat - oder auch nicht. Damit die Loks die "Sprache" der Zentrale auch "verstehen", sind in ihnen elektronische Bausteine eingebaut, die als "Decoder" bezeichnet werden.

Um dieses Prinzip zu verwirklichen, ist ständig Spannung am Gleis. Diese ist etwas höher (ca. 18 V) als sonst (12 V maximal), dafür aber weitgehend konstant. Diese konstante Spannung macht Nebeneffekte, wie z.B. eine ständige Zugbeleuchtung möglich. Allerdings müssen die in den Fahrzeugen eingebauten Glühlampen dieser höheren Spannung angepaßt, sprich ausgetauscht, werden (Leuchtdioden brauchen nicht getauscht werden).

Die Zentrale spricht nacheinander alle auf der Anlage befindlichen Loks an und erteilt Fahrbefehle. Dazu erhält jede Lok eine sogenannte "Adresse", die Nummer unter der sie bei der Zentrale registriert ist. Die Lok reagiert nur dann auf Befehle der Zentrale, wenn sie ihre Nummer am Anfang eines Befehles "gehört" hat. Zu diesen Fahrbefehlen zählen die Geschwindigkeit, die Fahrtrichtung und der Zustand etwaiger in der Lok befindlicher Funkionen. Dies ist in den meisten Loks der Firma TILLIG die Beleuchtung sowie bei einigen Modellen das Fernlicht. Diese Funktionen können auch unabhängig von der Bewegung der Lok geschalten werden - es ist ja ständig Spannung am Gleis. Da die Spannung am Gleis beständig als Wechselspannung anliegt, wird "Vorwärts" und "Rückwärts" nicht mehr der Gleisanlage zugeordnet.

Die Definition der Fahrtrichtung wird nunmehr auf jedes Fahrzeug bezogen vorgenommen. Das heißt, wenn eine Lok den Befehl erhält, mit dem Schornstein (oder Führerstand 1) voraus zu fahren, wird sie das - unabhängig davon wie sie auf das Gleis gestellt wird - ausführen. Zwei so gestellte Loks fahren also aufeinander zu, wenn die mit den Schornsteinen gegeneinander auf das Gleis gestellt werden. Wird eine Lok nicht angesprochen, merkt sich der Decoder bis zur nächsten Befehlsaussendung an ihn den letzten Befehl und führt ihn aus. So ist es möglich, in der Zwischenzeit anderen Loks ihre Befehle zu erteilen. Es können also mehrere Loks auf dem selben Gleis unterschiedliche Fahrzustände unabhängig voneinander einnehmen.

Die in den Fahrzeugen der Loks eingebauten Decoder können in ihren Eigenschaften eingestellt werden. Dies wird als Progammieren bezeichnet. Je nach Decodertyp lassen sich verschiedene Eigenschaften ändern. Die wichtigsten sind die Adressen der Lok sowie die Anfahr- und Bremsverzögerung zur Massesimulation des Zuges.