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Passive
Bauelemente
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Widerstände „bremsen“
den Stromfluß.
Ihre Einbaurichtung ist nicht von Bedeutung.
Da sie zu klein sind, um einen lesbaren
Aufdruck zu tragen, wird ihr Wert durch Farbringe dargestellt. Zwei
Arten von Kennzeichnungen sind üblich:
Bei Widerständen mit
einer Toleranz von 5% und mehr werden drei Farbringe plus Toleranzring
verwendet.
Bei niedrigeren Toleranzen besteht die Kennzeichnung aus vier
Ringen plus Toleranzring. Der Toleranzring unterscheidet sich je nach
Hersteller in der
Breite von den übrigen Ringen oder ist etwas abgesetzt. Bei
Widerständen mit 5 % Toleranz ist er golden.
Der letzte Ring vor dem Toleranzring gibt die Zahl
der Nullen an, die an die Zahlenwerte der ersten Ringe angefügt
werden
müssen.
Nachfolgend eine kleine „Übersetzung“:
braun
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1
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rot
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2
|
orange
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3
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gelb
|
4
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grün
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5
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blau
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6
|
violett
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7
|
grau
|
8
|
weiß
|
9
|
schwarz
|
0
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Beispiele:
Farbmarkierung
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rot
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rot
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braun
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gold
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Wert
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"Übersetzung"
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2
|
2
|
1
x 0
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5
%
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220
Ohm
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Farbmarkierung
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gelb
|
violett
|
rot
|
gold
|
Wert
|
"Übersetzung"
|
4
|
7
|
2
x 0
|
5
%
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4700
Ohm oder 4,7 kOhm
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Die Trimmpotis oder
Potentiometer sind Widerstände,
bei denen man die Widerstandwerte individuell anpassen kann. In der
Regel haben Trimmpotis drei Anschlüsse. Zwischen zwei
Anschlüssen entspricht der Widerstand immer dem Maximalwert. Die
Widerstände zwischen dem dritten Anschluß und diesen beiden
Anschlüssen kann individuell eingestellt ("abgegriffen") werden.
Außerdem gibt es licht-, temperatur-
oder stromabhängige Widerstände, die ihren Widerstandswert
bei entsprechenden äußeren Einflüssen ändern.
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Kondensatoren
und Elkos sind "Spannungsreservoirs". Zu unterscheiden sind:
ungepolte
Typen mit kleinerern Werten (Kondensatoren) und
gepolte Tyen mit größeren Wertren(Elektrolyth-Kondensatoren
oder Elkos).
Bei den ungepolten
Kondensatoren ist die Einbaurichtung nicht von Bedeutung. Beim Einbau
gepolter
Elkos muß man jedoch unbedingt auf die Einbaurichtung achten.
Werden
diese Elkos falsch herum eingebaut, werden sie bei der Inbetriebnahme
der Schaltung zerstört und
können im Ernstfall auch den Rest der Schaltung in Mitleidenschaft
ziehen!
Alle Kondensatoren sind für einen
bestimmten Spannungsbereich ausgelegt. Bei den ungepolten ist er meist
recht hoch (mindestens 63 Volt), gepolte Elkos sind schon mit
einem Spannungsbereich von 3 Volt erhältlich. Man sollte niemals einen Kondensator mit zu
geringer Spannungsfestigkeit einsetzen, da er sonst im Betrieb
explodieren kann.
Bei den gepolten Elkos stehen die Kapazitäts- und Spannungswerte
unverschlüsselt auf dem Körper. Bei den (kleineren)
ungepolten Typen sind die Kapazitäts- und Spannungswerte
verschlüsselt in pF (Picofarad) angegeben. Dabei entspricht die
letzte Ziffer der aufgedruckten Zahl der Anzahl der Nullen.
Beispiel: "104" heißt übersetzt 100.000 pF bzw. umgerechnet
100 nF.
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| Relais |
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Relais
sind elektrische Umschalter. Die Einbaurichtung ist durch die PINs
vorgegeben.
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Aktive
Bauelemente
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Dioden lassen den Strom
nur in einer Richtung passieren, müssen somit auch in bestimmter
Richtung eingebaut werden. Sie tragen zur Kennzeichnung einen Ring, der
zum einen Ende hin (in Durchlaßrichtung) versetzt ist. In
zeichnerischen Darstellungen wird die Durchlaßrichtung durch
einen Pfeil markiert.
Zenerdioden sehen genauso aus wie normale Dioden.
Sie werden zur Spannungs- begrenzung eingesetzt.
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Leuchtdioden lassen -
ebenso
wie Dioden - den
Strom nur in einer Richtung passieren, nur dann leuchten sie. Der
Stromfluss muß durch einen Vorwiderstand begrenzt werden, sonst
leuchten sie sehr hell - allerdings nur einmal ganz kurz...
LEDs
sind gepolt. Die Kathode (-) muß an die negative Spannung der
Versorgungsspannung angeschlossen werden. Bei den bedrahteten Versionen
hat die Anode (+) das längere “Beinchen”, bei den SMD-Versionen
ist die Kathode (-) gekennzeichnet (z.B. Farbmarkierung,
abgeschrägte Ecke). Mit Hilfe eines Multimeters, das auf
“Diodenprüfung” oder “Widerstandsmessung” eingestellt ist,
läßt sich im Zweifelsfall die Polarität
klären.
Sie
können mehrere LEDs gemeinsam schalten, indem Sie sie entweder in
Reihe (seriell) oder nebeneinander (parallel) anschließen.
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LEDs
in Reihe
(seriell) anschließen
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Serieller Anschluß von LEDs: Achten Sie
darauf, daß die
Gesamtspannung aller LEDs die Spannung der Spannungsquelle (z.B.
Ausgang einer elektronischen Schaltung) nicht übersteigt.
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LEDs
nebeneinander
(parallel)
anschließen
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Paralleler
Anschluß von LEDs: Achten Sie darauf, daß der Gesamtstrom
aller LEDs den zulässigen Strom der Spannungsquelle (z.B. Ausgang
einer elektronischen Schaltung) nicht übersteigt.
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Nie
ohne
Vorwiderstand!
|
|
LEDs
dürfen niemals ohne Vorwiderstand an eine Spannungsquelle
angeschlossen werden, sie werden sonst bei der Inbetriebnahme
zerstört. Die Größe des Vorwiderstandes ist von der
Höhe der Versorgungsspannung, der Anzahl der in Reihe geschalteten
LEDs und der Farbe der LEDs abhängig. Nachfolgend ein paar Formeln:
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nLED, max
=
|
( UB
/ UF ) - 1
[V]
|
|
erf. RV
[Ohm] >
|
( UB - UF x nLED
) / ( IF x 0,001 )
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|
Wählen Sie den Widerstand nicht zu
groß.
Die LEDs leuchten
sonst nur schwach oder gar nicht.
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|
Zur
Kontrolle:
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( UB - UF
x nLED ) / gewählt RV
= 0,01 ... 0,02 [A]
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Abkürzungen
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| nLED |
Anzahl
der in Reihe geschalteten LEDs
|
| RV |
Vorwiderstand
[Ohm]
|
| UB |
Versorgungsspannung
[V]
|
| UF |
Durchlaßspannung
der LED []
|
| IF |
Strom
bei max. Leuchtkraft [A]
|
|
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Transistoren
sind die eigentlichen Leistungsschalter. Sie haben drei
Anschlüsse und eine Abflachung am Gehäuse. Sie
müssen in einer bestimmten Richtung eingebaut werden.
|
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ICs übernehmen die Aufgaben von
komplexen, aus
zahlreichen Dioden, Widerständen und Transistoren bestehenden
Schaltungen. ICs stehen für diverse Anforderungen zur
Verfügung. Micro-Controller sind eine Sonderform, in die - mit
entsprechenden Geräten - eine individuelle Software "eingebrannt"
wird.
Die Einbaurichtung wird durch eine Markierung angegeben.
Da ICs beim Einlöten leicht beschädigt werden können,
kann man IC-Sockel in die Platine einlöten, in die das IC nur
eingesteckt wird. Die IC-Sockel sind ebenfalls markiert. Die
Markierungen auf dem Sockel und auf dem IC müssen
übereinander liegen.
Spannungsregler sind ICs, die eine variable, ungeregelte
Eingangsspannung in eine konstante Ausgangsspannung umwandeln. Sie
sehen auf den ersten Blick wie Transistoren aus, weil sie in einem
entsprechenden Gehäuse stecken.
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Gleichrichter wandeln
Wechselstrom in Gleichstrom um.
Sie sind gepolt und müssen daher in einer bestimmten Richtung
eingebaut werden.
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Was
ist was? - Stichworte rund um die digitale Steuerung
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Anfahr-
und
Brems-
verzögerung
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Die
Anfahr-und Bremsverzögerung legt fest, wieviel Zeit bis zum
Erreichen der nächst höheren bzw. niedrigeren Fahrstufe
vergeht. Die
meisten Lokdecoder bieten die Möglichkeit, die Anfahr-und
Bremsverzögerung den jeweiligen Anforderungen anzupassen. Bei
vielen
Lokdecodern können unterschiedlich lange Zeiten für die
Anfahr-und die
Bremsverzögerung festgelegt werden.
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Booster
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Booster
verstärken die von der Zentrale gesendeten digitalen
Signale, und versorgen einen eigenen Streckenabschnitt mit Strom.
Sie werden benötigt, wenn der von der Zentrale gelieferte Strom
nicht für die Versorgung aller angesteuerten digitalen Vebraucher
ausreicht. In Streckenabschnitten, die an ungeregelte Booster
angeschlossen sind, können auf Grund von Spannungsschwankungen die
Fahrgeschwindigkeiten der Loks und die Helligkeit der Beleuchtungen
varieren. Geregelte Booster halten die Spannung im angeschlossenen
Streckenabschnitt konstant und verhindern dadurch derartige
Schwankungen.
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Funktionsdecoder
|
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Funktionsdecoder
können im Gegensatz zu Lokdecodern keine Motoren ansteuern,
sondern ausschließlich zusätzliche Verbraucher, wie z.B.
Geräuschmodule, Rauchgeneratoren oder Beleuchtungen. Daher
können sie meist eine größere Anzahl von Verbrauchern
oder Verbraucher mit höherem Stromverbrauch schalten als
Lokdecoder. Sie werden z.B. in Steuerwagen oder Waggons zum Schalten
der Beleuchtung eingesetzt. Sie können auch zur
Ergänzung von Lokdecodern dienen, wenn die Funktionsausgänge
am Lokdecoder bereits belegt sind oder nicht mehr genügend Strom
liefern können.
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Geschwindigkeits-
kennlinie
|
|
Die
Geschwindigkeitskennlinie eines Lokdecoders ordnet den einzelnen
Fahrstufen eine bestimmte Motorspannung zu. Im Normalfall wird sie so
eingestellt, daß die Lok bei kleinster Fahrstufe gerade
anfährt und bei höchster Fahrstufe die dem Loktyp
entsprechende Höchstgeschwindigkeit erreicht. Je nach Ausstattung
des Decoders können die Motorspannungen bei kleinster und
größter Fahrstufe sowie bei einer oder mehreren weiteren
Fahrstufen festgelegt werden. Für die Bereiche zwischen den
definierten Fahrstufen werden die Motorspannungen meist geradlinig
interpoliert.
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| Lastregelung |
|
Loks
werden bei gleichbleibender Motorspannung langsamer, wenn sie bergauf
oder in eine Kurve fahren oder wenn zusätzliche Waggons
angehängt werden. Lastgeregelte Lokdecoder beeinflussen die
Motorspannung so, daß die Geschwindigkeit der Lok im Fahrbetrieb
bei einer gewählten Fahrstufe immer konstant bleibt. Der
Haupteinsatzbereich für lastgeregelte Lokdecoder sind Schnell- und
Güterzugloks. Bei Rangierloks ist eine Lastregelung nicht
erforderlich, bei Schienenbussen führt sie zu einem nicht
vorbildgerechten Fahrverhalten.
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| Lokdecoder |
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Lokdecoder
empfangen die digitalen Signale von der Zentrale, steuern den Motor an
und beeinflussen damit die Geschwindigkeit und die Fahrtrichtung der
Lok. Außerdem schalten sie die Beleuchtung der Lok sowie ggf.
weitere Funktionen. Je nach Ausstattung können die Decoder
über die Definition der Geschwindigkeitskennline, der PWM-Periode
und der Anfahr- und Bremsverzögerung an die individuellen
Fahreigenschaften der Lok und an die Vorstellungen des Nutzers
angepaßt werden.
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Motorart
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Modellbahnloks
können mit verschiedenen Arten von Motoren ausgestattet sein. Drei
Motorarten sind typisch: Allstrommotoren (auch als Wechselstrommotoren
bezeichnet), Gleichstrommotoren sowie Glockenankermotoren (auch
als Fauhalbermotoren bezeichnet), die eine besondere Art von
Gleichstrommotoren darstellen. Die Lokdecoder müssen an die
spezifischen Eigenschaften dieser verschiedenen Motorarten
angepaßt sein. Ein Lokdecoder für Allstrommotoren ist daher
nicht für die Ansteuerung von Gleichstrommotoren geeignet - und
umgekehrt.
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PWM-Periode
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Die
Impulse, mit denen ein Lokdecoder den Motor ansteuert, werden in einer
bestimmten Frequenz wiederholt. Diese Frequenz wird durch die
PWM-Periode festgelegt. Durch Verändern der PWM-Periode kann der
Lokdecoder an die individuellen Fahreigenschaften der Lok
angepaßt werden. In der Regel werden nur Lokdecoder für
Gleichstrommotoren mit der Möglichkeit zur Anpassung der
PWM-Periode angeboten.
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Rangiergang
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Manche
Decoder ermöglichen (in der Regel über eine Funktionstaste)
das Umschalten in den Rangiergang. Der Rangiergang ist eine
zweite Geschwindkeitskennlinie, bei der die Geschwindigkeit aller
Fahrstufen gegenüber der Standard-Geschwindigkeitskennlinie
um einen bestimmten Prozentsatz verringert wird.
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Schaltdecoder
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Schaltdecoder
dienen zum Ein- und Ausschalten von beliebigen Verbrauchern (z.B.
Lichtsignalen, Streckenabschnitten, Hausbeleuchtungen
etc.). In der Regel können Schaltdecoder jeweils vier
verschiedene Verbraucher unabhängig voneinander ansteuern.
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Weichendecoder
|
|
Weichendecoder
dienen zum Umschalten von Weichen und anderen Magnetartikeln (z.B.
Flügelsignalen). Im Gegensatz zu Schaltdecodern senden sie nur
einen kurzen Umschaltimpuls. Es gibt Weichendecoder, die nur eine
Weiche steuern, aber auch Weichendecoder, die vier verschiedene Weichen
unabhängig voneinander steuern können. Für die Steuerung
von motorischen Weichenantrieben werden spezielle Weichendecoder
benötigt.
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Motorola-Format
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Motorola-I
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Das
Motorola-Format wurde von der Firma Märklin** eingeführt.
Kernstück der digitalen Komponenten waren ursprünlich Chips
der Firma Motorola.
Die Datenübertragung erfolgt in einzelnen "Paketen", zwischen
denen jeweils kurze Pausen liegen. Diese Art der Datenübertragung
erzeugt am Gleis eine Gleichspannung. Das ist der Grund dafür,
daß nicht mit Decodern ausgerüstete Loks losfahren, sobald
sie auf einer im Motorola-Format betriebenen digitalen Anlage
eingesetzt werden.
Im zunächst entwickelten Motorola-I-Format ist aufgrund der
speziellen Eigenschaften des eingesetzten Chips die Codierung von nur
80 Adressen möglich. Die Datenpakete enthalten neben der
Adressinformation noch 14 Fahrstufeninformationen und eine
Funktionsinformation. Die Informationen der vier Sonderfunktionen
werden in einem eigenen Datenpaket auf einer anderen Frequenz
übertragen.
Im (alten) Motorola-I-Format werden die digitalen Steuersignale anders
verschlüsselt und übermittelt als im (neuen)
Motorola-II-Format. Das betrifft vor allem die Sonderfunktionen F1 bis
F4. Im Motorola-I-Format werden im Gegensatz zum Motorola-II-Format
keine absoluten Richtungsinformationen gesendet. Die Umschaltung der
Fahrtrichtung erfolgt vielmehr durch ein einmaliges Steuersignal, das
die Richtungsänderung relativ zur augenblicklichen Richtung
verändert.
Diese Besonderheit des Motorola-I-Formats hat folgende
Auswirkungen:
1. Wenn der Befehl zur Richtungsänderung von der Lok nicht erkannt
wird, fährt sie in die ursprüngliche Richtung weiter.
2. Wenn der Decoder längere Zeit stromlos war und die aktuelle
Richtungsinformation nicht abgespeichert wurde, fährt die Lok nach
dem Einschalten in ihre bevorzugte Fahrtrichtung.
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Motorola-II
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Gestiegene
Anforderungen führten zur Verbesserung und Erweiterung des
Motorola-Formates. Im Motorola-II-Format können 255 Adressen
codiert
werden und die Datenpakete enthalten zusätzlich Informationen
über die
absolute Fahrtrichtung. Die Informationen der vier
Sonderfunktionen
wurden in diese Datenpakete integriert.
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Online-
Programmierung
|
|
Einige
unsere Motorola-Decoder können über die von uns entwickelte
“Online-Programmierung” eingestellt werden. Je nach Ausführung des
Decoders können Sie z.B.:
- die neue Adresse direkt (ohne Eingabe der alten Adresse) eingeben.
- während der Programmierung der Fahreigenschaften
(Geschwindigkeitskennlinie, Anfahr- und Bremskennlinie) direkt (online)
die Einstellungen prüfen, da die Lok auf dem Programmiergleis mit
den
eingestellten Werten fährt. Sobald die gewünschten Werte
erreicht sind,
können Sie direkt (online) abspeichern.
- die Funktionsausgänge bestimmten Sonderfunktionen der Zentrale
zuordnen.
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Flackernde
Lampen vermeiden
|
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Das
Flackern der Lampen ist ein Motorola-typisches Problem, das
auftritt, wenn die Lampen einseitig mit Lokmasse verbunden sind. Dieses
Problem läßt sich einfach beheben:
Trennen Sie den Anschluß der Lampe von Lokmasse und verbinden Sie
ihn mit dem Rückleiter für alle Funktionen auf dem Decoder. |
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DCC-Format
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NMRA-Standard
|
|
Das
DCC-Format wurde von der Firma Lenz** entwickelt und von der
nordamerikanischen NMRA (National Model Railroad Association) zum
Standard erklärt.
|
Konfigurations-
variablen
(CV-Werte)
|
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Sämtliche
Eigenschaften von (Lok-, Funktions-, Weichen-) Decodern werden
über Konfigurations-Variablen (CV-Werte) definiert. Die Bedeutung
der CV-Werte ist in den Empfehlungen der NMRA im Detail festgelegt. Die
wichtigsten CV-Werte und ihre Bedeutung finden Sie in der nachstehenden
Tabelle.
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CV-Nr.
|
CV-Name
|
Eingabewert
(Vorgabewert)
|
Erläuterungen
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1
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Basis-Adress
|
0
... 127
(3)
|
Die
Basisadresse enthält einen Wert zwischen 1 und 127. Ist CV#1
gleich 0, verläßt der Decoder den Digitalbetrieb und
wechselt in den Alternativ-Betrieb (Analogbetrieb).
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2
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Start-Spannung
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0
... 255
(7)
|
Definiert
die Fahrspannung, die bei niedrigster Fahrstufe am Motor anliegt.
|
3
|
Beschleunigungs-
rate
|
0
... 255
(0) |
Definiert
die Länge der Wartezeit, die beim Beschleunigen jeweils vor dem
Hochschalten zur nächst höheren Fahrstufe vergeht.
|
4
|
Bremsrate
|
0
... 255
(0) |
Definiert
die Länge der Wartezeit, die beim Bremsen jeweils vor dem
Herunterschalten zur nächst niedrigen Fahrstufe vergeht.
|
5
|
Maximale
Spannung
|
1
... 255
(1) |
Definiert
die Fahrspannung, die bei höchster Fahrstufe am Motor anliegt.
|
6
|
Mittlere
Spannung
|
1
... 255
(1) |
Definiert
die Fahrspannung, die bei mittlerer Fahrstufe am Motor anliegt.
|
9
|
PWM-Periode
|
0
... 255
(0) |
Die
am Motor anliegende Spannung wird durch Ein- und Ausschalten der
Maximal-Spannung erzeugt. Die Intervalle zwischen dem periodischen
Einschalten der Max. Spannung wird als PWM-Periode bezeichnet. Durch
Verändern der PWM-Periode können die indi-viduellen
Laufeigenschaften des Motors beeinflußt werden.
|
17+18
|
Erweiterte
Adresse
|
1
.. 10.239
(-)
|
Enthält
die Adresse zwischen 1 und 10.239, wenn der Decoder auf „Erweiterter
Adressbereich“ eingestellt ist.
|
19
|
Consist-
Adresse
|
0
... 127
(-) |
Definiert
die alternative (zweite Adresse) des Decoders.
|
29
|
Konfigurations-
dten 1
|
0
... 255
(-) |
Definiert
zentrale Eigenschaften des Decoders: Fahrtrichtung, Anzahl der
Fahrstufen, Umschaltung auf Analog- Betrieb, erweiterte
Rückmeldung
im Programmiermodus, Auswahl der Geschwindigkeitskennlinie, Basis-
Adressen oder erweiterte Adressen.
|
33-42
|
Zuordnung
der
Ausgänge
F0 bis F8
|
|
Definiert,
welche Funktionen welche Ausgänge schalten.
|
49-64
|
Herstellereigene
Parameter
|
|
Reserviert
für Nutzung durch Hersteller, z.B. CV#56 definiert Eigenschaften
der Lichtfunktion (bei Tams-Decodern).
|
65
|
Kickstart
|
0
... 255
(-) |
Legt
die Zeit fest, wie lange der Motor einmalig eingeschaltet wird, wenn
von Fahrstufe 0 auf Fahrstufe 1 geschaltet wird.
|
|
Adress-/
Page-/
Register- und
CV-Programmierung
|
|
Vorläufer
der CV-Programmierung sind die Adress-Programmierung, die
Page-Programmierung und die Register-Programmierung. Die
Möglichkeiten zur Definition der Eigenschaften von Decodern sind
bei diesen Programmierarten stark eingeschränkt. Ältere
digitale Zentralen unterstützen oft nur eine dieser
Programmier-Arten und ermöglichen daher nicht die Definition aller
progammierbaren Eigenschaften eines modernen Decoders.
|
Analoge
Loks in
DCC-Anlagen
|
|
Die
Daten werden im DCC-Format fortlaufend übertragen, es entsteht
daher keine Gleichspannung am Gleis. Anders als in digitalen Anlagen,
die im Motorola-Format gesteuert werden, fahren daher analoge Loks
nicht einfach los. In DCC-Anlagen ist es jedoch möglich,
außer den digitalisierten Loks jeweils eine analoge Lok von der
Zentrale aus anzusteuern. Die dafür nötigen Fahrsignale
werden den digitalen Signalen überlagert und beeinflussen die
digitalisierten Loks nicht.
|
bis
zu 10.239 Adressen
bis zu 128 Fahrstufen
bis zu 9 Funktionen
|
|
Im
DCC-Format können bis zu 10.239 Adressen, bis zu 9 Funktionen und
bis zu 128 Fahrstufen sowie die absolute Fahrtrichtung codiert werden.
Wieviele Adressen, Funktionen und Fahrstufen konkret genutzt werden
können, ist von den Komponenten (Zentrale, Decoder) abhängig.
|
Typische
Fehlfunktionen
|
|
Die
Einstellung der Anzahl der Adressen und der Anzahl der Fahrstufen
müssen an der Zentrale und am angesteuerten Decoder
übereinstimmen (CV-Variable 29). Stimmen die Einstellungen nicht
überein, treten Fehler bei der Interpretation der digitalen
Signale durch den Decoder auf. Typische Fehlfunktionen, die hierauf
beruhen, sind:
- Die Frontbeleuchtung der Lok kann nicht eingeschaltet werden.
- Die Frontbeleuchtung flackert bei Geschwindigkeitswechseln.
- Die Lok reagiert nicht auf die von der Zentrale gesendeten Signale.
|
