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Wie wird eine Lokomotive im Digital-System gesteuert? Für Sie als Bediener ist das Steuern einer Digital-Lok sehr einfach: Sie geben auf einem Digital-Fahrpult die Adresse der gewünschten Lok ein, stellen am Fahrregler ihre Geschwindigkeit ein und schalten eventuell noch das Licht ein mit der Taste "function": und die Lok tut genau das Gewünschte. Alle übrigen Loks bleiben davon völlig unbeeinflußt. Dieses Kapitel soll Ihnen auf einfache Weise zeigen, wie die Informationen vom Fahrpult zur Digital-Lok gelangen. Detailliertere Informationen zum technischen Ablauf finden Sie im Märklin-Digital Buch. Was hat es mit dieser Digital-Adresse auf sich? Um eine bestimmte Lok zu steuern, geben Sie zunächst am Digital-Fahrpult die gewünschte Lokadresse ein. Die Lokadresse ist bereits eine Zahl, sie kann also direkt weitergeleitet werden. Vorher prüft aber das Fahrpult selbständig, ob die eingegebene Adresse überhaupt gültig ist, ob sie also im Bereich zwischen 01 und 80 liegt. Wenn nicht, blinkt die falsch eingegebene Adresse sofort in der Anzeige. Mit dem Fahrregler stellen Sie nun eine bestimmte Geschwindigkeit ein. Die Stellung des Fahrreglers ist eine "analoge" Information, die zunächst im Fahrpult "digitalisiert", also in eine entsprechende Zahl umgewandelt wird. Außerdem wird der Wert der Zusatzfunktion (16 = ein, 0 = aus) dieser Information hinzugefügt. Der Mikroprozessor im Fahrpult wandelt nun beide Zahlen, Lokadresse und Geschwindigkeit, in eine Folge von 0- und 1-Werten um. Diese 0- und 1-Werte können nacheinander über eine einzige Leitung (+ Stromrückleitung, also 2 Kabel) geschickt werden. Dieses "nacheinander" nennt man in der Technikersprache "seriell". Die seriellen Infomationen werden dann über die seitliche Steckerleiste zur Zentraleinheit übertragen. Die Zentraleinheit überprüft als erstes, ob die gewünschte Lok nicht vielleicht schon auf einem anderen Fahrpult aufgerufen ist, denn es ist nicht möglich, eine Lok von zwei Fahrpulten gleichzeitig zu steuern. Ist das der Fall, schickt die Zentraleinheit eine Besetzt-Meldung zu dem aufrufenden Fahrpult. Dieses läßt daraufhin die gewählte Loknummer in der Anzeige blinken, als Hinweis darauf, daß die Lok bereits auf einem anderen Fahrpult aufgerufen ist. Ohne weiteres Zutun des Bedieners "klopft" das Fahrpult nun immer wieder bei der Zentrale an, um nachzufragen, ob die Lok mittlerweile vielleicht doch gesteuert werden könnte. Möglicherweise wurde ja in der Zwischenzeit auf dem anderen Fahrpult eine andere Lok aufgerufen. In Wirklichkeit laufen die hier beschriebenen Vorgänge mit großer Geschwindigkeit ab, so daß zwischen Eintippen der Lokadresse und Blinken der Anzeige nur ein winziger Augenblick liegt. Ablauf der Informationsübertragung beim Steuern einer Lok (schematisch). Blaue Pfeile: analoge Ströme, rote Pfeile: Digital-Daten Wenn die gewünschte Lok frei ist, wandelt die Zentrale das interne Datensignal vom Fahrpult in das Motorola-Datenformat um und sendet die Befehle ans Gleis. Die Lok fährt daraufhin mit der am Fahrpult eingestellten Geschwindigkeit los. Danach schickt die Zentrale eine Bestätigung an das Fahrpult zurück, und erst daraufhin leuchtet am Fahrpult die eingegebene Adresse dauernd auf. Solange die Lok auf dem Fahrpult aufgerufen ist, wird jede Änderung der Geschwindigkeit, Fahrtrichtung oder Zusatzfunktion sofort auf den Weg zur Zentraleinheit und von hier zur Lok geschickt. Die reine Verarbeitung der Informationen im Fahrpult und in der Zentraleinheit benötigt sehr wenig Energie. In der Zentraleinheit müssen die Digital-Informationen verstärkt werden, und zwar so, daß sie gleichzeitig als Betriebsspannung für den Motor und die Beleuchtung benutzt werden können. Die verstärkte "Digital-Spannung" wird von der Zentrale über die Klemme "B" ans Gleis gegeben. Der Schleifer der Lok nimmt diese Digital-Spannung dann vom Gleis ab. In der Digital-Lok gelangt die Spannung aber nicht direkt zum Motor, sondern zunächst in den "Digital-Lokdecoder". Decoder kommt von "Decodieren", das heißt: eine Information entschlüsseln. Zunächst prüft der Lokdecoder, ob die gesendete Digital-Adresse mit seiner eingestellten Adresse übereinstimmt. Wenn nein, geht ihn die gesendete Information nichts an, er kümmert sich also nicht um die nachfolgenden Daten, sondern behält seine bisher gespeicherten Werte für Geschwindigkeit und Zusatzfunktion bei. Nur wenn die gesendete Adresse "seiner" Adresse (Telefonnummer) entspricht, wertet der Decoder die Informationen für Fahrtrichtung und Geschwindigkeit aus und speichert sie in seinem eingebauten Speicher. Schließlich steuert er mit Hilfe der gleichgerichteten Digital-Spannung den Motor entsprechend der ausgewerteten Information "Fahrgeschwindigkeit". Ebenso schaltet er, entsprechend der neuen Information, die Zusatzfunktion ein oder aus. Die neue Fahrgeschwindigkeit und Zusatzfunktion bleibt als Zahl in seinem internen Speicher festgehalten, bis er wieder eine neue, für seine Adresse bestimmte Information erhält. Mit der gespeicherten Geschwindigkeit fährt daher die Lok weiter, egal, ob sie noch auf einem Fahrpult aufgerufen ist oder nicht. Kommt die Lok an ein rotes Signal, hält sie an, weil sie in der Signal-Haltestrecke keine Spannung mehr für den Motor erhält. Die Informationen über Fahrgeschwindigkeit und Zusatzfunktion bleiben auch ohne äußere Stromquelle weiterhin im Speicher ihres Lokdecoders gespeichert. Zumindest eine Zeitlang, denn die Elektronik im Lokdecoder verbraucht ebenfalls eine, wenn auch sehr kleine, Leistung. Bei älteren Lokdecodern wurde diese Speicherzeit mit ca. zwei Minuten angegeben, bei neueren Versionen kann sie auch mehrere Stunden betragen. Damit die Lok auch bei einem längeren Signalhalt ihre gespeicherten Informationen nicht vergißt, kann man in die eigentlich abgeschaltete Signal-Haltestrecke einen sehr kleinen Strom fließen lassen. Dazu muß nur ein keiner Widerstand in die Verdrahtung eingebaut werden. Dieser kleine Strom reicht aus, um den winzigen Stromverbrauch des Decoders zu decken. Er reicht natürlich nicht, um den Motor oder die Beleuchtung in Gang zu halten, was er ja auch nicht soll. Auf diese Weise erfährt der Decoder sogar während eines Signalhaltes eingegebene Änderungen. Er führt sie sofort aus, sobald die Signalstrecke wieder freigeschaltet wird. Die Lokdecoder c 80 und c 81 können sogar erkennen, wenn die Lok auf einem konventionellen Gleisabschnitt fährt, wo keine Digital-Spannung zur Verfügung steht. Sie schalten automatisch auf diesen Betrieb um und können dann durch einen konventionellen Trafo gesteuert werden. In ihrem Speicher bleibt die letzte "digitale" Fahrgeschwindigkeit weiterhin gespeichert. Sobald sie wieder auf einen digital versorgten Gleisbereich kommen, schalten sie automatisch auf die gespeicherte Geschwindigkeit und Zusatzfunktion um. Aber auch die Zentrale speichert die jeweils letzten Informationen für alle aufgerufenen Loks (mit kleinen Unterschieden zwischen der CONTROL UNIT und älteren Zentraleinheiten). Sie wiederholt diese Informationen selbständig (ohne Zutun der Fahrpulte) in regelmäßigen Abständen, damit auch Loks, die vorübergehend "schlecht hören" (z. B. wegen schlechtem Stromübergang am Schleifer) auf dem laufenden bleiben. Zusammenfassung: Als Zusammenfassung nochmals die wichtigsten Aufgaben der Geräte beim Steuern einer Lok: Digital-Fahrpult: Steuerinformationen (Geschwindigkeit, Fahrtrichtung und Zusatzfunktion) erfassen, in ein serielles Digital-Signal umwandeln und an die Zentrale weiterleiten; Anzeigen ansteuern. Zentraleinheit: Sortieren, Zwischenspeichern und Wiederholen der Lokdaten; ins Motorola-Datenformat umwandeln, mit der Versorgungsspannung verknüpfen und ans Gleis weiterleiten. Außerdem Schutz vor Überlastung und Kurzschluß. Lokdecoder: Empfangene und eingestellte Adresse vergleichen; wenn gleich: Fahrgeschwindigkeit, Fahrtrichtung und Zusatzfunktion auswerten; Gleichrichten des Digital-Signals; Motor und Zusatzfunktion ansteuern; Lokdaten zwischenspeichern.

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