Was bedeutet Digital bei einer Modelleisenbahn?
Bei der konventionellen Modellbahnsteuerung war alles noch einfach: Wenn man die Spannung auf dem Gleis erhöhte fuhr die Lok schneller - wenn man die Spannung weg nahm blieb die Lok stehen. Und wenn man am Gleisbildstellpult einen Knopf drückte führe ein Kabel den Strom bis zur entsprechenden Weiche und schaltete diese.
Mit digital wird man dagegen mit Wörtern wie Zentrale, Decoder, Steuerung, PC und Booster konfrontiert. Für was braucht es all diese Dinger?
Zur Veranschaulichung des ganzen im Folgenden eine kurze Einführung:
Als Beispiel nehmen wir eine Weiche. Diese wird mit einem Doppelspulen-Antrieb geschaltet. Im Analogbetrieb waren dazu zwei Taster und zwei Kabel bis zur Weiche nötig. Bei lediglich einer Weiche ist das grundsätzlich kein Problem, bei einer etwas grösseren Anlage mit 25 Weichen und 2m x 5m grosser Anlage kommen schnell einmal 200 bis 300 Meter Kabel zusammen. Bei ebensovielen Signalen verdoppelt sich dieser Wert. Nebst der eigentlichen Menge an Kabel nimmt auch schnell die Übersichtlichkeit ab - auch bei peinlich genauer Beschriftung der Kabel.
Es kommt nun die Idee auf, diese Kabel irgendwie zusammen zu fassen. Und das geht auch. Dazu führt man die Kabel von den Tastern nicht direkt zu den Weichenantrieben, sondern zu einem Multiplexer/Encoder. Dieser verschlüsselt die eingehenden Signale und moduliert diese auf die bereits vorhandenen Kabel der Stromversorgung auf. Diese Kabel führen dann neben der Stromversorgung auch die Steuersignale mit. In Weichennähe wird dann ein Demultiplexer oder in der Modellbahnwelt besser bekannt als Decoder eingesetzt, um die aufmodulirten Signale wieder in eine für einen Doppelspulen-Weichenantrieb brauchbares Signal umzuwandeln.
Zu Beginn der Digitalisierung wurden als Encoder oft Geräte mit 2x16 Tastern verwendet, wer mehr als 16 Weichen/Signale aufstellen wollte musste mehrere Encoder einsetzten.
Dasselbe Vorgehen kann auch bei der Loksteuerung angewandt werden. Der Fahrtregler steuert nicht mehr die Spannung am Trafoausgang, sondert wird über einen Encoder auf die konstante Gleisspannung aufmoduliert. Der Lokdecoder wandelt die empfangenen Signale wieder in ein der Fahrtreglerstellung entsprechenden Spannung für den Motor um, die nötige Stromversorgung dazu ist dauernd am Gleis vorhanden.
Zur Erzeugung der elektrischen Signale können anstelle der elektromechanisch arbeitenden Taster und Fahrtregler auch Microprozessorgesteuerte Gereäte mit Bildschirm, Touchstreen, Tastatur und Maus zum Einsatz kommen. Somit kann auf der Steuerungsseite komplett auf die gesamte Verkabelung verzichtet werden. Die eigentliche Verkabelung findet am Bildschirm statt.
Aktuelle Microprozessorgestützte Zentralen/Steuerungen wie auch PCs sind in der Lage hunderte oder tausende von Weichen/Signale/Loks zu steuern.
Prinzipiell kann das Beschriebene auch für die umgekehrte Richtung verwendet werden. So kann z.B. ein Zug ein elektrisches Signal auslösen (z.B. mit Gleiskontakt, Reed-Relais) und damit über einen Encoder (in der Modellbahnwelt fälschlicherweise generell als "Decoder" S88 bezeichnet) wieder zurück an die Steuerung gesendet werden. In der Steuerung wird das Signal ausgewertet und kann z.B. für einen Automatikbetrieb verwendet werden.
Sollte die Leistung der Zentrale nicht ausreichen, kann die Elektrifizierung der Anlage aufgeteilt werden. Jeder Teil wird dann von einem eigenen Booster mit Strom versorgt. Hier im Beispiel wurden die Magnetartikel (Weichen) von der Restlichen Bahnstromversorgung getrennet. Es können, bzw. müssen je nach dem auch die Geleise aufgetrennt und separat mit Bahnstrom versorgt werden, wenn gleichzeitig zu viele Loks von derselben Zentrale/Booster versorgt werden würde.
Ein Booster entspricht im Prinzip dem Encoder, welcher weiter oben beschrieben worden ist. Er ist ausschliesslich zuständig, dass die Steuersignale der Zentrale auf die Stromversorgungsleitung aufmoduliert wird.
Ich hoffe, damit dem einen oder anderen einen Überblick über die Digitaltechnik gegeben zu haben.