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Analogbetrieb mit Decoder
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Analog Power with Decoder
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Nach mehr als 30 Jahren
Mehrzugbetrieb, also Digitalsteuerungen, ist der Bedarf Decoder
ausgerüstete Fahrzeuge mit Analogspannung zu betreiben verwunderlich,
aber nach wie vor weit verbreitet. Sowohl der Analogbetrieb selbst ohne
Decoder, noch viel mehr jeder mit Decoder bieten leider nur mangelhafte
Fahreigenschaften. Der Umstieg nach Digital ist aber für viele kein
Thema. Mangelndes Wissen, daraus entstehende unterschwellige Angst und
das nicht haltbare Kostenargument sind die häufigsten Gründe. Decoder
bekommt man für die Maßstäbe N-0 ab etwa €20,-. Der Analogbetrieb
digital ausgerüsteter Fahrzeuge bleibt ein Thema. Diese Seite soll
einige Aspekte dieser Betriebsform erörtern. |
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After more
than 30 years of digital operated layouts it is quite strange that the
demand to run decoder equipped locos on analog operated layouts is still
there. Analog operation offers quite limited movement quality and of
course no individually controlled functions. Lack of knowledge and some
fear about new technologies is usually the reason to stay with analog.
Digital controlled layouts are already for some years cheaper or much
cheaper to operate. Decoders sell already for about €20,- in small
scales. It makes no sense to try to convince analog model railroaders to
convert. It is like religion, there are no facts to discuss. This page
wants to discuss some aspects which should be understood if a decoder is
operated in analog mode. |
Es gibt viele verzweifelte
Versuche den (analog) Betrieb mit speziellen Gleisspeisungen zu verbessern. Die
Motore der Loks entwickeln ihre Zugkraft aufgrund des durchfließenden
Stroms. Daher liefern diverse Komfortfahrpulte spezielle Signalformen
ans Gleis. Das hilft bei einer Motortype, für andere kann das den
schnellen Tod bedeuten. Klassischer Fall ist die Problematik mit
Glockenankermotore. Man müßte eigentlich für jeden Zug eine eigene
Ansteuerungsart bieten. (MpC) von GAHLER+RINGSTMEIER ist eine mögliche
Lösung für diese Problematik. |
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There are
many desperate experiments to improve motor management through special
track signals. The problem is that a signal good for one motor
technology is quite dangerous for another loco. Classic issue here are
cage motors well-known brand Faulhaber. A possible solution would be MpC
from GAHLER+RINGSTMEIER which would allow to change waveform on the
track for each train individually. |
Decoder im Analogmodus
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Analog Power with Decoder
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DCC Decoder haben in CV29 Bit 2 eine Einstellmöglichkeit, die es dem
Decoder erlaubt bei Abwesenheit eines korrekten DCC Signals einen
Notbetrieb zu fahren.
Bei abgeschaltetem Bit2 soll die Lok stehen bleiben. Das wird auch
oft als DC Bremse bezeichnet.
Ist Bit 2 eingeschaltet soll die Lok nach Möglichkeit sich so
verhalten als wäre kein Decoder eingebaut. Über CV13/14 können die
Funktionsausgänge die eingeschaltet sein sollen definiert werden.
Der Sache sind natürlich Grenzen gesetzt nämlich da, wo einfach keine
Energie vorhanden ist.
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DCC allows to modify decoder operation via CV29
Bit 2. If there is no DCC signal detectable Bit 2 defines what the
decoder should do.
Bit 2 turned off forces the decoder to break down
the loco to a halt. It is used to DC break sections.
Bit 2 on means the decoder should try it's best to
drive the loco. CV13/14 define which function outputs should be on.
All of this has it's limits. Finally there where
there is no power on the track.
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Die Analogversorgung bietet
unterschiedlichste Signalformen am Gleis. In fast allen Fällen wird die
Gleisspannung aus der herunter transformierten Netzspannung gewonnen.
Das führt insbesondere bei geringen Geschwindigkeiten zu längeren Pausen
in denen keine Spannung am Gleis liegt |
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Analog
command stations offer various wave forms on the track. Usually
transformed mains power is used. For low speed there are quite long
sections where track voltage is below decoder requirements. |
GFN Trafospannung /Fleischmann transformer signal |
Decoder haben mit so einem Signal 2 Probleme:
- Der Decoder arbeitet erst wenn der Prozessor genügend Spannung
vorfindet, üblicherweise ab etwa 5V Die Kästchenteilung im Bild oben
ist 5V. man sieht deutlich die kurze Zeit wo mehr als 5V anluegen.
- In den Spannungspausen stürzt der Decoder ab und arbeitet nicht.
Beim Aufwecken, nach dem zurückkehren der Spannung, kann es diverse
Seiteneffekte geben.
Das obige Bild Zeigt die Signalform bei langsamer Fahrt. Der Trafo
liefert ein klassisches Halbwellensignal. Die Spannungsspitze liegt hier
bei etwa 6,5V. Störend sind die Spitzen bei etwa 75° der Periode, die
Decoder und andere Elektronik verwirren kann.
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Decoders have some problems with a signal like the
above one!
- Decoders require a minimum voltage to run the
processor, usually around 5V. The raster in the picture above has
5V. The time with more than 5V is quite short!
- during the power interruptions the decoder is
turned off. When power returns the processor powers on which can
cause some side effects.
The picture above shows the signal of a halve wave
transformer at slow speed. The spike at 75° of the signal might cause
some more problems with various electronics.
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Signalform 100% /siglal at fullpower |
Auch bei voll aufgedrehter
Spannung bleibt die Störung im Signal erhalten. |
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Even at
full speed the spike is still there! |
Decoderverhalten
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Analog Power with Decoder
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Die Decoder reagieren recht unterschiedlich auf die
Analogansteuerung. So bieten einige auch im Analogbetrieb die
Massensimulkation (CV3/4) an. Das erlaubt ein besonders weiches
anfahren.
Für Glockenankermotore kann man die 16kHz PWM Ansteuerung nutzen um
die gefürchteten Schäden an Motoren durch die Pulsbreiten Signale der
Elektroniktrafos zu vermeiden.
Decoder mit Atmel Chips (Tran) haben ein Problem, daß nach dem
Aufwachen zunächst alle Ausgänge eingeschaltet sind. Damit glimmen im
Analogbetrieb die eigentlich abgeschalteten Ausgänge. Das sieht man an
LEDs, so leuchten hier die weißen LEDs in Fahrtrichtung hinten ganz
leicht.
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Decoders react quite different to analog power.
There is no general rule. Some vendors offer mass simulation in CV3/4
even in analog mode offering smooth start and stop.
For cage motors some decoders generate HR PWM
signal of 16-40kHz to avoid damages through low frequency pulse with
track signal.
Decoders with Atmel processors have a classic
problem. As the decoder wakes up all output lines are turned on. This
causes a dimmed light if LEDs are connected even if the LED is turned
off. In other words the headlight on the rear end will show some dimmed
light.
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Verbesserungen
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Analog Power with Decoder
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Dem Analogbetrieb sind natürliche Grenzen gesetzt. Viele Modellbahner
haben sich an die mangelnden Fahreigenschaften und fehlenden
Schaltmöglichkeiten gewöhnt. Diskussionen über Plattformwechsel führen
in der Regel zu nichts, man sollte das einfach akzeptieren.
Auf Anlagen die mit konventionellen Trafos oder ähnlichen
Ansteuerungen betrieben werden, also keine HF PWM Elektroniktrafos mit
Signalformen > 200Hz, wirken bipolare Pufferkondensatore wahre Wunder.
Diese Seit den 1950er Jahren oft empfohlene Schaltung wurde erst in den
letzten 20 Jahren "leistbar" als große Elkos billig geworden sind.
Die Schaltung sollte nach dem Fahrpult und VOR dem Richtungsschalter
eingebaut werden.
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Unfortunately analog operation is still around.
Especially bigger groups cant move away easily. The advanced
capabilities are often only used at home. This requires decoder equipped
models to run on C power.
A good way to support that operation mode is the
circuit underneath. Some high frequency power stations with PWM > 200Hz
may have problems. the bipolar capacitor buffers power. It allows to
bridge the time where power would reset the processor. This circuit is
recommended for DC layout since the 1950ies. Now capacitors are cheap
enough to install it with no discussion abut money!
The resistor limits the current to load the
capacitor, the diode allows to drain full current out of the capacitor
when required. This circuit should be installed after the power station
and before the direction switch.
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Schienen Puffer /track buffer |
Alternativ kann man auch bipolare Kondensatoren, oder eben 2
gegengerichtet geschaltetete Elkos nehmen. In dem Fall muß man auf den
Widerstand verzichten. PWM Fahrpulte könnten mit dem Puffer Probleme
bekommen.
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Alternatively a bipolar capacitor may be used, or 2 normal elcos
reversed in series. The resistor needs to be removed in this case. PWM
stations might get problems with this circuit. |
Schienen Puffer /track buffer |
Leider wird diese Pufferschaltung kaum eingesetzt. Für den
Decoderbetrieb ermöglichen die Kondensatoren eine Verlängerung der
Stromversorgung oder gänzliche Brückung der Pausen. Die Schaltung
"vernichtet" aber teilweise die Wirkung von Pulsbreitenfahrpulten.
Normale Analogloks ohne Decoder fahren natürlich auch viel besser.
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Unfortunately this classic circuit is often ignored. For decoder
operation the capacitors bridge the gap of power interruptions. The
circuit hinders PWM stations in some way. Normal DC motors get a
smoother power supply and work much better. |