Hallo zusammen,
Dieser Beitrag ist dem Definitionskuddelmuddel zwischen Andreas und mir in der ersten Phase unseres Projektes geschuldet. Hier möchte ich uns allen einen kleinen Einblick in die Hintergründe unseres Projektes geben und Begriffe wie AC und DC-Fahrer, Märklin (buuuuh) und DCC in die in unserem Projekt verwendete Reihenfolge bringen. Im zweiten Teil geht es dann um den Krach. Wer das alles kennt möge diesen Beitrag gerne überspringen, da es um Grundsätzliches geht.
Von meiner Seite aus hat sich das Ganze also etwa folgendermaßen entwickelt.......
Ein 21MTC „Märklindecoder“ und das als DC-Bahner?(Da habe ich bei Andreas ja mal wieder genau ins Schwarze getroffen.) Ich setze noch einen drauf. Ich bin AC-Fahrer und habe DCC, das Protokoll der DC-Fahrer,als Datenprotokoll. Ich verwende aber gerne 21MTC AC-Decoder!
Man erlaube mir hier ein wenig für Aufklärung zu sorgen und ein paar technische Begrifflichkeiten näher zu betrachten.
21MTC ist in der Tat eine Erfindung von Märklin und ESU. Sicher, Märklin wird als AC und alles andere als DC bezeichnet.Das ist eher historisch als technisch richtig. Die Elektronik die die Motoren laufen und das Licht angehen lässt ist bei AC und DC gleich und zwar exakt. Und wenn ich jetzt noch behaupte, dass alle DC-Fahrer genau wie Märklin Wechselspannung, also AC, auf dem Gleis haben, dann ist die Verwirrung komplett.
Gott sei Dank stimmt das aber wie wir unten sehen werden. Allerdings ist es keine Wechselspannung wie sie die alten analogen Märklintrafos auf das Gleis gegeben haben, sondern eine elektronisch erzeugte Wechselspannung. Dies ist der Tatsache geschuldet, das gleichzeitig die Energie für die Motoren und Lampen und die digitalen Steuerinformation, also die Daten, übertragen werden müssen. Vor demselben Problem stehen erst einmal alle Digitalsysteme.
Ja, wenn das denn alles das gleiche ist, wo ist denn dann der Unterschied?
Der Unterschied zu Märklin und dem Rest der Welt ist einzig das Datenprotokoll welches übertragen wird und dass Märklin ein Dreileitergleis hat. Das ist so, als ob ich mit einem Chinesen reden würde. Unsere Stimmbänder und die Ohren funktionieren genau gleich und doch verstehe ich nicht was er mir sagen will und umgekehrt. Es sei denn, ich kenne das Datenprotokoll (Sprache) des Chinesen. Verwenden wir noch einen Moment die Begriffe AC und DC.Bei DC-Fahrern heißt das Protokoll meistens DCC und bei AC-Fahrern (MM) mfx©. Es gibt noch mehrere Protokolle, ich habe aber nur die am meisten verbreiteten erwähnt.
Märklin war Vorreiter mit der Einführung der digitalen Modellbahn. Die damals verwendeten Motorola Chips bauten auf der ternären Logik auf. (Technisch wird das meist als trinäre Logik bezeichnet) Das heißt das das übertragene Bit nicht nur zwei Zustände kannte, wie unser DCC-Protokoll und allgemein unsere Computer, sondern drei.Was ist also der Unterschied zwischen ternärer und binärer Logik? Ein einzelnes binäres Bit im DCC Protokoll kann zwei Zustände annehmen (1=EIN=Wahr, 0=AUS=Falsch) im MM-Protokoll, oder ternär, haben wir pro Bit (Trit) 3 Zustände (1=EIN=Wahr, 0=AUS=Falsch, X =HOCHOHMIG=UNBESTIMMT) Jetzt muss man wissen, dass zu diesen Zeiten die Micro Controller in der heutigen winzigen Bauform noch weit entfernt waren, aber der Platz in den Lokomotiven der gleiche war wie heute. Motorola hatte aber schon zu diesem Zeitpunkt die Chipserie MC1450XX entwickelt. Eigentlich für alle möglichen Fernbedienungen. Die Decodierung der Daten wurde also nicht wie heute durch ein Stück Software auf einem Controller erledigt, sondern fest verdrahtet auf dem Chip. Da die Energie und die Daten über das Gleis übertragen werden müssen und damit nur zwei Leitungen (Schienen) zur Verfügung stehen, muss man die Daten also hintereinander, im Gänsemarsch, auf das Gleis geben. Man nennt das serielle Datenübertragung.Was der Unterschied zwischen paralleler Datenübertragung und serieller Datenübertragung ist? Man stelle sich eine dreispurige Autobahn vor, die an der Baustelle auf eine Spur reduziert wird.Motorola stand also auch vor dem Problem viele Daten per Infrarotlichtstrahl zwischen Sender und Empfänger auszutauschen. Da das schnell gehen musste hat man die Daten mit dieser Methode komprimiert und einfach Zeit gespart (weniger Bit’s - mehr Information.)
Heute ist Märklin leider Gefangener seiner Vorreiterrolle. In Zeiten des Micro Controllers ist eine ternäre Logik nicht mehr notwendig muss aber von Märklin aus Gründen der Kompatibilität weiter gepflegt werden. Die Mitbewerber im Decoderbau sind da natürlich heil froh, kann ich doch einen Multiprotokolldecoder erheblich teurer verkaufen obwohl die Hardware exakt die Gleiche ist. Die Decodierung in der Software ebenfalls, es sind nur wenige Zeilen Code zusätzlich notwendig. Bei ESU und den meisten Mitbewerbern sind selbst die Microcontroller auf den Decodern in den unterschiedlichen Protokollvarianten, egal ob reiner DCC oder Multi, gleich. Ein Schelm wer hier böses vermutet…
Grundsätzlich sollten wir im Digitalzeitalter das Übertragungsverfahren als Dreileiter bzw. Zweileiter bezeichnen und gleich das jeweils verwendete Protokoll mit angeben. Damit würde sofort klar ob mein Modell hier fährt oder nicht.Zugegebener Maßen habe ich keine Hoffnung, dass das jemals in den Sprachgebrauch übernommen wird. Wird doch auch bei den Händlern alles mit Schleifer als „AC“ und ohne als „DC“ bezeichnet.
Aufgrund dieser Tatsache haben wir jetzt auf der Adapterplatine im Tender die Möglichkeit geschaffen neben einem 21MTC auch einen Plux16 oder 22 Adapter zu verwenden. Nicht das am Ende jeder vor unserer Elektronik zurückschreckt nur weil 21MTC für AC ist.
Also: Zu Risiken und Nebenwirkungen...... Nein, das war anders: Wir verwenden also in unseren Ausführungen der Klarheit wegen die Begriffe Dreileiter, Zweileiter und das entsprechende Protokoll.
Sound, oder: Wie laut muss eine H0-Lok eigentlich sein damit es dem Vorbild entspricht?
Also zuerst einmal etwas Physik. Schall und Schallausbreitung, darauf gibt es mehr falsche als richtige Antworten, da wird Lautstärke mit Schalldruck, Phone und dB und alles durcheinander verwendet. Für einen vorbildgerechten Sound und somit seine subjektiv wahrgenommene Lautstärke ist die Betrachtung des Schalldrucks und dessen Ausbreitung sowie die Entfernung zur Quelle notwendig (der Schalldruck bewegt die Membrane, also Ohr oder Mikrofon). Der Schalldruck wird in Dezibel angegeben (dB). 0dB entsprechen dabei der Hörschwelle, also da wo der gesunde Mensch nichts mehr hören kann. Da dies natürlich eine sehr vage Angabe ist hat man der Hörschwelle (0dB) einen Bezugsschalldruck von p0= 20µPa = 2*10-5 Pa (Pascal) = 0dB zugrunde gelegt.
Jetzt unsere Betrachtung zum vorbildlichen Sound.
Der Schalldruck nimmt mit jeder Verdopplung der Entfernung um genau (-)6dB ab. Die Wahrnehmungsgrenze für das Ohr liegt bei 0dB. Nehmen wir an, eine Luftpumpe an der echten Lok erzeugt in einem Meter Entfernung einen Schalldruck von etwa 50dB (ein Staubsauger hat etwa 85dB). In zwei Meter hat Sie dann 44dB in vier Metern 38dB in acht Metern 32dB und in zweihundertsechsundfünfzig Metern 2dB. (Das höre ich nicht mehr, da meine Ohren schon zu schlecht sind.) Das heißt aufs H0-Modell gerechnet, dass man in etwa 3,5m Entfernung zum Modell nichts mehr von der Luftpumpe hören dürfte. Die Glocke und die Pfeife nur noch als säuseln.
Ein klein wenig lauter habe ich meine Sounddecoder eingestellt. Bedeutet bei ESU eine Lautstärke von etwa 15%!!!! Und ob das D&H oder wer auch immer ist, mit dem Krach den der Verstärker erzeugen kann, könnte man beim Original die Bahnsteige fegen und in der Innenstadt die Fenster bersten lassen!
Da sind wir jetzt beim Lautsprecher. Die kleinen Dinger erzeugen einen enormen Schalldruck aber nur relativ zu ihrer Größe. Laut sind sie allerdings stark auf Kosten der Dynamik und des Frequenzganges. Verzerrungen sind die Folge. Einen echten Bass haben die Dinger nicht, da dazu der Frequenzgang und der Schalldruck im niederfrequenten Bereich viel zu gering sind. Kann man sich sicher vorstellen, wenn man mal einen Lautsprecher an der Stereoanlage beobachtet hat. Für viel Bass mit viel Laut brauche ich einen großen Lautsprecher der genügend Luft in Schwingung versetzt und einen entsprechenden Resonanzkörper. Mal abgesehen vom Kessel oder einem „hohlen“ Tender hat man noch am ehesten in einer E-Lok bzw. Diesellok Platz einen Resonanzkörper zu realisieren.
Man sehe sich dazu gerne mal die Bose Bluetooth Systeme an. Klein, satter Bass aber technisch aufwändig und in H0 eher nicht unterzubringen.Hier muss alles genauestens berechnet sein und die Form entsteht durch die technischen Notwendigkeiten.
Daraus resultiert, dass der Resonanzkörper bei den kleinen Dingern eher dazu dient überhaupt eine annähernd tiefe Frequenz zu erzeugen. Hier macht es Sinn den Lautsprecher in einem komplett gekapselten Gehäuse unterzubringen. Ich persönlich habe in meiner 01.5 den Lautsprecher komplett gekapselt im Kessel untergebracht.Da wir hier obendrein nur Mono arbeiten kann man die Schallquelle eh nur orten, wenn man das Ohr direkt auf das Modell hält. Aber, wer macht das schon. Sitzt der Lautsprecher gekapselt im Tender ist das genauso. Der geschlossene Resonanzraum sorgt für eine gute Akustik, gibt er doch die Höhen gut wieder und sorgt für angemessene Bässe. Will man das wie im Original, dann muss man einen großen Lautsprecher unter die Anlage legen. Weniger Lautstärke ist oft mehr und kommt dem Original am nächsten.
Selbstverständlich wollen wir hier keine Vorschriften machen wie laut eine Lok zu sein hat. (Sie mag Musik nur wenn Sie laut ist, wenn der Boden unter den Füssen bebt.......) Es war aber sehr wichtig darüber nachzudenken, weil der bestehende Platz in allen 50'ern, naja, sagen wir mal bescheiden ist und kein Sound keine Option war. Immerhin haben wir unter oben genannter Betrachtung eine Lösung gefunden.
Egal wie man es dreht, es wird immer ein Kompromiss sein.
Viel Spaß beim Lesen wünscht mit freundlichen Modellbahnergrüßen
Thomas