Innovationen der Modelleisenbahn
Vorwort (Stand 10.23)
Unbestreitbar ist das zukünftige Bestehen des Modelleisenbahnwesens durch aktuelle soziale und ökonomisch/technische Entwicklungstendenzen in der Gesellschaft gefährdet, verstärkt durch immer komplizierter werdende Techniken. Eine Erkenntnis, die meine in folgenden Texten dargestellten Überlegungen auslöste. Letztere beziehen sich auf die Modellbahnsteuerung kleiner Nenngrößen (≤ H0), obwohl sie auch bei den großen anwendbar sind.
Den Ausweg bietet sicher eine Art Quantensprung technischer Innovationen der Modellbahnsteuerung. Diese erfordern entscheidende Vereinfachungen der Errichtung und Bedienung von Modellbahnen. Schwerpunkte bilden dabei die Modellfahrzeuge und insbesondere die festinstallierten Zubehörmodelle, deren drahtgebundene Fernsteuerung einen erheblichen Aufwand an Schaltmitteln und Leitungen erfordert.
Modellbahnsteuerung muss easy, muss smart werden!
Dagegen wird die vor mehr als 30 Jahren eingeführte, sehr fortschrittliche Digitaltechnik durch ständig ergänzte Neuerungen immer mehr verkompliziert, statt mit inzwischen verfügbaren neuen Daten-Übertragungstechniken Wege ihrer Vereinfachung zu gehen, wie z.B. mit der Direktsteuerung der Modelle mit WLAN-Funk.
Als langjähriger Beobachter der schleppenden Entwicklung elektrotechnischer Ausstattungen für Fahrzeuge und Zubehör muss ich feststellen, dass sich die Modellbahn-Industrie immer damit schwertat. Man hielt so lange wie möglich ein niedriges Niveau, nicht nur bei notwendigen Strukturelementen, -was auch für die Digitalsysteme gilt-, sondern auch bei der Entwicklung von Standards. Noch heute krankt die Modellbahnsteuerung an der fehlenden Kompatibilität der Produkte verschiedener Hersteller.
Aber auch die Modellbahner sind gegenüber Neuem meistens skeptisch, weil sie lieber mit den vertrauten Techniken arbeiten. Andererseits haben Modellbahner auf der Basis verfügbarer technischer Elemente für die analoge Modellbahnsteuerung Standard-Steuerschaltungen entwickelt, die bis heute genutzt werden. Und ohne ihre Arbeit gäbe es keine Modellbahn-Normen (NEM), die Ordnung in das anfängliche Durcheinander von Spurweiten, Maßstäben und technischen Lösungen brachten.
Mit der kürzlich erfolgten Einführung des WLAN-Funks als drahtlose Daten-Übertragungstechnik in Modellbahn-Steuersysteme machte man nur einen halben Schritt vorwärts, denn er wirkt nur zwischen Komponenten der Zentralsteuerung, zwischen Controller und Box.
Die entscheidende Innovation ist die direkte, drahtlose Steuerung zwischen Controller und Modell.
Diese Direktsteuerung erfordert neue entscheidende Veränderungen, die mit der vollständigen Einführung drahtloser Übertragungstechniken erreicht werden.
Notwendige Innovationen sind:
1. Vereinfachung der Installation der Hardware-Komponenten. Vermeidung aufwendiger Arbeiten, um Decoder, Schnittstellen, Elektronik-Komponenten, Antriebe u. a. zu verbinden. Mit konstruktiven Maßnahmen sind diese Elemente zu Kompaktmodulen, eben zu Modellbahn-Steuermodulen zu vereinigen.
2. Den gleisgebundenen Digitalsystemen haften viele technische Kompromisse und Mängel wegen des Zwangs zur Kompatibilität mit Vorstufentechniken an, so dass es besserer Lösungen bedarf. Da aber lange Zeit neue technische Lösungen nicht verfügbar waren, wurden bis heute die Digitalsysteme weiterentwickelt. Im Ergebnis gibt es nur weitere nichtkompatible Systeme. Die Einführung neuer Daten-Übertragungstechniken können diese Nachteile überwinden.
Direkt ist universell und nachhaltig!
Das Smartphone hat die neue digitale Übertragungstechnik WLAN-Funk verbreitet! Auf dieser Basis sind auch bei der Modellbahn viele technische Innovationen möglich, die mit der Direktsteuerung der Modelle bis hin zu einem universellen Modellbahn-Steuersystem entwickelt werden können.
Die direkte WLAN-Funksteuerung schließt die Nachhaltigkeit vorhandener Modelle und Anlagen ein und verhindert die Abschaffung der bestehenden Systeme. Der Grund dafür ist die systemneutrale Daten-Übertragung jedes Steuersystems im Bitformat, wobei die komplizierten Kodier-/Decodier-Techniken entfallen.
Die Direktsteuerung erlaubt das Nebeneinanderbestehen aller Steuersysteme, und zwar ein gleisgebundenes Digitalsystem als Haussystem der Anlage und dazu alle übrigen Systeme mit jeweils ihrem eigenen Datenformat durch den Direktfunk, ähnlich den MFX-Verfahren. Damit werden indirekt die Kompatibilitätsprobleme aufgehoben, weil wegen der kurzen Übertragungszeiten jederzeit ein beliebiger Systemwechsel möglich wird.
Und nicht zu vergessen ist die Nutzung des bei WLAN möglich Rückmelde-Kanals, mit viele verschiedene Betriebsdaten von der Modellbahnanlage in die Steuerzentrale übertragen und dort ausgewertet werden können. Das vermeidet aufwändige Rückmelde-Leitungen.
Auf diese Weise werden Modellbahnsteuerungen lange Zeit mit den zwei Übertragungssystemen „Gleissignal und/oder Funksignal“ nebeneinander oder gemeinsam bestehen, sofern es die passende Steuer-Software gibt.
Günstig für Innovationen ist die bereits erfolgte Einführung des WLAN-Funks in die Zentralsteuerung. So ist die technische Basis mit ihren Hardware-Komponenten inklusive Teile ihrer Software bereits vorhanden, sie fehlt aber in den Modellen, um die Decoder direkt zu steuern.
Die Einführung der Direktsteuerung macht nur Sinn, wenn alle Funktionsmodelle, d. h. mobile und stationäre, damit ausgestattet werden. Das bedingt zwei Basis-Regeln:
1. Alle mobilen und stationären Modelle mit steuerbaren Funktionen erhalten eine Decoder-Schnittstelle und
2. Modelle bilden mit ihrem Steuermodul inklusive Decoder eine kompakte Baueinheit/Baugruppe.
Mobilmodelle erfüllen bereits diese Regeln und bilden eine Kompakteinheit mit ihrem Decoder.
Wegen der Vermeidung von zu vielen Verbindungsleitungen muss das auch bei stationären Modellen (Weichen, Signale und anderes Zubehör) zum Standard werden. Hier müssen elektrische und mechanische Standard-Schnittstellen durchgesetzt werden, die die Montage und Inbetriebsetzung der Kompakteinheiten vereinfachen.
Mit den beschriebenen Konstruktionsprinzipien ergeben sich völlig neue Entwicklungen der Modellbahnsteuerung, sowohl was den Aufwand für sie betrifft wie auch für ihre Struktur. Denn durch die mit Hilfe der Direktsteuerung mögliche Verlagerung vieler Steuerfunktionen in die Software ergeben sich einerseits beim Aufbau neuer Anlagen entscheidende Vorteile und andererseits können bestehende Anlagen mit diesen Mitteln modernisiert werden. Dadurch können die in der Vergangenheit mit der Arbeit vieler Modellbahner errichteten, wertvollen Alt-Anlagen für die Zukunft erhalten und weiter betrieben werden. Andererseits können Neuanlagen vollständig mit der vereinfachten Direkt-Funksteuerung aufgebaut werden.
Welche Innovationen das ermöglichen können, wird von mir in den folgenden Beiträgen begründet und beschrieben.
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