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03/2015 von Frank Heilemann
Spur N DCC Lokdecoder im Test
Sechs Kandidaten aktueller Lokdecoder haben einen Test über sich ergehen lassen. Zu welchen Ergebnissen ich hierbei gekommen bin, das können Sie diesem Bericht entnehmen.
Zunächst war es nicht leicht, den Testumfang und damit die Menge der zu ermittelten Daten in Grenzen zu halten, aber trotzdem genügend Informationen bereit zu haben, damit ich Aussagen treffen konnte und trotzdem mag dem einen oder anderen Leser dieser Bericht unvollständig vorkommen. Das liegt allerdings an den vielen Möglichkeiten, die moderne Decoder heute bieten, es lassen sich nicht alle Möglichkeiten besprechen, um nicht den Umfang zu sprengen.
Grundsätzlich richtig vergleichbar sind die Decoder nicht, alle sechs Decoder sind betriebstauglich und aus diesem Grund kann es keine wirkliche Sieger und Verlierer geben. Neben persönlichen Vorlieben für einen bestimmten Hersteller gibt es auch Faktoren wie Anschlussmöglichkeiten und Schnittstellenausführung oder technische Zusätze wie Einrichtungen für RAILCOM oder die SUSI-Schnittstelle, bestimmte Vorgaben bei Bremsstrecken oder anderen Zusätze, die dafür verantwortlich sind, dass ggf. ein ganz bestimmter Decoder benötigt wird.
Getestet wurden die folgenden Decoder (alphabetisch sortiert):
- Doehler & Haass DH05-3
- Doehler & Haass DH10-3
- ESU LokPilot micro V4.0
- Kuehn N025
- Kuehn N045
- Lenz Silver mini+
Beim Prüfablauf wurden alle sechs Decoder mittels einer Lenz-Zentrale LZV 100 mit dem Handregler LH100 (28 Fahrstufen) auf dem ESU Profi-Prüfstand Nr. 51900 einem einheitlichen Testprogramm unterzogen. Dieses Testprogramm bestand in der Regel aus jeweils drei Testdurchläufen, bei dem die anliegende Spannung am Motor oszillographiert wurde. Auf Umprogrammierungen jeglicher Art habe ich bewusst verzichtet, jeder Decoder musste sich mit der vom Hersteller eingestellten Standardkonfiguration messen lassen. Diese Einstellungen sind in der Regel auch für die meisten Einsatzfälle nutzbar. Sonderfälle können in einem solchen Test nicht berücksichtigt werden und müssen im Einzelfall am jeweiligen Lokmodell erprobt werden.
Alle Decoder wurden auch nur im DCC-Betrieb getestet, das SX-Protokoll ist zwar in Spur N das zweithäufigste Digitalprotokoll, sollte jedoch an dieser Stelle ebenfalls ausgeklammert bleiben, schon weil die beiden Decoder der Firma Kühn sowie der Silver mini aus dem Hause Lenz beim SX-Protokoll nicht einsetzbar sind. Abschließend, zum eigentlichen Testdurchlauf, wurden die Angaben der Hersteller in einer Tabelle gegenüber gestellt, so kann jeder Modellbahner den für ihn geeigneten Decoder ermitteln.
Allen getesteten Decodern ist die Lastregelung und der einstellbare Rangiergang gemeinsam. Diese Informationen habe ich somit in der abschließenden Tabelle nicht erwähnt, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen.
Download PDF Übersichtstabelle der getesteten Decoder
Decoder: Doehler & Haass DH05-3
Ein sehr kleiner und sehr dünner Decoder aus dem Hause Doehler & Haass mit beachtlichen Leistungsdaten! Dank der einseitig bestückten Platine kommt dieser Decoder auf eine Stärke von gerade mal 1,4 Millimeter und ist damit der Dünnste in diesem Test. Gerade in winzigen N-Lokomotiven kann dieser Decoder so manches Platzproblem lösen, zumal eine Überschreitung des maximalen Gesamtstromes von 0,5 Ampere in Spur N- Loks selten zu erwarten ist.
Wartet das Modell, trotz der Winzigkeit, noch mit Beleuchtung auf, so lässt sich mit dem DH05 auch noch prinzipiell Front- und Schlusslicht elektrisch trennen und somit getrennt schalten. Hierzu können die Funktionsausgänge AUX1 und AUX2 auf der Decoderrückseite genutzt werden. Diese beiden zusätzlichen Funktionsausgänge sind als Lötanschlüsse herausgeführt. Dank eines durchdachten Layouts lassen sich diese beiden Lötanschlüsse auch von einem Modellbahner ohne Elektronikerausbildung löten, eine Lötstation und Elektroniklötdraht sollte trotzdem sinnvollerweise benutzt werden, um den hochintegrierten Decoder nicht unnötig zu belasten und im schlimmsten Fall thermisch zu zerstören. Zudem sollte auf eine wirklich kurze Lötzeit Wert gelegt werden.
Die Belastbarkeit der Funktionsausgänge ist ebenfalls gut dimensioniert, bei voller Nutzung aller Ausgänge sollte unbedingt der Summenstrom beachtet werden, gerade in Lokmodellen mit herkömmlichen Glühbirnen kommt schon etwas zusammen und 0,5 Ampere ist in diesem Fall nicht wirklich viel. Bei der modernen LED-Beleuchtung sind die erforderliche Ströme geringer, allerdings werden Frontbeleuchtungen auch gerne parallel geschaltet und schon addieren sich die Ströme von jeweils bis zu 20 mA je LED.
Der Decoder besitzt zwar einen Überlastschutz, trotzdem sollte man sich hierauf nicht verlassen, da ständig an der Leistungsgrenze betriebene Elektronikbauteile wesentlich schneller thermisch zerstört werden können. Wird ein zu großer Summenstrom erwartet, so sollte lieber zum „großen Bruder“, dem DH10, ebenfalls aus dem Hause Doehler & Haass, gegriffen werden.
Trotz der Winzigkeit des Decoders kann der Decoder auch noch mit einer S.U.S.I.-Schnittstelle aufwarten, die ebenfalls als Lötanschluss herausgeführt ist. Doch auch hier hat man bei der Erstellung des Layouts mitgedacht, die Lötpads liegen alle am Rand auf der unbestückten Seite. Wer ein wenig Löterfahrung besitzt, der sollte hier die vier Litzen eines S.U.S.I.-Moduls durchaus anlöten können. Erfreulich ist auch, dass der Decoder im eingebauten Zustand updatefähig ist, falls es einmal erforderlich werden sollte. Er kommt neben dem DCC-Format auch mit den Digitalprotokollen SX1 und 2 sowie Motorola 1 und 2 klar und kann unter DCC sowie im SX2-Betrieb auch resetet werden.
In der Standardkonfiguration ist eine Motorfrequenz von 16 kHz eingestellt. Mit dieser Frequenz lassen sich alle moderne Motoren in der Regel betreiben, lediglich bei ganz alten Modellen mag eine Änderung auf eine niederfrequente Ansteuerung sinnvoll sein. Die Motoransteuerung des DH05 wurde ferner mittels Oszilloskop überprüft, hierbei wurden keine Auffälligkeiten festgestellt. Bei einer Motorfrequenz von 16 kHz liegt die Periodendauer bei 62,5µs. Diese Zeit wird perfekt eingehalten. Vergleicht man die Impulszeiten zwischen den Fahrstufen 1, 15 und 28 so fällt auf, dass die Impulszeit von 10µs (16%) bis hin zu 50µs (81%) ansteigt (Abbildungen 1 - 3). Hierbei sind die Flanken der Fahrspannung über alle drei Diagramme sehr steil.
Erhältlich ist der DH05 einerseits mit den NEM 651-Stecker und sechs Litzen sowie für den Profi ganz ohne Anschlusslitzen. Neben den angesprochenen lieferbaren Varianten des DH05 gibt es aus dem Hause Doehler & Haass auch vergleichbar leistungsfähige Decoder für die PluX und die Next18-Schnittstelle. Diese Decoder besitzen einen maximalen Summenstrom von sogar 1,5 Ampere, sind also nochmal deutlich leistungsfähiger. Eine Besonderheit gibt es beim DH05/ DH10 ebenfalls. Da es diesen Decoder nicht wie bei den Mitbewerbern mit sechs einzelnen Litzen, sondern mit einem Stück Flachbandleitung gibt, lässt dieser Decoder auch zu, die Litzen ähnlich wie beim Kühn N025 um 90° zu drehen, um ihn beispielsweise in die Hobbytrain V20 oder den MAN-Triebwagen einbauen zu können.
Weitere Informationen zum getesteten Decoder sind im Internet unter www.doehler-haass.de zu finden.
Bilder Oszilloskop zum DH05
Decoder: Doehler & Haass DH10-3
Der „große Bruder“ des DH05. Beide Decoder weisen fast die gleichen Daten auf. Aus diesem Grund möchte ich mich an dieser Stelle kurz halten und werde nur auf die Unterschiede eingehen, da weitestgehend die Angaben des DH05 auch für den DH10 gelten. Erster Unterschied, der DH10 ist ein wenig größer, allerdings ist er immer noch winzig genug, um in die Spur N-Modelle in der Regel problemlos eingebaut werden zu können. Die minimal größere Stärke lässt sich ebenfalls verschmerzen, andere Mitanbieter können in dieser Disziplin weniger gut punkten.
Für die geringfügig größeren Abmessungen kommt der DH10 jedoch auch mit höheren Fahrspannungen klar. Während man dem DH05 nur maximal 18 Volt zumuten sollte, liegt die Herstellerangabe beim DH10 bei immerhin 30 Volt. Das reicht auf jeden Fall auch für größere Anlagen, die aufgrund eines höheren Spannungsfalls wegen größeren Leitungslängen oftmals mit höheren Spannungen betrieben werden (sollten).
Zur größeren Fahrspannung kommt auch ein höherer zulässiger Stromwert, der beim DH10 bei immerhin 1,0 Ampere liegt. Das reicht auf jeden Fall für alle Spur N-Loks und selbst die H0-Kollegen kommen mit diesem Decoder noch sehr gut in kleineren Lokomotiven zurecht. Zu beachten ist allerdings auch hier, der Motorstrom und der Summenstrom ist identisch. Bei Lokomotiven mit einer höheren Motorleistung, betrifft die N-Bahner selten, sollte man trotzdem rechnen, wenn man zusätzlich an den Funktionsausgängen 1 und 2 beispielsweise einen Rauchgenerator oder die gesamte Innenbeleuchtung eines Triebwagens angeschlossen hat. Alle weiteren Daten sind identisch, mehr zum sehr guten DH10 können Sie also beim kleinen Bruder nachlesen, bleiben nur noch einige Sätze zum Betriebsverhalten auf dem Prüfstand.
Wie der DH05 hat der DH10 eine voreingestellte Motorfrequenz von 16 kHz. Es ergeben sich die gleichen Messwerte in Bezug auf die Periodendauer und die Impulszeiten der am Motor anliegenden Spannung. Einzig in Fahrstufe 28 kam es einmal zu einem etwas merkwürdigen Verhalten. Da ich dieses Bild kein zweites Mal oszillografieren konnte, kann natürlich auch eine Störung vorgelegen haben. Auf jeden Fall zeigte sich in diesem Sonderfall, dass nach 62,5 µs sich keine Impulsdauer von ca. 47 µs anschloss (Abbildung 4), sondern nur eine recht schmale Nadel messbar war. Bei den nachfolgenden Messungen war wieder alles in Ordnung, wie Abbildung 5 zeigt.
Keine Sorge, im Fahrbetrieb ist ein solches Fehlverhalten nicht sichtbar, es ist einzig und alleine mit einem Oszilloskop nachweisbar. Der Motor, der eine gewisse mechanische Trägheit besitzt, bekommt zwar in dem Fall einmal nur einen kurzen Impuls, der jedoch stark genug ist, um die mechanische Trägheit des Motors zu überwinden und nach 62,5 µs, mit der nächsten Periode, ist wieder alles in Ordnung. Der Motor läuft also, wie wenn nichts gewesen wäre.
Bilder Oszilloskop zum DH10
Decoder: ESU LokPilot micro V4.0
Von der Firma ESU gibt es den LokPilot micro in der Version 4.0. Mit 2,8 mm Stärke ist er jedoch im Vergleich zu den Mitbewerbern aus dem Hause Doehler & Haass schon deutlich dicker und ist in winzigen Modellen natürlich auch schwieriger unter zu bekommen. Von Nachteil ist einfach die doppelseitige Bestückung des Decoders, auf die der Kleinste der Firma ESU nicht verzichten kann. Die elektrischen Daten sind für einen kleinen, überwiegend für die Spur N konzipierten Decoder, als gut zu bezeichnen, 21 Volt maximale Fahrspannung ist auf normalen Anlagen ausreichend, bei Großanlagen kann man jedoch an die Grenze kommen.
Auch die Angabe des maximalen Motorstromes ist in Ordnung, auch noch im Hinblick auf den Summenstrom, gerade auch dem Umstand geschuldet, dass der ESU-Decoder nur mit zwei Funktionsausgängen aufwarten kann. Werden beide Funktionsausgänge umprogrammiert und gleichzeitig betrieben, so ist der, gegenüber den Einzelströmen, etwas geringere Summenstrom unbedingt zu beachten, um den Decoder zu schützen, zumal sich die Bedienungsanleitung der Firma ESU zum Thema Temperaturschutz leider ausschweigt oder ich habe es nicht gefunden.
Die Angabe zu nutzbaren Motorfrequenzen habe ich auch erst nach mehrmaligem Blättern gefunden, demnach lassen sich mit der CV49, Bit 1 die Motorfrequenz zwischen 20 und 40 kHz einstellen, nur ist auch ein niederfrequenter Betrieb möglich? Hierzu konnte ich nichts finden. Gerade für ältere Loks wäre diese Betriebsform allerdings auch sinnvoll. Eine SUSI-Schnittstelle besitzt der Decoder nicht, kein Wunder, man möchte natürlich den eigenen Soundlokdecoder vertreiben und nicht die Möglichkeit geben, mittels SUSI-Schnittstelle ein Fahrzeugsoundmodul anschließen zu können.
Eine Updatefähigkeit besitzt der Decoder im eingebauten Zustand und falls es erforderlich ist, so lässt sich der Decoder im DCC-Betrieb auch auf die Werkseinstellungen zurück setzen. Erhältlich ist der LokPilot micro V4.0 mit einem NEM651-Stecker, Litzen sowie dem modernen Next18-Stecker und neben dem DCC-Betrieb eignet sich der Decoder auch noch für die Digitalformate SX sowie Motorola. Zusätzliche Funktionen sind die RailCom-Funktion und der ABC-Bremsmodus. Zudem lassen sich am Decoder ein PowerPack-Pufferspeicher anschließen.
Als Schwachpunkt ist die sehr unübersichtliche Beschreibung zu bezeichnen, zwar ist sicher alles dokumentiert, was man einstellen kann, allerdings versucht die Firma ESU alles in nur eine Beschreibung zu quetschen. Sicher, das ist möglich, allerdings bei sieben verschiedenen Decodertypen mit unterschiedlichen Anschlussmöglichkeiten in einem Heft kann die Übersicht eigentlich nur leiden. Besser wäre es sicher, für jeden, maximal zwei ähnliche Decodertypen eine Beschreibung zu erstellen, zumal eine dickere Beschreibung sicher auch nicht günstiger ist.
Im eigentlichen Funktionstest sieht man schließlich, dass der Motor mit einer Taktfrequenz von 20 kHz betrieben wird. Diese Frequenz wird zwar nicht korrekt getroffen, das Testmuster werkelt mit 19,2 kHz, das ist jedoch nicht so entscheidend. In der Fahrstufe 1 erhält der Motor für ca. 6 µs Strom, das entspricht knapp 12% der Periodendauer.
In Fahrstufe 15 zeigten sich mitunter Einbrüche im Spannungsverlauf und schließlich bei Fahrstufe 28 regelt der ESU-Decoder auf 100% der Periodendauer auf, wiederum mit einer Störung im Spannungsverlauf. Um wieder die Möglichkeit zu haben, die Motorfrequenz zu überprüfen bin ich zurück auf die Fahrstufe 27 gegangen. Hierbei bleibt die Steuerfrequenz konstant, bei einer Impulszeit von ca. 47 µs (90%).
Abschließend bleibt mir die Nennung der Internetadresse, hier erhalten Sie Informationen zum besprochenen Decoder: www.esu.eu.
Bilder Oszilloskop zum ESU LokPilot micro V4.0
Decoder: Kuehn N025
Ein ziemlich dicker „Brummer“ ist der N025 der Firma Kühn. Er ist mit 3,3 mm schon fast als „digitaltechnisches Urgestein“ zu bezeichnen und hat gegenüber seinem großen Bruder, dem N045, heute schon fast keine sinnvolle Nutzung mehr. Einzig die Digitalisierung der V20 oder des MAN-Schienenbusses aus dem Hause Hobbytrain sind eine typische Domäne des N025, diese Sonderbauform ist als N025-P, mit um 90° abgewinkelten Stecker, im Handel. Lediglich die Decoder DH05 und DH10 aus dem Hause Doehler und Haass können mit ihrem kurzen Stück Flachbandleitung anstelle der sonst üblichen hochflexiblen Litzen ähnlich flexibel und betriebstauglich eingebaut werden.
Trotz diesem Umstand, dass der N025 eigentlich etwas überholt ist, will ich auf den N025 eingehen, wenn der erforderliche Platz im Lokmodell zur Verfügung steht, so ist der N025 ein guter Decoder mit ausreichendem Leistungsspektrum, so besitzt er mit einem Summenstrom von 0,7 Ampere einen Wert, der für diesen Decoder mit nur zwei Funktionsausgängen ausreichend ist. Mehr braucht der Modellbahner bei kleinen Loks und im Standardbetrieb nicht. Im Gegensatz zu moderneren Decoder wartet der N025 auch nur mit einem geringeren Funktionsmapping auf. So ist der erste Funktionsausgang fest an die Taste F0 gebunden, lediglich die 2. Funktion lässt sich auf andere Tasten legen, um beispielsweise an den zweiten Funktionsausgang andere Sonderfunktionen (z.B. Innenbeleuchtung oder Rauchgenerator) anzuschließen. In diesem Fall sollte jedoch auch wieder der Summenstrom beachtet werden.
Zwar besitzt der N025 einen Temperaturschutz, doch das sollte nicht als Regel gesehen werden, da wiegesagt elektronische Bauteile Wärme nicht mögen und Bauteile, die in Grenzdatennähe betrieben werden, sehr viel schneller zerstört werden. Für den Fahrbetrieb stehen Einstellmöglichkeiten für den niederfrequenten (120 Hz) sowie eine Stufe für einen hochfrequenten Betrieb (15,6 kHz) zur Verfügung. Damit lassen sich eigentlich alle Motortypen genau mit der idealen Frequenz betreiben, egal ob älterer oder auch moderner Motor.
Der Decoder hat keine SUSI-Schnittstelle und keine RailCom-Unterstützung. Er kann neben dem DCC-Betrieb auch noch im Motorola-Format betrieben werden und lässt sich im DCC-Betrieb einfach auf Werkseinstellung zurück setzen. Zu einer möglichen Updatefähigkeit schweigt sich die sonst gut gemachte und übersichtlich gestaltete Bedienungsanleitung aus.
Im Betrieb zeigte sich nun, dass die Angabe der Motorfrequenz von 15,6 kHz gut getroffen wurde, die Periodendauer von 64 µs ist erkennbar. Die Impulszeit in der Fahrstufe 1 liegt bei ca. 9 µs oder 14% der Periodendauer (Abbildung 10) und in der Fahrstufe 15, Abbildung 11, bei ca. 24 µs (37,5%). Allerdings tauchen beim N025 bereits in Fahrstufe 15 bereits immer wieder Störungen im Oszilloskopbild auf, die sich im Fahrbetrieb jedoch nicht störend auswirken. Im Gegensatz zu den Decodern der Firmen Doehler & Haass sowie ESU fällt jedoch die deutlich geringere Steilheit der negativen Flanke auf, das deutet auf höhere Kapazitäten in der Endstufe des Decoders hin oder die Transistoren schalten aufgrund ihrer Spezifikation nicht schnell genug ab und erzeugen damit eine höhere Verlustleistung, wie bei einer höheren Flankensteilheit.
In Fahrstufe 28 trat ein zusätzliches Phänomen auf, da das Oszilloskop während der ganzen Messreihen nicht in den Einstellungen verändert wurde und somit auch weiterhin mit der positiven Flanke der Motorspannung getriggert (Bilddarstellung wurde mit der steigenden Flanke begonnen) wurde, erschien bereits nach ca. 6 µs eine negative Flanke, die nach weiteren ca. 10 µs von der positiven Flanke abgelöst wurde. Anschließend folgte nun die normale Periodendauer. Dieses Verhalten ist unlogisch, zeigt jedoch, dass irgendetwas bei der Regelung auf dem Decoder offenbar schief läuft (Abbildung 12). Sicher, eine Auswirkung auf den Fahrbetrieb hat auch dieses Verhalten nicht zwangsweise, weil einfach die Trägheit des Motors gar nicht den schnellen Impulsen so folgen kann. Neugierig geworden, machte ich mit einer anderen Zeitablenkung ein weiteres Bild, das wiederum ein ähnliches Verhalten zeigte, erst ein kurzer Impuls, dem dann gleichmäßige Impulse folgten.
Weitergehende Infos erhalten Sie unter der Internetadresse: www.kuehn-digital.de.
Bilder Oszilloskop zum Kuehn N025
Decoder: Kuehn N045
Der N045 wird vermutlich früher oder später den N025 vom Markt ganz verdrängen, denn wie bereits oben erwähnt, es gibt fast keinen Grund mehr einen N025 einzusetzen, denn der N045 ist nicht nur fast ein Millimeter dünner, eine Eigenschaft, die in kleineren Lokmodellen immer gerne gesehen wird, er hat auch eine etwas höhere Summenstrombelastbarkeit, hat insgesamt vier Funktionsausgänge, RailCom und eine SUSI-Schnittstelle. Zudem besitzt der N045 auch die Möglichkeit Motoren mit einer noch höheren Frequenz anzusteuern, er beherrscht verschiedene Bremsstrecken und neben den bekannten Anschlussmöglichkeiten vom N025 ist der N045 herstellerseitig auch mit der Next18-Schnittstelle lieferbar.
Allerdings gibt es auch gewisse Schattenseiten am N045. So gibt es auf der Seite 7 der Bedienungsanleitung zwar Anschlussskizzen für den 3. und 4. Funktionsausgang sowie für die SUSI-Schnittstelle, jedoch sollten Sie schon eine gewisse Löterfahrung, eine ruhige Hand, dünnes Elektronikzinn und eine gute Lötstation Ihr Eigen nennen, da es bei eigenen Lötarbeiten schon recht eng zu geht. Die beiden Funktionsausgänge liegen sehr nah an einem Integrierten Schaltkreis (IC) und die Anschlüsse „Clock“, „Data“ und „Ground“ der SUSI-Schnittstelle liegen an offen liegenden Lötpads. Man muss also schon gut löten können, um hier keine ungewollten Brücken zu erzeugen, zudem muss man auch schnell genug sein, da Hitze natürlich der Feind jeder Elektronik ist. Das man es layouttechnisch auch besser machen kann, zeigen die Decoder aus dem Hause Doehler & Haass, zumal es eigentlich keinen Grund gibt bei einem Decoder mit den älteren Schnittstellensteckern (NEM 651, NEM 652) oder Litzenanschlüssen auch die Anschlüsse zum Löten an die Steckerseite zu legen, bei der SUSI-Schnittstelle kann es sogar vorteilhafter sein, wenn diese Anschlüsse auf der anderen Seite angebracht sind, vielleicht ließen sich die dort befindlichen Bauteile auch etwas weiter zur Mitte verschieben.
Ansonsten ist der N045 mit allen Features ausgestattet, die man heute von einem Decoder erwarten kann, wie der kleine Bruder besitzt auch der N045 einen Temperaturschutz (60°C), falls man sich z.B. doch mit dem Anschließen an den Funktionsausgängen verrechnet hat, allerdings, man sollte sich grundsätzlich nie auf diese Schutzmechanismen verlassen, egal bei welchem Hersteller. Man darf nicht vergessen, bei einem modernen Modellbahndecoder handelt es sich um eine hochintegrierte Elektronik, die zwar robust genug für den Modellbahnbetrieb ist, darüber hinaus sich allerdings schnell in die „ewigen elektronische Jagdgründe“ verabschiedet.
Was den Decodern der Firma Kühn generell fehlt, sie verstehen zwar das DCC und das Motorola-Format, das SX-Format wird jedoch nicht unterstützt. Wer irgendwann den Decoder völlig verstellt hat, der kann ihn einfach über die CV8 auf Werkseinstellung zurück setzen. Worüber man jedoch keine Angaben gemacht hat, wie es mit der Updatefähigkeit aussieht. Ein Satz noch zu den unterstützten Bremsstrecken, es werden die Gleichstrombremsung, die Märklin-Bremsstrecke sowie im DCC-Betrieb die Bremsung mittels asymmetrischer Digitalspannung und mittels DCC-Bremsgenerator unterstützt.
Zum Betriebsfall gibt es nicht viel zu sagen, die Standardansteuerfrequenz liegt bei 15,6 kHz und diese Frequenz konnte ich auf dem oszillographierten Bild sehen. In der Fahrstufe 1 (Abbildung 13) liegt die Impulsdauer bei 14 µs, das entspricht fast 22% der Periodendauer und somit wird die mit einem N045 digitalisierte Lok immer eine höhere Startgeschwindigkeit aufweisen. In der Fahrstufe 15 liegt die Impulsdauer bei ca. 27 µs (42%) und bei der Fahrstufe 28 (Abbildung 14) regelt der Decoder in den Standardwerten voll auf (100%).
Im Gegensatz zum N025 besitzt der N045 eine Endstufe, die steilere Flanken des Rechtecksignals ermöglicht, denn in der Digitaltechnik sind ganz allgemein nur die beiden Schaltzustände „0“ und „1“, frei übersetzt also keine Spannung und volle Spannung, erwünscht, Schaltzustände, die dazwischen liegen darf es normal nicht geben, um Schaltverluste und damit Wärme zu minimieren. Aus diesem Grund, je steiler die Flanke eines Digitalsignals ist, umso hochwertiger ist in diesem Fall der Lokdecoder, aber auch jedes andere Gerät mit digitalen Ausgängen.
Mehr über den N045 erfahren Sie auf der Internetseite der Firma Kühn, unter www.kuehn-digital.de.
Bilder Oszilloskop zum Kuehn N045
Decoder: Lenz Silver mini+
Auch die Firma Lenz hat mit dem Silver mini+ einen für Spur N geeigneten Decoder. Größenmäßig liegt er ungefähr in der gleichen Region wie die Mitbewerber von ESU und Kühn (nur N045). Die geringere Breite ist in Fahrzeugen mit eingebauter NEM651-Schnittstelle auch weniger bedeutend, denn dort sollten in der Länge und Breite ohnehin alle Decoder hinein passen und in der Stärke kann auch der Lenz-Decoder nicht gegen die beiden Vertreter von Doehler & Haass konkurrieren. Gleiches gilt auch bei den unterstützten Protokollen. Gut, die Firma Lenz bezeichnet sich als der Erfinder des DCC-Systems, allerdings im Zeitalter, in dem die Digitalformate aufeinander zugehen, ist die Frage, ob das der richtige Schritt ist, nur das DCC-Format zu unterstützen.
Ansonsten ist der Silver mini+ technisch auf der Höhe der Zeit, er besitzt Railcom, eine S.U.S.I.-Schnittstelle, beherrscht die lückenlose Datenübertragung sowie verschiedene Bremsmodis. Zu benennen wäre einmal das ABC-Bremsen sowie das Bremsen durch Nullstellung der Fahrstufen. Auch Digitalkupplungen kann der Silver mini+ unterstützen und über die CV60 lassen sich die Funktionen auf die Funktionsausgänge 1 und 2 beliebig mappen.
Hierbei ist jedoch auf jeden Fall der zulässige Gesamtstrom zu beachten, denn der Silver mini+ ist nicht besonders leistungsfähig. Jeder Funktionsausgang lässt sich nur mit maximal 100 mA belasten, das ist der geringste Wert im Test! Dazu kommt, auch der Motor braucht im Betrieb Strom, denn auch wenn der Decoder laut Betriebsanleitung Stromspitzen bis 0,8 Ampere verkraften kann, so müssen diese Spitzen wirklich selten und nur kurzzeitig bestehen, sonst werden Sie nicht lange Freude an Ihrem Decoder haben. Messen Sie also unbedingt die Stromaufnahme ihrer Verbraucher, sollten Sie an einen Grenzwert herankommen, dann sollten Sie besser einen leistungsfähigeren Decoder nutzen. Im Standardbetrieb mit Motor und nur einem eingeschalteten Funktionsausgang für die Stirnbeleuchtung sollte nichts passieren, jedoch beim Mapping der Ausgänge kann es eng werden.
Die dreisprachige Bedienungsanleitung (deutsch, englisch, französisch) ist übersichtlich und hilft auch dem Laien mit einer ausreichenden Bebilderung, welche Litze wo anzuschließen ist, sollte man die Variante mit Litze sein Eigen nennen. Was auch bei der Firma Lenz nicht gerade für den Laien gemacht ist, das ist der Anschluss eines S.U.S.I.-Moduls an den Decoder. Auch der Silver mini+ besitzt nur winzige Lötpads, die zwar vorverzinnt sind, aber man braucht auch bei diesem Decoder eine sehr ruhige Hand, eine Lötstation deren Lötkolben mit einer extrem feinen Spitze ausgestattet ist und Elektroniker-Lötzinn mit einem Durchmesser von 0,5 mm! Es sind zwar nicht unmittelbar daneben andere Lötpads vorhanden, jedoch der Abstand zwischen den Anschlüssen „Clock“, „Data“ und „Ground“ wirklich extrem gering, das ohne unbeabsichtigte Brücken zu erzeugen verlöten zu können, kommt ohne passendem Werkzeug einem Glücksspiel gleich! Man hat zwar nicht viel mehr Platz in der Breite, jedoch ein klein wenig benutzerfreundlicher hätte man die Lötpads schon anordnen können, indem man die volle Breite des Decoders ausgenutzt hätte.
Noch schlimmer wird es, sollten Sie auf die Idee kommen die Beleuchtung an den gemeinsamen Pin anzuschließen oder das aus konstruktiven Gründen an ihrem Modell machen zu müssen. Die blaue Ader anzulöten ohne die benachbarte Diode, den Kondensator und/ oder den gelben Anschluss des Decoders mit anzulöten, das ist für den Elektronik-Laien auch eine kaum zu realisierende Herausforderung. Der Silver mini+ arbeitet mit einer Taktfrequenz von 23 kHz, die auch ziemlich genau eingehalten wird. In der Fahrstufe 1 bedeutet das, der Motor erhält für ca 8µs Strom, das entspricht ca. 19% der Periodendauer und liegt eher im oberen Bereich unter den getesteten Kandidaten, lediglich der N045 liegt noch darüber.
Im nächsten Schritt, in der Fahrstufe 15, liegt dieser Wert bei etwa 18µs oder bei 42% der Periodendauer. Ebenso sichtbar wird eine Störung zu Beginn des dritten Impulses und letztendlich in der Fahrstufe 28 auf 81% der Periodendauer, ebenfalls wiederum mit einer Störung zu Beginn des dritten Impulses. Eine Auffälligkeit besitzt der Silver mini+ ebenfalls, ebenso wie dem deutlich betagteren N025 aus dem Hause Kühn mangelt es dem Vertreter aus dem Hause Lenz an der Flankensteilheit und zwar besonders an der fallenden Flanke, doch auch die steigende Flanke hat offensichtlich hiermit Probleme, kommt es beim Lenz Silver mini+ zu keinen Überschwingern, was zwar im ersten Moment gut aussieht, jedoch bei digitalen Signalen eher ungewöhnlich ist. Es sieht so aus, als würde die Endstufe es gerade noch so schaffen, der eigentlichen Elektronik zu folgen. Da wäre sicher mehr möglich gewesen, da man sich hiermit auch unnötige Verluste auf dem Decoder produziert und in meinem Betriebsfall mit dem frei drehenden Motor auf dem ESU-Prüfstand bin ich sicher an keine zu große Belastung für die Endstufe gekommen, zumal die Mitanbieter hier deutlich besser abgeschnitten haben, mit Ausnahme des N025.
Weitere Informationen zum getesteten Decoder sind im Internet unter www.digital-plus.de zu finden.
Bilder Oszilloskop zum Lenz Silver mini+
Fazit
Die besprochenen Decoder sind grundsätzlich alle geeignet. Für die Spur N und in kleinen H0-Modellen kommt es meist auf jedes Zehntel Millimeter an und gerade bei der Baustärke ihrer Decoder hat eindeutig die Firma Doehler & Haass die Nase vorn, da sie als einzigster Decoderhersteller im Test mit nur einseitig bestückten Decodern aufwarten kann. Zudem hat Doehler& Haass auch beim Layout für den Lötanschluss von SUSI-Schnittstelle oder zusätzlichen Funktionsausgängen den meiner Meinung nach besseren Weg gewählt. Man sollte als Hersteller nicht vergessen, dass Modellbahner nicht zwangsweise eine Elektroniker-Werkstattausstattung besitzen und damit extrem enge Lötstellen nicht zwangsweise korrekt löten können.
Funktionell arbeiten alle fünf Decoder im Test mit einer voreingestellten Ansteuerungfrequenz von ca. 16 bis 20 kHz. Damit haben die meisten neuere Lokmodelle in der Regel bereits sehr gute Fahreigenschaften. Hat man ein Modell selbst digitalisiert, sollte man mit diesen Standardwerten zunächst Versuche unternehmen und sich erst dann an das Feintuning machen. Eigentlich selbstredend, trotzdem will ich es nicht unerwähnt lassen, entscheidet man sich für das Ändern bestimmter CVs, so sollten Sie immer nur eine Änderung nach der Nächsten durchführen, da sich sonst positive Änderungen möglicherweise gar nicht ermitteln lassen. Nach jeder Änderung sind längere Testfahrten mit dem Modell auf der Anlage oder einer längeren Teststrecke sinnvoll, um sich davon zu überzeugen, dass die Lok ordentliche Fahreigenschaften besitzt.
Bitte nehmen Sie für das Feintuning immer die Betriebsanleitung des Decoders zur Hand, allen fünf Kandidaten lag eine, im Umfang sehr gute Anleitung bei, lediglich beim ESU-Decoder ist die Anleitung schon sehr unübersichtlich, da man bei der Erstellung der Betriebsanleitung der Meinung war in einem Heft alle Decoder der 4. Version besprechen zu wollen. Vielleicht sollte man in Neu-Ulm einfach mehr auf Übersichtlichkeit Wert legen.
Wer noch ältere Lokmodelle besitzt, die digitalisiert werden sollen, so empfiehlt sich für viele ältere 3-polige Motoren die niederfrequente Ansteuerung.
Handhabung und Einbau von Decodern
Ein letzter Absatz, ich hatte bereits im Abschnitt zu Kühns N045 auf die hochintegrierte Bauform moderner Decoder hingewiesen. Lassen Sie bitte stets die nötige Sorgfalt walten, wenn Sie sich an den Einbau eines Decoders machen, denn jegliche moderne Elektronik nimmt Ihnen nicht nur zuviel Hitze übel, sondern auch elektrostatische Aufladungen. Von daher, ein ordentlicher und sauberer Arbeitsplatz sollten Sie schon haben. Als Bodenbelag sollte dabei möglichst kein Teppichboden, erst Recht nicht aus Kunstfasern, dienen und auch die Bekleidung kann sich elektrostatisch aufladen. Das merken sie selbst am Besten, wenn Sie im geladenen Zustand versehentlich metallische Gegenstände berühren und „eine geschossen“ bekommen. Diese aufgebaute Spannung kann mehrere 1000 Volt betragen und während Sie im schlimmsten Fall „nur“ eine schmerzhafte Erfahrung mit der Aufladung erleben, sieht Ihr Decoder sprichwörtlich rot, das ist eindeutig zuviel für jede Elektronik!
Ideal sind Kleidungsstücke aus Baumwolle, denn da können sich wesentlich schwieriger, für die Elektronik, schädliche Spannungen aufbauen, trotzdem ist etwas Vorsicht geboten. Gerade im Winter, wenn die Luftfeuchtigkeit niedrig ist, entstehen elektrostatische Aufladungen leichter und gerade der Winter ist die Jahreszeit, in der man mehr an der Bahn und den Fahrzeugen bastelt. Wenn Sie dann noch, bevor Sie anfangen den Decoder in die Hand zu nehmen, wenigstens einmal an das blanke Rohr ihrer Zentralheizung greifen und hoffentlich keine spürbare Erfahrung mit der elektrostatischen Aufladung gemacht haben, dann sind Sie bereit für den Einbau des Decoders.
Viel Erfolg bei der Wahl des richtigen Decoders und dem Digitalbetrieb wünscht Ihnen nun
Frank Heilemann
Zunächst war es nicht leicht, den Testumfang und damit die Menge der zu ermittelten Daten in Grenzen zu halten, aber trotzdem genügend Informationen bereit zu haben, damit ich Aussagen treffen konnte und trotzdem mag dem einen oder anderen Leser dieser Bericht unvollständig vorkommen. Das liegt allerdings an den vielen Möglichkeiten, die moderne Decoder heute bieten, es lassen sich nicht alle Möglichkeiten besprechen, um nicht den Umfang zu sprengen.
Grundsätzlich richtig vergleichbar sind die Decoder nicht, alle sechs Decoder sind betriebstauglich und aus diesem Grund kann es keine wirkliche Sieger und Verlierer geben. Neben persönlichen Vorlieben für einen bestimmten Hersteller gibt es auch Faktoren wie Anschlussmöglichkeiten und Schnittstellenausführung oder technische Zusätze wie Einrichtungen für RAILCOM oder die SUSI-Schnittstelle, bestimmte Vorgaben bei Bremsstrecken oder anderen Zusätze, die dafür verantwortlich sind, dass ggf. ein ganz bestimmter Decoder benötigt wird.
Getestet wurden die folgenden Decoder (alphabetisch sortiert):
- Doehler & Haass DH05-3
- Doehler & Haass DH10-3
- ESU LokPilot micro V4.0
- Kuehn N025
- Kuehn N045
- Lenz Silver mini+
Beim Prüfablauf wurden alle sechs Decoder mittels einer Lenz-Zentrale LZV 100 mit dem Handregler LH100 (28 Fahrstufen) auf dem ESU Profi-Prüfstand Nr. 51900 einem einheitlichen Testprogramm unterzogen. Dieses Testprogramm bestand in der Regel aus jeweils drei Testdurchläufen, bei dem die anliegende Spannung am Motor oszillographiert wurde. Auf Umprogrammierungen jeglicher Art habe ich bewusst verzichtet, jeder Decoder musste sich mit der vom Hersteller eingestellten Standardkonfiguration messen lassen. Diese Einstellungen sind in der Regel auch für die meisten Einsatzfälle nutzbar. Sonderfälle können in einem solchen Test nicht berücksichtigt werden und müssen im Einzelfall am jeweiligen Lokmodell erprobt werden.
Alle Decoder wurden auch nur im DCC-Betrieb getestet, das SX-Protokoll ist zwar in Spur N das zweithäufigste Digitalprotokoll, sollte jedoch an dieser Stelle ebenfalls ausgeklammert bleiben, schon weil die beiden Decoder der Firma Kühn sowie der Silver mini aus dem Hause Lenz beim SX-Protokoll nicht einsetzbar sind. Abschließend, zum eigentlichen Testdurchlauf, wurden die Angaben der Hersteller in einer Tabelle gegenüber gestellt, so kann jeder Modellbahner den für ihn geeigneten Decoder ermitteln.
Allen getesteten Decodern ist die Lastregelung und der einstellbare Rangiergang gemeinsam. Diese Informationen habe ich somit in der abschließenden Tabelle nicht erwähnt, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen.
Download PDF Übersichtstabelle der getesteten Decoder
Decoder: Doehler & Haass DH05-3
Ein sehr kleiner und sehr dünner Decoder aus dem Hause Doehler & Haass mit beachtlichen Leistungsdaten! Dank der einseitig bestückten Platine kommt dieser Decoder auf eine Stärke von gerade mal 1,4 Millimeter und ist damit der Dünnste in diesem Test. Gerade in winzigen N-Lokomotiven kann dieser Decoder so manches Platzproblem lösen, zumal eine Überschreitung des maximalen Gesamtstromes von 0,5 Ampere in Spur N- Loks selten zu erwarten ist.
Wartet das Modell, trotz der Winzigkeit, noch mit Beleuchtung auf, so lässt sich mit dem DH05 auch noch prinzipiell Front- und Schlusslicht elektrisch trennen und somit getrennt schalten. Hierzu können die Funktionsausgänge AUX1 und AUX2 auf der Decoderrückseite genutzt werden. Diese beiden zusätzlichen Funktionsausgänge sind als Lötanschlüsse herausgeführt. Dank eines durchdachten Layouts lassen sich diese beiden Lötanschlüsse auch von einem Modellbahner ohne Elektronikerausbildung löten, eine Lötstation und Elektroniklötdraht sollte trotzdem sinnvollerweise benutzt werden, um den hochintegrierten Decoder nicht unnötig zu belasten und im schlimmsten Fall thermisch zu zerstören. Zudem sollte auf eine wirklich kurze Lötzeit Wert gelegt werden.
Die Belastbarkeit der Funktionsausgänge ist ebenfalls gut dimensioniert, bei voller Nutzung aller Ausgänge sollte unbedingt der Summenstrom beachtet werden, gerade in Lokmodellen mit herkömmlichen Glühbirnen kommt schon etwas zusammen und 0,5 Ampere ist in diesem Fall nicht wirklich viel. Bei der modernen LED-Beleuchtung sind die erforderliche Ströme geringer, allerdings werden Frontbeleuchtungen auch gerne parallel geschaltet und schon addieren sich die Ströme von jeweils bis zu 20 mA je LED.
Der Decoder besitzt zwar einen Überlastschutz, trotzdem sollte man sich hierauf nicht verlassen, da ständig an der Leistungsgrenze betriebene Elektronikbauteile wesentlich schneller thermisch zerstört werden können. Wird ein zu großer Summenstrom erwartet, so sollte lieber zum „großen Bruder“, dem DH10, ebenfalls aus dem Hause Doehler & Haass, gegriffen werden.
Trotz der Winzigkeit des Decoders kann der Decoder auch noch mit einer S.U.S.I.-Schnittstelle aufwarten, die ebenfalls als Lötanschluss herausgeführt ist. Doch auch hier hat man bei der Erstellung des Layouts mitgedacht, die Lötpads liegen alle am Rand auf der unbestückten Seite. Wer ein wenig Löterfahrung besitzt, der sollte hier die vier Litzen eines S.U.S.I.-Moduls durchaus anlöten können. Erfreulich ist auch, dass der Decoder im eingebauten Zustand updatefähig ist, falls es einmal erforderlich werden sollte. Er kommt neben dem DCC-Format auch mit den Digitalprotokollen SX1 und 2 sowie Motorola 1 und 2 klar und kann unter DCC sowie im SX2-Betrieb auch resetet werden.
In der Standardkonfiguration ist eine Motorfrequenz von 16 kHz eingestellt. Mit dieser Frequenz lassen sich alle moderne Motoren in der Regel betreiben, lediglich bei ganz alten Modellen mag eine Änderung auf eine niederfrequente Ansteuerung sinnvoll sein. Die Motoransteuerung des DH05 wurde ferner mittels Oszilloskop überprüft, hierbei wurden keine Auffälligkeiten festgestellt. Bei einer Motorfrequenz von 16 kHz liegt die Periodendauer bei 62,5µs. Diese Zeit wird perfekt eingehalten. Vergleicht man die Impulszeiten zwischen den Fahrstufen 1, 15 und 28 so fällt auf, dass die Impulszeit von 10µs (16%) bis hin zu 50µs (81%) ansteigt (Abbildungen 1 - 3). Hierbei sind die Flanken der Fahrspannung über alle drei Diagramme sehr steil.
Erhältlich ist der DH05 einerseits mit den NEM 651-Stecker und sechs Litzen sowie für den Profi ganz ohne Anschlusslitzen. Neben den angesprochenen lieferbaren Varianten des DH05 gibt es aus dem Hause Doehler & Haass auch vergleichbar leistungsfähige Decoder für die PluX und die Next18-Schnittstelle. Diese Decoder besitzen einen maximalen Summenstrom von sogar 1,5 Ampere, sind also nochmal deutlich leistungsfähiger. Eine Besonderheit gibt es beim DH05/ DH10 ebenfalls. Da es diesen Decoder nicht wie bei den Mitbewerbern mit sechs einzelnen Litzen, sondern mit einem Stück Flachbandleitung gibt, lässt dieser Decoder auch zu, die Litzen ähnlich wie beim Kühn N025 um 90° zu drehen, um ihn beispielsweise in die Hobbytrain V20 oder den MAN-Triebwagen einbauen zu können.
DH05-1 in BR70 von Fleischmann
DH05-1 in V20 von Hobbytrain
Weitere Informationen zum getesteten Decoder sind im Internet unter www.doehler-haass.de zu finden.
Bilder Oszilloskop zum DH05
Decoder: Doehler & Haass DH10-3
Der „große Bruder“ des DH05. Beide Decoder weisen fast die gleichen Daten auf. Aus diesem Grund möchte ich mich an dieser Stelle kurz halten und werde nur auf die Unterschiede eingehen, da weitestgehend die Angaben des DH05 auch für den DH10 gelten. Erster Unterschied, der DH10 ist ein wenig größer, allerdings ist er immer noch winzig genug, um in die Spur N-Modelle in der Regel problemlos eingebaut werden zu können. Die minimal größere Stärke lässt sich ebenfalls verschmerzen, andere Mitanbieter können in dieser Disziplin weniger gut punkten.
Für die geringfügig größeren Abmessungen kommt der DH10 jedoch auch mit höheren Fahrspannungen klar. Während man dem DH05 nur maximal 18 Volt zumuten sollte, liegt die Herstellerangabe beim DH10 bei immerhin 30 Volt. Das reicht auf jeden Fall auch für größere Anlagen, die aufgrund eines höheren Spannungsfalls wegen größeren Leitungslängen oftmals mit höheren Spannungen betrieben werden (sollten).
Zur größeren Fahrspannung kommt auch ein höherer zulässiger Stromwert, der beim DH10 bei immerhin 1,0 Ampere liegt. Das reicht auf jeden Fall für alle Spur N-Loks und selbst die H0-Kollegen kommen mit diesem Decoder noch sehr gut in kleineren Lokomotiven zurecht. Zu beachten ist allerdings auch hier, der Motorstrom und der Summenstrom ist identisch. Bei Lokomotiven mit einer höheren Motorleistung, betrifft die N-Bahner selten, sollte man trotzdem rechnen, wenn man zusätzlich an den Funktionsausgängen 1 und 2 beispielsweise einen Rauchgenerator oder die gesamte Innenbeleuchtung eines Triebwagens angeschlossen hat. Alle weiteren Daten sind identisch, mehr zum sehr guten DH10 können Sie also beim kleinen Bruder nachlesen, bleiben nur noch einige Sätze zum Betriebsverhalten auf dem Prüfstand.
Wie der DH05 hat der DH10 eine voreingestellte Motorfrequenz von 16 kHz. Es ergeben sich die gleichen Messwerte in Bezug auf die Periodendauer und die Impulszeiten der am Motor anliegenden Spannung. Einzig in Fahrstufe 28 kam es einmal zu einem etwas merkwürdigen Verhalten. Da ich dieses Bild kein zweites Mal oszillografieren konnte, kann natürlich auch eine Störung vorgelegen haben. Auf jeden Fall zeigte sich in diesem Sonderfall, dass nach 62,5 µs sich keine Impulsdauer von ca. 47 µs anschloss (Abbildung 4), sondern nur eine recht schmale Nadel messbar war. Bei den nachfolgenden Messungen war wieder alles in Ordnung, wie Abbildung 5 zeigt.
Keine Sorge, im Fahrbetrieb ist ein solches Fehlverhalten nicht sichtbar, es ist einzig und alleine mit einem Oszilloskop nachweisbar. Der Motor, der eine gewisse mechanische Trägheit besitzt, bekommt zwar in dem Fall einmal nur einen kurzen Impuls, der jedoch stark genug ist, um die mechanische Trägheit des Motors zu überwinden und nach 62,5 µs, mit der nächsten Periode, ist wieder alles in Ordnung. Der Motor läuft also, wie wenn nichts gewesen wäre.
Bilder Oszilloskop zum DH10
Decoder: ESU LokPilot micro V4.0
Von der Firma ESU gibt es den LokPilot micro in der Version 4.0. Mit 2,8 mm Stärke ist er jedoch im Vergleich zu den Mitbewerbern aus dem Hause Doehler & Haass schon deutlich dicker und ist in winzigen Modellen natürlich auch schwieriger unter zu bekommen. Von Nachteil ist einfach die doppelseitige Bestückung des Decoders, auf die der Kleinste der Firma ESU nicht verzichten kann. Die elektrischen Daten sind für einen kleinen, überwiegend für die Spur N konzipierten Decoder, als gut zu bezeichnen, 21 Volt maximale Fahrspannung ist auf normalen Anlagen ausreichend, bei Großanlagen kann man jedoch an die Grenze kommen.
Auch die Angabe des maximalen Motorstromes ist in Ordnung, auch noch im Hinblick auf den Summenstrom, gerade auch dem Umstand geschuldet, dass der ESU-Decoder nur mit zwei Funktionsausgängen aufwarten kann. Werden beide Funktionsausgänge umprogrammiert und gleichzeitig betrieben, so ist der, gegenüber den Einzelströmen, etwas geringere Summenstrom unbedingt zu beachten, um den Decoder zu schützen, zumal sich die Bedienungsanleitung der Firma ESU zum Thema Temperaturschutz leider ausschweigt oder ich habe es nicht gefunden.
Die Angabe zu nutzbaren Motorfrequenzen habe ich auch erst nach mehrmaligem Blättern gefunden, demnach lassen sich mit der CV49, Bit 1 die Motorfrequenz zwischen 20 und 40 kHz einstellen, nur ist auch ein niederfrequenter Betrieb möglich? Hierzu konnte ich nichts finden. Gerade für ältere Loks wäre diese Betriebsform allerdings auch sinnvoll. Eine SUSI-Schnittstelle besitzt der Decoder nicht, kein Wunder, man möchte natürlich den eigenen Soundlokdecoder vertreiben und nicht die Möglichkeit geben, mittels SUSI-Schnittstelle ein Fahrzeugsoundmodul anschließen zu können.
Eine Updatefähigkeit besitzt der Decoder im eingebauten Zustand und falls es erforderlich ist, so lässt sich der Decoder im DCC-Betrieb auch auf die Werkseinstellungen zurück setzen. Erhältlich ist der LokPilot micro V4.0 mit einem NEM651-Stecker, Litzen sowie dem modernen Next18-Stecker und neben dem DCC-Betrieb eignet sich der Decoder auch noch für die Digitalformate SX sowie Motorola. Zusätzliche Funktionen sind die RailCom-Funktion und der ABC-Bremsmodus. Zudem lassen sich am Decoder ein PowerPack-Pufferspeicher anschließen.
Als Schwachpunkt ist die sehr unübersichtliche Beschreibung zu bezeichnen, zwar ist sicher alles dokumentiert, was man einstellen kann, allerdings versucht die Firma ESU alles in nur eine Beschreibung zu quetschen. Sicher, das ist möglich, allerdings bei sieben verschiedenen Decodertypen mit unterschiedlichen Anschlussmöglichkeiten in einem Heft kann die Übersicht eigentlich nur leiden. Besser wäre es sicher, für jeden, maximal zwei ähnliche Decodertypen eine Beschreibung zu erstellen, zumal eine dickere Beschreibung sicher auch nicht günstiger ist.
Im eigentlichen Funktionstest sieht man schließlich, dass der Motor mit einer Taktfrequenz von 20 kHz betrieben wird. Diese Frequenz wird zwar nicht korrekt getroffen, das Testmuster werkelt mit 19,2 kHz, das ist jedoch nicht so entscheidend. In der Fahrstufe 1 erhält der Motor für ca. 6 µs Strom, das entspricht knapp 12% der Periodendauer.
In Fahrstufe 15 zeigten sich mitunter Einbrüche im Spannungsverlauf und schließlich bei Fahrstufe 28 regelt der ESU-Decoder auf 100% der Periodendauer auf, wiederum mit einer Störung im Spannungsverlauf. Um wieder die Möglichkeit zu haben, die Motorfrequenz zu überprüfen bin ich zurück auf die Fahrstufe 27 gegangen. Hierbei bleibt die Steuerfrequenz konstant, bei einer Impulszeit von ca. 47 µs (90%).
Abschließend bleibt mir die Nennung der Internetadresse, hier erhalten Sie Informationen zum besprochenen Decoder: www.esu.eu.
Bilder Oszilloskop zum ESU LokPilot micro V4.0
Decoder: Kuehn N025
Ein ziemlich dicker „Brummer“ ist der N025 der Firma Kühn. Er ist mit 3,3 mm schon fast als „digitaltechnisches Urgestein“ zu bezeichnen und hat gegenüber seinem großen Bruder, dem N045, heute schon fast keine sinnvolle Nutzung mehr. Einzig die Digitalisierung der V20 oder des MAN-Schienenbusses aus dem Hause Hobbytrain sind eine typische Domäne des N025, diese Sonderbauform ist als N025-P, mit um 90° abgewinkelten Stecker, im Handel. Lediglich die Decoder DH05 und DH10 aus dem Hause Doehler und Haass können mit ihrem kurzen Stück Flachbandleitung anstelle der sonst üblichen hochflexiblen Litzen ähnlich flexibel und betriebstauglich eingebaut werden.
Trotz diesem Umstand, dass der N025 eigentlich etwas überholt ist, will ich auf den N025 eingehen, wenn der erforderliche Platz im Lokmodell zur Verfügung steht, so ist der N025 ein guter Decoder mit ausreichendem Leistungsspektrum, so besitzt er mit einem Summenstrom von 0,7 Ampere einen Wert, der für diesen Decoder mit nur zwei Funktionsausgängen ausreichend ist. Mehr braucht der Modellbahner bei kleinen Loks und im Standardbetrieb nicht. Im Gegensatz zu moderneren Decoder wartet der N025 auch nur mit einem geringeren Funktionsmapping auf. So ist der erste Funktionsausgang fest an die Taste F0 gebunden, lediglich die 2. Funktion lässt sich auf andere Tasten legen, um beispielsweise an den zweiten Funktionsausgang andere Sonderfunktionen (z.B. Innenbeleuchtung oder Rauchgenerator) anzuschließen. In diesem Fall sollte jedoch auch wieder der Summenstrom beachtet werden.
Zwar besitzt der N025 einen Temperaturschutz, doch das sollte nicht als Regel gesehen werden, da wiegesagt elektronische Bauteile Wärme nicht mögen und Bauteile, die in Grenzdatennähe betrieben werden, sehr viel schneller zerstört werden. Für den Fahrbetrieb stehen Einstellmöglichkeiten für den niederfrequenten (120 Hz) sowie eine Stufe für einen hochfrequenten Betrieb (15,6 kHz) zur Verfügung. Damit lassen sich eigentlich alle Motortypen genau mit der idealen Frequenz betreiben, egal ob älterer oder auch moderner Motor.
Der Decoder hat keine SUSI-Schnittstelle und keine RailCom-Unterstützung. Er kann neben dem DCC-Betrieb auch noch im Motorola-Format betrieben werden und lässt sich im DCC-Betrieb einfach auf Werkseinstellung zurück setzen. Zu einer möglichen Updatefähigkeit schweigt sich die sonst gut gemachte und übersichtlich gestaltete Bedienungsanleitung aus.
Im Betrieb zeigte sich nun, dass die Angabe der Motorfrequenz von 15,6 kHz gut getroffen wurde, die Periodendauer von 64 µs ist erkennbar. Die Impulszeit in der Fahrstufe 1 liegt bei ca. 9 µs oder 14% der Periodendauer (Abbildung 10) und in der Fahrstufe 15, Abbildung 11, bei ca. 24 µs (37,5%). Allerdings tauchen beim N025 bereits in Fahrstufe 15 bereits immer wieder Störungen im Oszilloskopbild auf, die sich im Fahrbetrieb jedoch nicht störend auswirken. Im Gegensatz zu den Decodern der Firmen Doehler & Haass sowie ESU fällt jedoch die deutlich geringere Steilheit der negativen Flanke auf, das deutet auf höhere Kapazitäten in der Endstufe des Decoders hin oder die Transistoren schalten aufgrund ihrer Spezifikation nicht schnell genug ab und erzeugen damit eine höhere Verlustleistung, wie bei einer höheren Flankensteilheit.
In Fahrstufe 28 trat ein zusätzliches Phänomen auf, da das Oszilloskop während der ganzen Messreihen nicht in den Einstellungen verändert wurde und somit auch weiterhin mit der positiven Flanke der Motorspannung getriggert (Bilddarstellung wurde mit der steigenden Flanke begonnen) wurde, erschien bereits nach ca. 6 µs eine negative Flanke, die nach weiteren ca. 10 µs von der positiven Flanke abgelöst wurde. Anschließend folgte nun die normale Periodendauer. Dieses Verhalten ist unlogisch, zeigt jedoch, dass irgendetwas bei der Regelung auf dem Decoder offenbar schief läuft (Abbildung 12). Sicher, eine Auswirkung auf den Fahrbetrieb hat auch dieses Verhalten nicht zwangsweise, weil einfach die Trägheit des Motors gar nicht den schnellen Impulsen so folgen kann. Neugierig geworden, machte ich mit einer anderen Zeitablenkung ein weiteres Bild, das wiederum ein ähnliches Verhalten zeigte, erst ein kurzer Impuls, dem dann gleichmäßige Impulse folgten.
Weitergehende Infos erhalten Sie unter der Internetadresse: www.kuehn-digital.de.
Bilder Oszilloskop zum Kuehn N025
Decoder: Kuehn N045
Der N045 wird vermutlich früher oder später den N025 vom Markt ganz verdrängen, denn wie bereits oben erwähnt, es gibt fast keinen Grund mehr einen N025 einzusetzen, denn der N045 ist nicht nur fast ein Millimeter dünner, eine Eigenschaft, die in kleineren Lokmodellen immer gerne gesehen wird, er hat auch eine etwas höhere Summenstrombelastbarkeit, hat insgesamt vier Funktionsausgänge, RailCom und eine SUSI-Schnittstelle. Zudem besitzt der N045 auch die Möglichkeit Motoren mit einer noch höheren Frequenz anzusteuern, er beherrscht verschiedene Bremsstrecken und neben den bekannten Anschlussmöglichkeiten vom N025 ist der N045 herstellerseitig auch mit der Next18-Schnittstelle lieferbar.
Allerdings gibt es auch gewisse Schattenseiten am N045. So gibt es auf der Seite 7 der Bedienungsanleitung zwar Anschlussskizzen für den 3. und 4. Funktionsausgang sowie für die SUSI-Schnittstelle, jedoch sollten Sie schon eine gewisse Löterfahrung, eine ruhige Hand, dünnes Elektronikzinn und eine gute Lötstation Ihr Eigen nennen, da es bei eigenen Lötarbeiten schon recht eng zu geht. Die beiden Funktionsausgänge liegen sehr nah an einem Integrierten Schaltkreis (IC) und die Anschlüsse „Clock“, „Data“ und „Ground“ der SUSI-Schnittstelle liegen an offen liegenden Lötpads. Man muss also schon gut löten können, um hier keine ungewollten Brücken zu erzeugen, zudem muss man auch schnell genug sein, da Hitze natürlich der Feind jeder Elektronik ist. Das man es layouttechnisch auch besser machen kann, zeigen die Decoder aus dem Hause Doehler & Haass, zumal es eigentlich keinen Grund gibt bei einem Decoder mit den älteren Schnittstellensteckern (NEM 651, NEM 652) oder Litzenanschlüssen auch die Anschlüsse zum Löten an die Steckerseite zu legen, bei der SUSI-Schnittstelle kann es sogar vorteilhafter sein, wenn diese Anschlüsse auf der anderen Seite angebracht sind, vielleicht ließen sich die dort befindlichen Bauteile auch etwas weiter zur Mitte verschieben.
Ansonsten ist der N045 mit allen Features ausgestattet, die man heute von einem Decoder erwarten kann, wie der kleine Bruder besitzt auch der N045 einen Temperaturschutz (60°C), falls man sich z.B. doch mit dem Anschließen an den Funktionsausgängen verrechnet hat, allerdings, man sollte sich grundsätzlich nie auf diese Schutzmechanismen verlassen, egal bei welchem Hersteller. Man darf nicht vergessen, bei einem modernen Modellbahndecoder handelt es sich um eine hochintegrierte Elektronik, die zwar robust genug für den Modellbahnbetrieb ist, darüber hinaus sich allerdings schnell in die „ewigen elektronische Jagdgründe“ verabschiedet.
Was den Decodern der Firma Kühn generell fehlt, sie verstehen zwar das DCC und das Motorola-Format, das SX-Format wird jedoch nicht unterstützt. Wer irgendwann den Decoder völlig verstellt hat, der kann ihn einfach über die CV8 auf Werkseinstellung zurück setzen. Worüber man jedoch keine Angaben gemacht hat, wie es mit der Updatefähigkeit aussieht. Ein Satz noch zu den unterstützten Bremsstrecken, es werden die Gleichstrombremsung, die Märklin-Bremsstrecke sowie im DCC-Betrieb die Bremsung mittels asymmetrischer Digitalspannung und mittels DCC-Bremsgenerator unterstützt.
Zum Betriebsfall gibt es nicht viel zu sagen, die Standardansteuerfrequenz liegt bei 15,6 kHz und diese Frequenz konnte ich auf dem oszillographierten Bild sehen. In der Fahrstufe 1 (Abbildung 13) liegt die Impulsdauer bei 14 µs, das entspricht fast 22% der Periodendauer und somit wird die mit einem N045 digitalisierte Lok immer eine höhere Startgeschwindigkeit aufweisen. In der Fahrstufe 15 liegt die Impulsdauer bei ca. 27 µs (42%) und bei der Fahrstufe 28 (Abbildung 14) regelt der Decoder in den Standardwerten voll auf (100%).
Im Gegensatz zum N025 besitzt der N045 eine Endstufe, die steilere Flanken des Rechtecksignals ermöglicht, denn in der Digitaltechnik sind ganz allgemein nur die beiden Schaltzustände „0“ und „1“, frei übersetzt also keine Spannung und volle Spannung, erwünscht, Schaltzustände, die dazwischen liegen darf es normal nicht geben, um Schaltverluste und damit Wärme zu minimieren. Aus diesem Grund, je steiler die Flanke eines Digitalsignals ist, umso hochwertiger ist in diesem Fall der Lokdecoder, aber auch jedes andere Gerät mit digitalen Ausgängen.
Mehr über den N045 erfahren Sie auf der Internetseite der Firma Kühn, unter www.kuehn-digital.de.
Bilder Oszilloskop zum Kuehn N045
Decoder: Lenz Silver mini+
Auch die Firma Lenz hat mit dem Silver mini+ einen für Spur N geeigneten Decoder. Größenmäßig liegt er ungefähr in der gleichen Region wie die Mitbewerber von ESU und Kühn (nur N045). Die geringere Breite ist in Fahrzeugen mit eingebauter NEM651-Schnittstelle auch weniger bedeutend, denn dort sollten in der Länge und Breite ohnehin alle Decoder hinein passen und in der Stärke kann auch der Lenz-Decoder nicht gegen die beiden Vertreter von Doehler & Haass konkurrieren. Gleiches gilt auch bei den unterstützten Protokollen. Gut, die Firma Lenz bezeichnet sich als der Erfinder des DCC-Systems, allerdings im Zeitalter, in dem die Digitalformate aufeinander zugehen, ist die Frage, ob das der richtige Schritt ist, nur das DCC-Format zu unterstützen.
Ansonsten ist der Silver mini+ technisch auf der Höhe der Zeit, er besitzt Railcom, eine S.U.S.I.-Schnittstelle, beherrscht die lückenlose Datenübertragung sowie verschiedene Bremsmodis. Zu benennen wäre einmal das ABC-Bremsen sowie das Bremsen durch Nullstellung der Fahrstufen. Auch Digitalkupplungen kann der Silver mini+ unterstützen und über die CV60 lassen sich die Funktionen auf die Funktionsausgänge 1 und 2 beliebig mappen.
Hierbei ist jedoch auf jeden Fall der zulässige Gesamtstrom zu beachten, denn der Silver mini+ ist nicht besonders leistungsfähig. Jeder Funktionsausgang lässt sich nur mit maximal 100 mA belasten, das ist der geringste Wert im Test! Dazu kommt, auch der Motor braucht im Betrieb Strom, denn auch wenn der Decoder laut Betriebsanleitung Stromspitzen bis 0,8 Ampere verkraften kann, so müssen diese Spitzen wirklich selten und nur kurzzeitig bestehen, sonst werden Sie nicht lange Freude an Ihrem Decoder haben. Messen Sie also unbedingt die Stromaufnahme ihrer Verbraucher, sollten Sie an einen Grenzwert herankommen, dann sollten Sie besser einen leistungsfähigeren Decoder nutzen. Im Standardbetrieb mit Motor und nur einem eingeschalteten Funktionsausgang für die Stirnbeleuchtung sollte nichts passieren, jedoch beim Mapping der Ausgänge kann es eng werden.
Die dreisprachige Bedienungsanleitung (deutsch, englisch, französisch) ist übersichtlich und hilft auch dem Laien mit einer ausreichenden Bebilderung, welche Litze wo anzuschließen ist, sollte man die Variante mit Litze sein Eigen nennen. Was auch bei der Firma Lenz nicht gerade für den Laien gemacht ist, das ist der Anschluss eines S.U.S.I.-Moduls an den Decoder. Auch der Silver mini+ besitzt nur winzige Lötpads, die zwar vorverzinnt sind, aber man braucht auch bei diesem Decoder eine sehr ruhige Hand, eine Lötstation deren Lötkolben mit einer extrem feinen Spitze ausgestattet ist und Elektroniker-Lötzinn mit einem Durchmesser von 0,5 mm! Es sind zwar nicht unmittelbar daneben andere Lötpads vorhanden, jedoch der Abstand zwischen den Anschlüssen „Clock“, „Data“ und „Ground“ wirklich extrem gering, das ohne unbeabsichtigte Brücken zu erzeugen verlöten zu können, kommt ohne passendem Werkzeug einem Glücksspiel gleich! Man hat zwar nicht viel mehr Platz in der Breite, jedoch ein klein wenig benutzerfreundlicher hätte man die Lötpads schon anordnen können, indem man die volle Breite des Decoders ausgenutzt hätte.
Noch schlimmer wird es, sollten Sie auf die Idee kommen die Beleuchtung an den gemeinsamen Pin anzuschließen oder das aus konstruktiven Gründen an ihrem Modell machen zu müssen. Die blaue Ader anzulöten ohne die benachbarte Diode, den Kondensator und/ oder den gelben Anschluss des Decoders mit anzulöten, das ist für den Elektronik-Laien auch eine kaum zu realisierende Herausforderung. Der Silver mini+ arbeitet mit einer Taktfrequenz von 23 kHz, die auch ziemlich genau eingehalten wird. In der Fahrstufe 1 bedeutet das, der Motor erhält für ca 8µs Strom, das entspricht ca. 19% der Periodendauer und liegt eher im oberen Bereich unter den getesteten Kandidaten, lediglich der N045 liegt noch darüber.
Im nächsten Schritt, in der Fahrstufe 15, liegt dieser Wert bei etwa 18µs oder bei 42% der Periodendauer. Ebenso sichtbar wird eine Störung zu Beginn des dritten Impulses und letztendlich in der Fahrstufe 28 auf 81% der Periodendauer, ebenfalls wiederum mit einer Störung zu Beginn des dritten Impulses. Eine Auffälligkeit besitzt der Silver mini+ ebenfalls, ebenso wie dem deutlich betagteren N025 aus dem Hause Kühn mangelt es dem Vertreter aus dem Hause Lenz an der Flankensteilheit und zwar besonders an der fallenden Flanke, doch auch die steigende Flanke hat offensichtlich hiermit Probleme, kommt es beim Lenz Silver mini+ zu keinen Überschwingern, was zwar im ersten Moment gut aussieht, jedoch bei digitalen Signalen eher ungewöhnlich ist. Es sieht so aus, als würde die Endstufe es gerade noch so schaffen, der eigentlichen Elektronik zu folgen. Da wäre sicher mehr möglich gewesen, da man sich hiermit auch unnötige Verluste auf dem Decoder produziert und in meinem Betriebsfall mit dem frei drehenden Motor auf dem ESU-Prüfstand bin ich sicher an keine zu große Belastung für die Endstufe gekommen, zumal die Mitanbieter hier deutlich besser abgeschnitten haben, mit Ausnahme des N025.
Weitere Informationen zum getesteten Decoder sind im Internet unter www.digital-plus.de zu finden.
Bilder Oszilloskop zum Lenz Silver mini+
Fazit
Die besprochenen Decoder sind grundsätzlich alle geeignet. Für die Spur N und in kleinen H0-Modellen kommt es meist auf jedes Zehntel Millimeter an und gerade bei der Baustärke ihrer Decoder hat eindeutig die Firma Doehler & Haass die Nase vorn, da sie als einzigster Decoderhersteller im Test mit nur einseitig bestückten Decodern aufwarten kann. Zudem hat Doehler& Haass auch beim Layout für den Lötanschluss von SUSI-Schnittstelle oder zusätzlichen Funktionsausgängen den meiner Meinung nach besseren Weg gewählt. Man sollte als Hersteller nicht vergessen, dass Modellbahner nicht zwangsweise eine Elektroniker-Werkstattausstattung besitzen und damit extrem enge Lötstellen nicht zwangsweise korrekt löten können.
Funktionell arbeiten alle fünf Decoder im Test mit einer voreingestellten Ansteuerungfrequenz von ca. 16 bis 20 kHz. Damit haben die meisten neuere Lokmodelle in der Regel bereits sehr gute Fahreigenschaften. Hat man ein Modell selbst digitalisiert, sollte man mit diesen Standardwerten zunächst Versuche unternehmen und sich erst dann an das Feintuning machen. Eigentlich selbstredend, trotzdem will ich es nicht unerwähnt lassen, entscheidet man sich für das Ändern bestimmter CVs, so sollten Sie immer nur eine Änderung nach der Nächsten durchführen, da sich sonst positive Änderungen möglicherweise gar nicht ermitteln lassen. Nach jeder Änderung sind längere Testfahrten mit dem Modell auf der Anlage oder einer längeren Teststrecke sinnvoll, um sich davon zu überzeugen, dass die Lok ordentliche Fahreigenschaften besitzt.
Bitte nehmen Sie für das Feintuning immer die Betriebsanleitung des Decoders zur Hand, allen fünf Kandidaten lag eine, im Umfang sehr gute Anleitung bei, lediglich beim ESU-Decoder ist die Anleitung schon sehr unübersichtlich, da man bei der Erstellung der Betriebsanleitung der Meinung war in einem Heft alle Decoder der 4. Version besprechen zu wollen. Vielleicht sollte man in Neu-Ulm einfach mehr auf Übersichtlichkeit Wert legen.
Wer noch ältere Lokmodelle besitzt, die digitalisiert werden sollen, so empfiehlt sich für viele ältere 3-polige Motoren die niederfrequente Ansteuerung.
Handhabung und Einbau von Decodern
Ein letzter Absatz, ich hatte bereits im Abschnitt zu Kühns N045 auf die hochintegrierte Bauform moderner Decoder hingewiesen. Lassen Sie bitte stets die nötige Sorgfalt walten, wenn Sie sich an den Einbau eines Decoders machen, denn jegliche moderne Elektronik nimmt Ihnen nicht nur zuviel Hitze übel, sondern auch elektrostatische Aufladungen. Von daher, ein ordentlicher und sauberer Arbeitsplatz sollten Sie schon haben. Als Bodenbelag sollte dabei möglichst kein Teppichboden, erst Recht nicht aus Kunstfasern, dienen und auch die Bekleidung kann sich elektrostatisch aufladen. Das merken sie selbst am Besten, wenn Sie im geladenen Zustand versehentlich metallische Gegenstände berühren und „eine geschossen“ bekommen. Diese aufgebaute Spannung kann mehrere 1000 Volt betragen und während Sie im schlimmsten Fall „nur“ eine schmerzhafte Erfahrung mit der Aufladung erleben, sieht Ihr Decoder sprichwörtlich rot, das ist eindeutig zuviel für jede Elektronik!
Ideal sind Kleidungsstücke aus Baumwolle, denn da können sich wesentlich schwieriger, für die Elektronik, schädliche Spannungen aufbauen, trotzdem ist etwas Vorsicht geboten. Gerade im Winter, wenn die Luftfeuchtigkeit niedrig ist, entstehen elektrostatische Aufladungen leichter und gerade der Winter ist die Jahreszeit, in der man mehr an der Bahn und den Fahrzeugen bastelt. Wenn Sie dann noch, bevor Sie anfangen den Decoder in die Hand zu nehmen, wenigstens einmal an das blanke Rohr ihrer Zentralheizung greifen und hoffentlich keine spürbare Erfahrung mit der elektrostatischen Aufladung gemacht haben, dann sind Sie bereit für den Einbau des Decoders.
Viel Erfolg bei der Wahl des richtigen Decoders und dem Digitalbetrieb wünscht Ihnen nun
Frank Heilemann