Dekodereinbau in Lokomotiven

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Einleitung

    Manchmal muß zu Einbau eines Lokdecoders auch bei H0-Lokomotiven in die Trickkiste gegriffen werden, nachfolgend ist die Digitalisierung eines Trix TGV POS (Trix Nr. 22364, Zwischenwagen 23438, 23439 und 23444) beschrieben. Hier war zwar eine Schnittstelle vorhanden, aber die Schleiferumschaltung, die sichere Belegtmeldung sowie das Innenlicht war nicht optimal.

Trix TGV

    Der Trix ist serienmäßig mit einer 'Trix Digitalschnittstelle' ausgerüstet. Es handelt sich dabei um eine mtc21-Schnittstelle, welche nach NMRA nicht für neue Fahrzeuge verwendet werden soll. Die Anleitung ist Trix-typisch extrem dürftig, es ist nicht mal klar ersichtlich, welchen Triebkopf man für den Dekodereinbau öffnen soll. (Hinweis: Es ist der Kopf mit den vier Drehgestellen).

    Die elektrische Ausrüstungen des Zuges besteht aus:
  • Zwei Motoren, in jedem Triebkopf ist ein Motor. Diese beiden Motoren sind in Serie geschaltet.
  • Innenbeleuchtung
  • Front- und Rücklicht, mit Fahrtrichtung wechselnd.
  • Schleiferumschaltung vorne-hinten, diese ist mittels eines bistabilen Relais auf der Dekoderträgerplatine realisiert.


    • Hier würde man meinen, Dekoder einstecken und fertig. Dem ist aber nicht so:
  • Der Zug nimmt nur vorne Strom und erzeugt dadurch keine durchgehende Gleisbelegung.
  • Durch die Schleiferumschaltung kann es passieren, dass der Zug hinten Strom aufnimmt und dann vorne keine Belegung erzeugt.
  • Das Innenlicht ist nicht separat abschaltbar - es ist aber aus Stromverbrauchsgründen wichtig, dass ein im Schattenbahnhof abgestellter Zug da nicht unnütz Strom aufnimmt.
  • Bei normaler DCC-Spannung von 14V ist das Innenlicht nicht wirklich hell.
  • Besonders störend: der Zug erreicht seine Vorbildgeschwindigkeit bei weitem nicht. Mein Exemplar schafft bei 14V DCC am Gleis gerade mal umgerechnet 170km/h, was doch sehr von der max. Vorbildgeschwindigkeit von über 300km/h abweicht. Der Trix TGV ist einfach zu langsam für unsere Paradestrecke und schafft das dort programmierte fliegende Überholmanöver nicht.


    • Ich habe mir daraufhin die Schaltung der Lokplatine angesehen und folgendes festgestellt:
  • Der Zug ist mit einer 7-poligen Steckverbindung durchverbunden, diese ist wie folgt belegt:
  • Der TGV erzeugt sich eine mittels H-Brücke eine umpolbare Gleichspannung, welche im Zug die Richtung mitgibt. Die beiden Seiten der Brücke werden mit F0 forward bzw. F0 revers geschaltet. Die Brücke ist allerdings recht stiefmütterlich mit Darlingtons und ohne Levelshifter gebaut, dadurch bleiben hier 2,8V Spannungsabfall zusätzlich zu den 1,4V des Decoders liegen.
  • Das Innenlicht in den Waggons ist simpel mit LED's und Vorwiderstand geschaltet, es gibt keine Stromquellenschaltung. Die Innenbeleuchtung im Zug hängt mittels normaler Brückengleichrichter an der umpolbaren Gleichspannung, es. bleiben weitere 1,4V liegen. Das ist also die Ursache für die geringe Helligkeit.
    Und zum anderen bedingt diese Verschaltung, dass das Innenlicht nur leuchtet (und dann immer leuchtet), wenn F0 aktiviert ist.
  • F4 (als Logikausgang) steuert über Komparatoren ein bistabiles Relais für die Schleiferumschaltung.
  • F1 geht zum Stirnlicht und wird auch im Zug durchverbunden, aber nicht weiter benutzt (es war offenbar ursprünglich zum Schalten der Innenbeleuchtung gedacht).
  • Die Platine war ursprünglich für parallelgeschaltete Motoren gedacht, in meiner Version sind die Motoren mittels Nachverdrahtung seriell geschaltet.
  • Auf Common+ und GND ist direkt ein Elko 47uF als Flackerschutz installiert. Leider ist der Elko direkt an den Gleichrichter des Dekoders angeklemmt, das ist eher ungünstig: das stört ev. beim Programmieren und verursacht eine Einschaltstromspitze.

Umbau der Verdrahtung des Zuges

    Motorwagen:
    Schleiferumschaltung braucht man im Digitalbetrieb nicht, wesentlich wichtiger ist eine durchgehende Belegtmeldung als Kollisionsschutz des Zuges.
  • Die Schleiferumschaltung habe ich durch Auftrennen der Zuführung von Zugende und durch Überbrücken der entsprechenden Relaiskontakte außer Betrieb genommen.
  • Die Zuführung zur Schleiferumschaltleitung wird im Steuerwagen und im ersten Waggon beim Steuerwagen (auch dort ist ein Stromabnehmer) aufgetrennt, hier wird ersatzweise ein Widerstand 10k angeschlossen, um eine Gleisbelegtmeldung des Zuges zu garantieren.
  • Die Leitungen für Schleiferumschaltung durch den Zug sind nun frei, diese habe ich mit der umpolbaren Gleichspannung für das Schluß- bzw. Stirnlicht belegt und sowohl im vorderen als auch im hinteren Triebkopf entsprechend umverdrahtet.
  • Die ursprünglichen Leitungen für umpolbare Gleichspannung (also GELB und GRAU) wird nun nur noch für die Innenbeleuchtung verwendet. Hierzu speist man GND und ein geschaltetes Common+ auf dieser Leitung ein. Als Schalter kann man einen P-E-FET (hier Si2309 in SOT23) verwenden, dessen Gate klemmt zur Sicherheit mittles Widerstand an die Source. Angeschlossen ist das auf F2 der Schnittstelle.



    • Steuerwagen
  • Im ersten Waggon beim Steuerwagen wurde die Zuführung vom Radschleifer von der Platine abgenommen und auf eine separate Platine mit einem SMD 15k-Widerstand angelötet. Damit ist in diesem Waggon die Schleiferumschaltungsleitung freigestellt.

    Im Steuerwagen selbst habe ich auf die Sammelschiene der Radschleifer einen 10k-Widerstand aufgelötet, damit erzeugt der Steuerwagen eine Belegtmeldung. Des weiteren sind die Zuganschlüsse wie folgt umgelötet, um hier die Umwidmung im führenden Triebkopf wieder zurückzunehmen und die Stirnlichter wieder richtig anzuschließen:
    Umverdrahtung im Steuerwagen
    OrignalModifiziertSignal
    A6 AB5Innenlicht 'grau'
    AC2A6 Schleiferabnahme
    AB1A7 Schleiferabnahme
    A7 AB4Innenlicht 'gelb'

Höchstgeschwindigkeit

    Die mangelnde Geschwindigkeit von neueren Trixfahrzeugen beruht offenbar darauf, dass man im Hause Trix die DC-Normung auf 12V am Motor schlicht ignoriert und einfach die gleichen Motoren und Getriebe wie das Haus Märklin verbaut - und im AC-Bereich eine höhere Spannung die Regel ist. Das man damit die DC-Kunden dauerhaft vergrault, spielt beim Schielen auf kurzfristige Synergieeffekte keine Rolle.
    Der TGV fällt hier wohl besonders negativ auf, in diversen Internetforen finden sich Beschwerden von Anwendern. Was also tun, um den Zug eine passende Geschwindigkeit zu verleihen?
    Anfragen bei Märklin/Trix nach Motortyp, Drehzahlen usw. blieben unbeantwortet oder wurden abgelehnt, auch bei den üblichen Umrüstern habe ich nichts gefunden.

    Ein möglicher Ansatz ist die Erhöhung der internen Bordspannung im Zug. Hierzu habe ich mir einen DC/DC Boost-Wandler auf Basis des LT1961 von Linear Technology gebaut.


    Die Gleisspannung wird gleichgerichtet und über die Spule L2 und C1 auf eine höhere interne Spannung gebracht - So wird aus 14V DCC dann eine Zugspannung zwischen Commom+ und GND von 18V. Der Leistungspfad muß entsprechend kräftig dimensioniert sein - es hängen da zwei Motoren und die Innenbeleuchtung dran. Die Spule braucht daher eine Sättigungsstromgrenze von mind. 1,8A.
    Diese Schaltung habe ich auf einer kleinen Platine mit 13 x 22mm aufgebaut und in den Motorwagen eingebaut.
    Damit wird der Zug dann auch schneller und das Innenlicht wird seinem Namen gerecht.

Decoder

    Eingesetzt wurde ein ESU Lokpilot 4.

Bilder