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Sep 08, 2023

Gleisbusse für Digital Command Control Model Railroader

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Erfahren Sie, wie wichtig Gleisbusse für die digitale Befehlssteuerung sind

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Gleisbusse für digitale Befehlssteuerung: Anlagen, die für die Blocksteuerung mit Gleichstrom verkabelt sind, verfügen über mehrere isolierte Gleisabschnitte, sogenannte Blöcke. Jeder Block verfügt über einen elektrischen Schalter, der steuert, welche Gleichstromdrossel diesen Gleisabschnitt mit Strom versorgt. Theoretisch könnte eine DCC-Anlage (Digital Command Control) als ein großer Block verkabelt werden, wobei zwei Drähte den Strom direkt vom DCC-Booster zum Gleis speisen. Allerdings ist bei jeder Modelleisenbahn, die größer als eine Teststrecke ist, mehr Verkabelung erforderlich, wenn Sie möchten, dass Ihre Züge gut fahren.

Da DCC mehr als eine Lokomotive gleichzeitig antreiben kann, ist mehr Strom erforderlich, um durch die Schienen zu fließen, als bei der DC-Steuerung. Kleine DCC-Systeme verfügen normalerweise über Booster, die mindestens 3 Ampere liefern können. Größere Systeme können 5 Ampere liefern, und große Modelleisenbahnen verwenden Booster, die 10 Ampere liefern können. Bei DCC bleibt die Spannung konstant und jede Lokomotive nimmt so viel Strom auf, wie sie gerade benötigt. Ein Zug, der eine Steigung hinauffährt, verbraucht mehr Strom als eine allein fahrende Lokomotive auf ebener Strecke. Lokomotiven in größeren Maßstäben verbrauchen mehr Strom als solche in kleineren Maßstäben. Der DCC-Booster liefert die Summe des gesamten Stroms für jede Lokomotive. Eine mittelgroße HO-Anlage mit nur wenigen Zügen mit jeweils drei Lokomotiven kann annähernd die Kapazität eines einzelnen 5-Ampere-Boosters erreichen.

Wie bringt man also den Strom zu den Zügen? Neusilberschienen sind ein schlechter Stromleiter und wirken wie ein Widerstand. Je länger die Schiene ist, desto mehr Widerstand gibt es. Nach dem Ohmschen Gesetz ist der Spannungsabfall vom Booster zur Lokomotive umso größer, je mehr Strom durch einen Widerstand fließt.

Ich habe ein Stück einer Neusilberschiene mit Code 83 gemessen und festgestellt, dass der Spannungsabfall 0,057 Ω pro Fuß betrug. Das hört sich nicht nach viel an, summiert sich aber bei allem anderen als dem kleinsten Layout schnell. Bei vollen 5 Ampere kann ein an einem Ende gespeistes 3-Fuß-Flextrack-Stück einen Spannungsabfall von 1,7 Volt am anderen Ende verursachen. Wie? Denn der Strom muss einen Meter eine Schiene hinunterfließen, durch die Lokomotive fließen und auf der anderen Schiene einen Meter hinunter zurückfließen. Stellen Sie sich vor, wie es auf der anderen Seite einer großen Modelleisenbahn wäre.

Die Versorgung einer Anlage mit nur zwei Drähten kann nicht nur die Leistung der Lokomotive beeinträchtigen, sondern auch destruktiv sein. Da DCC-Booster mehr Strom liefern können als eine typische Gleichstromdrossel, sind sie mit internen Leistungsschaltern ausgestattet, die auslösen und den Strom von den Schienen trennen, wenn ein Kurzschluss auftritt. Bei unsachgemäßer Verkabelung kann der Spannungsabfall über die Schienen so groß sein, dass der Booster einen Kurzschluss nicht erkennen kann. Die volle Stromkapazität des Boosters, die durch die Ursache des Kurzschlusses fließt, kann so zerstörerisch sein, dass ein LKW-Rahmen aus Messing zum Schmelzen kommt.

Glücklicherweise hat Kupferdraht einen viel geringeren Widerstand als Neusilberschienen. Die Lösung für das Problem des Spannungsabfalls besteht darin, einen Gleisbus aus dickem Kupferdraht unter der Anlage zu verlegen, etwa parallel zum Gleis, und kleinere Gleiszuleitungen vom Bus zu den Schienen. Die Größe des benötigten Kabels hängt von der Länge der Leitung und der Kapazität Ihres Boosters ab. Es gibt keinen festgelegten maximalen Spannungsabfall, der akzeptabel ist, aber er muss niedrig genug sein, damit der Leistungsschalter des Boosters auslöst, wenn ein Kurzschluss auftritt.

Jeder DCC-Hersteller hat unterschiedliche Empfehlungen für akzeptable Kabelgrößen und Kabellängen. Verschiedene Booster können Kurzschlüsse bei unterschiedlichem Spannungsabfall erkennen. Es ist wichtig, dass die Verkabelung den Stromausgang des Boosters verarbeiten kann und dass der Leistungsschalter des Boosters auslöst.

Für Booster, die 5 Ampere und weniger liefern, ist 14 AWG für Strecken von weniger als 30 Fuß in Ordnung. Wenn Sie einen längeren oder größeren Booster haben, sollten Sie die Verwendung von 12 AWG oder größer in Betracht ziehen. Sie können den schlimmsten Spannungsabfall ermitteln, indem Sie den Kabelwiderstand mit der vollen Stromkapazität Ihres Boosters multiplizieren. Dafür gibt es online unter www.cirris.com/testing/resistance/wire.html einen praktischen Rechner. Geben Sie die Länge der Leitung und die Größe des Buskabels ein, um den Kabelwiderstand zu bestimmen. Denken Sie daran, den Wert zu verdoppeln, um die Spannung zur Lokomotive und zur Rückleitung zu berücksichtigen.

Es gibt eine Debatte darüber, ob Massiv- oder Litzendraht für Schienenbusse besser ist. Beides wird funktionieren. Bei der digitalen Befehlssteuerung handelt es sich um eine Wechselstromwellenform, sodass der Skin-Effekt (Wechselstrom fließt nur durch die äußere Schicht eines Leiters) zu einem etwas größeren Spannungsabfall im Massivdraht führt, der jedoch nicht ausreicht, um einen Unterschied zu machen.

Es ist wichtig, Ihre Buskabel farblich zu kennzeichnen, um sicherzustellen, dass im gesamten Layout dasselbe Buskabel zur gleichen Schiene führt. Ich verwende Rot für eine Schiene und Schwarz für die andere Schiene. Vom Gleisbus leiten Gleisabzweige kleinerer Spurweite den Strom zur Schiene. Ich verwende 22AWG auf meiner HO-Anlage. Dies wäre für eine Modelleisenbahn im N-Maßstab unpraktisch. Bei kurzen Strecken zwischen Bus und Schiene ist die Spurweite des Gleisanschlusses nicht so wichtig wie die Spurweite des Busses. Wichtig ist ein guter elektrischer und mechanischer Kontakt zur Schiene.

Neusilberschienen sind ein schlechter Leiter, Schienenverbinder sind jedoch schlechter. Mit der Zeit lösen sie sich und die Schiene oxidiert. Es ist eine gute Idee, für jedes Schienenstück Abzweige zu verwenden und die Schienenverbindungen an den kurzen Schienenabschnitten zu löten.

Digital Command Control-Signale sind Rechteckwellen und erzeugen daher bei allen möglichen Frequenzen viel Rauschen. Dies kann zu Störungen bei einer Reihe elektronischer Geräte führen, einschließlich Ihrer DCC-Drosselklappen über den DCC-Kabinenbus. Obwohl dies keine feste Regel ist, sollte der Schienenbus etwa einen Fuß vom Taxibus entfernt sein.

Eine andere Möglichkeit, Störungen zu reduzieren, besteht darin, den Bus etwa pro Fuß ein paar Mal zu verdrehen. Verdrehen Sie den Bus nicht so stark, dass es schwierig wird, die Zuleitungen anzubringen. Das Verdrehen des Busses hat auch den Effekt, dass die DCC-Signaltreue erhöht wird. Am Ende langer Busse kann die Rechteckwelle des DCC-Signals verzerrt werden und eine übermäßige Spannung verursachen, die möglicherweise einen Decoder beschädigen könnte. NCE Corp. schlägt vor, am Ende eines langen Busses einen Dämpfer anzubringen. Digitrax rät von der Verwendung eines Snubbers in seinem System ab.

Testen Sie Ihre Arbeit beim Verkabeln Ihrer Anlage regelmäßig, indem Sie die Schienen an verschiedenen Stellen kurzschließen. Ihr DCC-Booster sollte abschalten. Ist dies nicht der Fall, prüfen Sie, ob genügend Gleiszubringer vorhanden sind. Die Aufteilung Ihres Gleisbusses (und des darüber liegenden Gleises) in elektrisch isolierte Abschnitte, die von zusätzlichen Boostern gespeist oder durch DCC-Leistungsschalter geschützt werden, erleichtert die Diagnose von Kurzschlüssen.