Grundlagen: Wie arbeitet die Technik

Wie arbeitet die Technik
Pro Baustein sind 16 Rückmeldeinformationen möglich. Über ein 6 poliges Buskabel sind alle Bausteine in einer Linie sowohl untereinander zu verbinden, als auch die Anbindung an die Zentrale herzustellen. Märklin führte eine (willkürliche) Begrenzung auf 31 Bausteine ein, an die sich die meisten Hersteller halten.

Prinzip des S88 Bussystem

Technisch handelt es sich um ein endlos langes Schieberegister. Es ist mit preiswerten CMOS Bausteinen aufgebaut. Je zwei Schieberegister vom Typ 4014 befinden sich in jedem Baustein. Vorgeschaltet sind Puffer (sogenannte Latches), die die eingehenden Rückmeldungen zwischenspeichern. Sie sorgen dafür, dass auch sehr kurze Impulse nicht verloren gehen und beim nächsten Lesevorgang erfasst werden. Vier Bausteine vom Typ 4044 sind dafür nötig. Daraus ergeben sich die 16 Eingänge. Durch hintereinander schalten weiterer Bausteine mittels eines S88 Buskabels verlängert sich das Schieberegister. Versorgt werden die Bausteine mit 5 Volt aus der Digitalzentrale.

Im Internet und der einschlägigen Elektronikliteratur gibt es zahlreiche Veröffentlichungen der Schaltpläne. Hier ist zum Verständnis lediglich die Verwendung des Buskabels beschrieben.

Pin	Verwendung
1 (Markiert)	Data
2	Masse
3	P/S
4	Takt
5	Reset
6	+5V

Bei einem Einlesezyklus wird zunächst durch Aktivierung des Pin 3 die an den Eingängen der Schieberegister vorhandenen Pegel übernommen. Nun wird über die Taktleitung Pin 4 eine Impulsfolge mit einer Frequenz von ca. 6 Khz geschickt. Mit jedem Taktimpuls erscheint an der Datenleitung Pin 1 ein neuer Pegel, angefangen vom ersten Anschluss des ersten Bausteines. Nach etwa 63 Millisekunden sind die Informationen aller 31 Bausteine von der Zentrale eingelesen. Durch einen abschließenden Löschimpuls an Pin 5 werden die Puffer gelöscht und sind dann bereit für neue Rückmeldeimpulse von der Anlage.

In den gängigen Digitalzentralen ist der Einlesevorgang von den Bausteinen zur Zentrale nahezu gleich. Zum Teil gibt es aber erhebliche Unterschiede in der Verarbeitung der Informationen und deren Weiterleitung zum PC.

Das Märklin System (Interface 6051) überträgt immer alle Rückmeldeinformationen zum PC, egal ob sie sich verändert haben oder nicht. Zusammen mit der relativ langsamen Übertragungsrate von 2.400 Bits pro Sekunde hat das dem S88 Bus den Ruf seiner angeblichen Langsamkeit eingetragen. Wie oben ersichtlich ist das aber falsch. Zum Teil waren die Softwareentwickler von PC- Steuerungen anfangs gar nicht in der Lage, effizient mit den angebotenen Informationen umzugehen.

Die Intellibox und das nahezu baugleiche TwinCenter lesen am S88 Bus, weil es schneller ist, nur die in der Zentrale eingestellte Menge an S88 Bausteinen ein. Außerdem speichern sie die Rückmeldeinformationen im System und übertragen nur die Änderungen an den PC. Dadurch wird das System effizienter und Rückmeldeinformationen gelangen zeitnahe an den PC.

Das HSI-88 von Littfinski Datentechnik ist ein reines Rückmelde- Lesesystem und besitzt drei S88 Busanschlüsse für insgesamt 31 Bausteine. Ähnlich wie die Intellibox oder das TwinCenter überträgt es nur Änderungen an den PC - macht dies aber spontan und ohne Zeitverzögerung. Es eignet sich besonders als Ergänzung zum „alten“ Märklin System; bei Verwendung einer Intellibox oder eines TwinCenters wäre es eigentlich unnötig, wenn diese Systeme intern mit dem gleichen Verfahren arbeiten würden.

Manche Digitalsysteme arbeiten mit einer wesentlich höheren Taktfrequenz. Dies ist unnötig, da am Standard S88 Bus bei voller Bestückung pro Sekunde 12 Lesezyklen gefahren werden können. Das ist mehr als ausreichend! Höhere Taktfrequenzen machen die Impulse kürzer; damit steigt allgemein die Störanfälligkeit des Bussystems.

Wichtig:

• Stellen Sie (falls einstellbar) die Anzahl der einzulesenden Bausteine am Digitalsystem ein. Vergessen Sie nicht, die Zahl der Bausteine bei Erweiterungen anzupassen.
• Stellen Sie beim HSI-88 die Anzahl der einzulesenden S88 Bausteine in der Software ein.

Übrigens liest Railware auch beim Märklin System nur die in den Gleisbildern konfigurierten Rückmeldebausteine ein. Es emuliert damit nahezu das intelligente Verhalten anderer Digitalsysteme in der Software.

Die Adressierung der Bausteine
Jeder Rückmeldeanschluss wird durch eine Bausteinnummer und die Anschlussnummer an diesem Baustein eindeutig identifiziert. Die Anschlussnummer an den Bausteinen ist mit den Nummern 1 bis 16 festgelegt.

In der Regel 16 Rückmeldeeingänge pro Baustein

Die Bausteinnummer ergibt sich aus der Reihenfolge des Busanschlusses und ist darum ebenfalls eindeutig. Der erste Baustein (dem Digitalsystem am nächsten) hat die Nummer 1, der zweite die Nummer 2 und so weiter.

Bausteinnummer ergibt sich aus Reihenfolge

Wenn innerhalb der S88 Kette ein neuer Baustein eingefügt wird, verändern sich die Nummern der Bausteine nach dem neuen Baustein. Eine Erweiterung des Bussystems um Rückmeldebausteine sollte darum, falls möglich, am Ende des S88 Busses erfolgen.

Besitzer des Märklin Systems beachten bitte, dass S88 Bausteine am Memory nicht vom PC ausgewertet werden können. Vielmehr müssen die Bausteine an das Interface 6051 angeschlossen werden. Sie sind dann zwar vom Memory nicht mehr zu verwenden, das wird aber wegen des PC Einsatzes eh arbeitslos. Bei Einsatz am Interface sind alle 16 Eingänge nutzbar.

Eine Besonderheit sind Bausteine mit nur 8 Eingängen. Insbesondere Rückmeldemodule mit integrierter Belegtmeldung, wie zum Beispiel das RM-GB 8 von LDT, haben aus Platzgründen nur 8 Eingänge. Durch Einfügen eines solchen Bausteins verschiebt sich die Adressierung auch nur um 8 Stellen. Dadurch stimmen die Bausteinnummern nicht mehr mit den physikalischen Bausteinen überein, da das Bussystem und die Digitalsysteme nur 16 fache Bausteine kennen und keinerlei Informationen über die Anzahl der Eingänge pro Baustein über den Bus transportiert werden können.

Verschiebung der Bausteinmummern durch "halbe" Bausteine

Am besten bauen sie Belegtmelde- Bausteine mit nur 8 Eingängen immer paarweise ein. Dann bilden immer zwei Bausteine ein "volles" S88 Modul. Alternativ kann man sich auch eine (Excel) Tabelle erstellen.

Überlegen Sie sich zu Beginn der Bauphase die Standorte und Anzahl aller benötigter S88 Bausteine und bauen Sie diese von Anfang an ein! Nachträgliche Änderungen der Reihenfolge oder der Einbau weiterer Bausteine sind meist mit Änderungen an der Software verbunden, was eine neue Fehlerquelle bedeutet.

Beschriften Sie mittels eines Aufklebers die S88 Bausteine mit ihren Bausteinnummern!

Die Kabel zwischen den Bausteinen
Märklin nennt 2 Meter als maximale Länge zwischen 2 Bausteinen. Tatsächlich gibt es bei Märklin (und auch bei anderen) nur 2 Meter lange Kabel. Zudem gibt es die Empfehlung, das S88 Kabel nicht parallel zu energieführenden Leitungen (Booster zu den Gleisen u.a.) zu legen.

Wenn Sie die folgenden Hinweise beachten, sollte das S88 Rückmeldesystem problemfrei arbeiten.

• Verlegen Sie S88 Kabel niemals parallel zu digitalen Versorgungsleitungen (Booster <> Gleise), Verbindungskabeln der Weichenantriebe (Weichendecoder <> Weichenantriebe) und anderen Wechselspannungsleitungen (z.B. für Beleuchtungen). Halten Sie einen Abstand von mindestens 20 cm ein!
• Verlegen Sie S88 Kabel niemals direkt unterhalb und parallel zu den Gleisen. Gleise sind wie digitale Versorgungsleitungen zu betrachten.
• Kein Verbindungskabel zwischen 2 Bausteinen sollte länger als 2 Meter sein.

Sind längere Verbindungskabel erforderlich, dann verwenden Sie abgeschirmte Kabel. Preiswert sind Netzwerkkabel (Cat5 bis 7) zu erhalten. Vergessen Sie nicht, die Abschirmung an die Masse der Module (Pin 2) anzuschließen.

Der Anschluss der Gleise an den Bausteinen erfolgt oft durch Schraubverbindungen oder kleine Stecker, an denen die Kabel angeschraubt werden. Durch den Schraubvorgang quetschen Sie einzelne Adern der Litze oder brechen sie gar ab. Oft führt dies erst nach einiger Zeit oder bei mehrfachem ab- und festschrauben zu einem Kabelbruch.

Verwenden Sie so genannte Aderendhülsen! Sie werden auf das abisolierte Kabelende aufgesteckt und gequetscht. Sie kosten nur wenig Geld und Arbeit, verhindern aber zuverlässig Aderbrüche und erlauben problemlos mehrere Schraubvorgänge.

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