Warum eine einheitliche Signalansteuerung?
Es kommt immer wieder vor, daß auf Treffen bestimmte Betriebsstellen mit anderen kombiniert werden, wie beispielsweise Abzweige mit Bahnhöfen oder Blockstellen. Da die diversen Betriebsstellen oftmals stark unterschiedliche Ansteuerungen der Signale haben, endete das meistens darin, daß provisorisch Verlängerungskabel für die einzelnen Stellwerke angefertigt wurden. Abhängigkeiten konnten so aber nicht hergestellt werden.
Die für die Signalisierung bei der DR typischen Hl-Signale konnten bisher auch nicht vernünftig angesteuert werden. Im Gegensatz zu Formsignalen, wo Haupt- und Vorsignal getrennte Signale sind, sind hier beide in einem Schirm vereinigt. Damit ist eine Verbindung zum folgenden Signal für eine korrekte Ansteuerung zwingend notwendig.
Vor einiger Zeit haben diverse FREMO-Mitglieder über das Thema diskutiert. Herausgekommen ist dabei eine Beschaltung, die sich leider nicht an den zu signalisierenden Begriffen orientierte, sondern an der direkten Ansteuerung der Signalantriebe, bzw. Signallaternen. Damit ist die Umsetzung dieser Norm zwar für DB Epoche 3 mit den damals üblichen Formsignalen, bzw. Lichtsignalen recht simpel gelöst. Für andere Epochen (Ks-Signale) oder Staatsbahnen, wie die DR, NS oder NSB (wir haben auch Mitglieder aus den Niederlanden und Norwegen) wird es dafür dann deutlich komplizierter. Auch ist die technische Umsetzung nur bedingt tauglich. Der Entwurf ist hier zu finden: http://www.nord-com.net/stefan.bormann/fremo/esig/index.html
Wie funktioniert unsere Ansteuerung?
Der Entwurf von Martin Balser und mir wurde in der Form erstellt, daß zuerst überlegt wurde, welche Begriffe übermittelt werden müssen. Mit Begriffen meinen wir hier weniger die am signal angezeigten Bilder, als vielmehr die Fahrerlaubnis und die Geschwindigkeitsstufen. Erst nach der Orientierung am Vorbild kam die Umsetzung auf die Modellbahnverhältnisse.
Bei unserem Entwurf wird davon ausgegangen, daß dem Signal eine Versorgungsspannung vom Bahnhof zur Verfügung gestellt wird. Hier wurde bewußt 16V~ genommen, da damit alle Möglichkeiten offen sind. Für diese Spannung sind auch keine speziellen Netzgeräte erfprderlich. Der normale Modellbahntrafo reicht. Es können damit am Signal sowohl Gleichspannungen von 1,1V...ca. 20V erzeugt werden, als auch durch entsprechende Gleichrichtung +/- Spannungen bis jeweils ca. 10V. Die Erzeugung der Spannung erfolgt dabei über normale Spannungsregler der 78XX-Serie, bzw. LM317. Schwer erhältliche 10W-Leistungs-Z-Dioden oder ein doppelter Aufbau für beide Signalstellungen sind nicht nötig. Für sämtliche Signalbilder wird nur eine Stabilisierung benötigt.
Bei der von uns favorisierten Ansteuerung über Halbwellen ist ein direkter Anschluß von Signalen nicht vorgesehen. Es ist nötig, daß ein Relais oder Optokoppler verwendet wird. Wir gehen davon aus, daß der Großteil der Formsignale entweder über einen Motorantrieb verfügt, der eine stabilisierte Spannung benötigt, bzw. daß die Signale einen Antrieb mit Memorydraht haben. Die Verwendung von Magnetantrieben mit Endabschaltung (Viessmann) ist über eine entsprechende Anschaltung aber auch möglich.
Die Ansteuerung von Lichtsignalen des Hl-Systems ist grundsätzlich recht aufwendig, da einige Geschwindigkeitsstufen durch Blinken bestimmter Signallaternen dargestellt werden. Für die Ansteuerung dieser Signale kann ein Microcontroller zur Anwendung kommen, da der diskrete Aufbau der Schaltung zu aufwendig und teuer ist, sofern zu viele unterschiedliche Signalbilder zur Anwendung kommen.
Für welche Signalsysteme ist die Ansteuerung gedacht?
Die Ansteuerung soll sowohl Formsignale, als auch Lichtsignale der Hl-, bzw. EZMG-Form und die Lichtsignale alter Bauart der DR unterstützen. EZMG-Signale sind prinzipiell Hl-Signale, aber es sind nur ausgewählte für Nebenbahnen übliche Signalbegriffe darstellbar. Es ist also vorrangig ein Ansteuerung, die auf die Belange der DR, bzw. anderer Mitgliedsbahnen der OSShD ausgerichtet ist, wo deutlich mehr Signalbegriffe als bei der DB üblich sind.
Als "Abfallprodukt" ergibt sich daraus, daß DB-Formsignale und DB-Lichtsignale ebenfalls angesteuert werden können. Theoretisch müßte es auch möglich sein Ks-Signale, Sv-Signale und Sk-Signale anzusteuern. Die Ansteuerung von Form- und Lichtsignalen der NS oder NSB ist ebenfalls recht einfach möglich, da ausreichend Geschwindigkeitsstufen zur Verfügung stehen.
Grundsätzliches zum Hl-Signalsystem der DR
Bei der DB wird ein Signalsystem verwendet, das Haupt- und Vorsignale, sowie Geschwindigkeitsanzeiger mit Ziffern kennt. Es wird auch immer nur ein Abschnitt abgesichert. Bei den Lichtsignalen der DR wird dieses System vereinzelt auch noch verwendet, wie in Magdeburg Hbf. Es handelt sich hier um relativ alte Lichtsignale. Die Signalbegriffe hierfür sind denen der DB, bzw. den Nachtzeichen der Formsignale recht ähnlich.
Die DR verwendet bei dem Hl-System eine komplett andere Signalisierung. Hier ist es möglich sowohl einen, als auch zwei Abschnitte abzusichern. Im Hl-Signal findet sich daher im oberen Teil des Signalschirms das "Vorsignal" und unten das "Hauptsignal". Über zusätzliche gelbe oder grüne Lichtstreifen und das Blinken der Signallampen ist es möglich, daß unterschiedliche Geschwindigkeiten signalsiert werden.
Im Prinzip gibt es beim Hl-Signalsystem fünf Begriffe am "Hauptsignal",
bzw. vier am "Vorsignal":
| Geschwindigkeit | Signalbild des Hauptsignalteils | zu erwartende Geschwindigkeit | Signalbild des Vorsignalteils |
| Vmax | grün | Vmax | grün |
| 100km/h | gelb + grüner Lichtstreifen | 100km/h | |
| 60km/h | gelb + gelber Lichtstreifen | 60km/h | |
| 40km/h | gelb | 40km/h | |
| Halt | rot | Halt | gelb |
Insgesamt ergibt das 17 sinnvolle Kombinationen von Hl1..Hl13. Die Unterscheidung zwischen 40km/h erwarten und 60km/h erwarten ist nicht möglich.
Das EZMG-Signalsystem zeigt die gleichen Begriffe, wie das Hl-System an. Es sind allerdings keine Lichtstreifen möglich, sodaß statt den Begriffen für 100km/h und 60km/h nur 40km/h signaliert wird. Da dieses aus der UdSSR importierte Signalsystem nur auf Nebenbahnen in der DDR angewendet wird, ist der Verzicht auf diese Begriffe nicht sonderlich störend.
Weitere Infos zum Hl-Signalsystem gibt es auf den Seiten von www.stellwerke.de:
http://www.stellwerke.de/signal/deutsch/hl.html
Ursprünglich hatte wir die Idee, die Signalbegriffe über eine Leitung mit Halbwellen zu übertragen. Das geht bei fünf Begriffen natürlich nicht mehr, da nur vier Zustände möglich sind. Ersatzweise planten wir, daß eine Leitung den Fahrt- bzw. Haltbegriff übermittelt und eine zweite Leitung die Geschwindigkeit. Dazu kommt noch 16V Wechselspannung, wovon ein Pol den Rückleiter fuer die beiden ersten Leitungen darstellt. So war es möglich in der einfachsten Version mit vier Adern auszukommen.
In der Praxis hat sich aber gezeigt, daß es sinnvoller ist die
Leitungen anders zu belegen. Weil ohnehin eine Decodierung mit einem Minimum
an Elektronik notwendig ist, hat Martin Balser die Zuordnung so optimiert,
daß der Decodierungsaufwand für Hl-Signal minimiert wird.
Da fast jeder Bahnhof über eine 16V-Wechselspannungsversorgung verfügt, dürfte die Erzeugung der Halbwellenspannung kein Problem darstellen. Am Signal kann die Decodierung auch recht einfach mit Dioden und Relais oder Optokopplern erfolgen. Das System enthält auch Signale, die wir vorerst nicht brauchen werden. Trotzdem haben wir sie als Option aufgenommen. Es einfacher jetzt diese Dinge zu berücksichtigen, als später an der Ansteuerung herumzubasteln, weil bestimmte Dinge dazu gekommen sind. Die Rangiersignale haben wir auch mit aufgenommen, weil es bei Neubauten sinnvoll ist, für Ein- und Ausfahrsignale die gleiche Ansteuerung zu verwenden, um steckbare Signale freizügig tauschen zu können.
Etwas problematisch ist, daß Hl-Signale sowohl die Signalisierung für einen Abschnitt oder auch zwei Abschnitte darstellen können. Damit ist gemeint, daß ein Ausfahrsignal beispielsweise "Fahrt mit Vmax am nächsten Signal" anzeigen kann, obwohl das nächste Hauptsignal vielleicht Hl13 zeigt. Ist das nächste Signal nun aber ein einzeln stehendes Vorsignal, so macht diese auf den ersten Blick unlogische Signalisierung doch Sinn macht. Am Vorsignal (nächstes Signal!) darf man schließlich mit Vmax vorbeifahren. Erst dort erfährt man, daß das Hauptsignal Hl13 (Halt) zeigt...
Dieses Problem muß noch gelöst werden. Ein Ansatz dazu wäre, daß auch zwischen den Bahnhöfen Leitungen verlegt werden. Dann könnte man durch eine geschickte Beschaltung erreichen, daß erkannt wird, ob das nächste Signal ein Haupt- oder Vorsignal ist. Wichtig ist hierbei, daß eine Potentialtrennung erfolgt, um sicherzustellen, daß die Wechselspannungsquellen nicht parallel geschaltet werden.
Spannungsquelle ist der übliche Modellbahntrafo mit 14-16 VAC. Die 16V Wechselspannung dienen dazu die für die Antriebe, bzw. Lampen nötigen Spannungen zu erzeugen. Mit + bzw. - ist die positive oder negative Halbwelle gemeint. +/- bedeutet Wechselspannung.
Der 8polige RJ-45 Stecker ist wie folgt belegt:
| Ader | übermittelter Signalbegriff der jeweiligen Leitung |
| 1 blau | frei (später Rückmeldung) |
| 2 orange | + Langsamfahrt, - Geschwindigkeitsanzeiger 80km/h oder 100km/h |
| 3 schwarz | + Fahrt mit Vmax, - Geschwindigkeitsanzeiger 60km/h |
| 4 rot | 16 V AC |
| 5 grün | Masse |
| 6 gelb | + Halt!, - Ersatzsignal |
| 7 braun | + Rangiererlaubnis, - Geschwindigkeitsanzeiger 30km/h |
| 8 weiß | frei (später Zugeinwirkung) |
Bild 1: Zuordnung der Farben und Pins (Ansicht auf die Öffnung der Buchse)
Damit ergeben sich in der Kombination der Leitungen die folgenden oft
verwendeten Signalbegriffe:
| Leitung 2 | Leitung 3 | Leitung 6 | Leitung 7 | am Signal angezeigter Begriff |
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Halt | |||
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Halt + Ersatzsignal | |||
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Halt + Rangiererlaubnis | ||
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Halt + Formsignal Zs3(3) bzw. Zs106 gezogen | ||
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Langsamfahrt 30 km/h bzw. Frühhalt (Stumpfgleis) | ||
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Langsamfahrt 40 km/h | |||
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Langsamfahrt 60 km/h | ||
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Langsamfahrt 80 km/h bzw. 100 km/h | ||
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Fahrt Vmax | |||
| Notrot (optional) |
Leitungen ohne Eintrag der Polarität sind spannungsfrei.
Derzeit sind Gleiswechsel-, Richtungsanzeiger, sowie das Falschfahrauftragsignal noch nicht in den Leitungen enthalten, da diese bei unseren Verhältnissen relativ selten sind.
Denkbar wäre entsprechend unseres ersten Entwurfes diese Signal wie folgt anzusteuern:
Leitung A (optional)
Welches Stecksystem wird verwendet?
Zum Einsatz kommen 8polige Western-Steckverbindungen.
Anschaltung bestimmter Signale
Derzeit sind liegen noch keine Schaltpläne in elektronischer Form vor.Gibt es schon Betriebsstellen, die diese Ansteuerung verwenden?
Für den Abzw. Voßbergen, sowie den Bf Storkow gibt es Möglichkeiten diese Ansteuerung einzusetzen. Bei meinem im Bau befindlichen Bahnhof Mühlenroda werden EZMG-Signale eingebaut, die ebenfalls nach dieser Art angesteuert werden.
Die Blockstelle Wutha hat Hl-Signale. Da diese Blockstelle auch schon mehrfach zusammen mit Abzweigstellen anderer Modulbesitzer eingesetzt wurde, wird die Anschaltung der Signale auf dieses System umgebaut, um den Anschluß zu erleichtern.
Denkbar wäre es auch diese Elektrik bei den Signalschächten der Bauart "Wattenscheid" zu verwenden, die in zahlreichen Streckenmodulen eingebaut sind.
http://www.astu.de/fremo/wattens/wattens.html
http://www.hauptbahn.de/Wattenscheider/index.htm
Autoren dieser Seite: Armin Mühl, Martin Balser