Info : Demo T4T-Kupplung und Zugbus

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1 Demo T4T-Kupplung und Zugbus Interview von Richard Bätscher mit Herr Giesen anlässlich der VSDM-Infoveranstaltung vom in Wiesendangen. Frage: Herr Giesen: Kupplungen sind an jedem Modell-Eisenbahn Wagen schon beim Kauf angebracht. Wozu noch das Kupplungssystem T4T? Selbstverständlich hat jedes Fahrzeug eine Kupplung, i.d.r. eine Hakenkupplung (ohne Berücksichtigung von anderen Ländern, z.b. USA), aber auch andere Sonderbauformen wie Scharfenberg etc. sind gebräuchlich. Blicken wir als Modellbahner auf das Thema, treten andere Aspekte als im Vorbild in den Vordergrund. Erfüllt die Hakenkupplung des Vorbilds ausschließlich die Funktion der mechanischen Verbindung zweier Fahrzeuge mit der Notwendigkeit der manuellen Bedienung durch das Rangierpersonal, so erwartet der Modellbahner zumindest das automatische Ankuppeln. Schon hier trennen sich die Wege zwischen Modellbahn und Vorbild. Je weiter der Modellbahner sein Hobby professionalisiert, desto höher werden seine Anforderungen. Die Volumenindustrie rüstet alle Fahrzeuge mit mehr oder weniger gleichen Hakenkupplungen aus. Schon aus Kostengründen ist nicht mehr gewollt. Der Modellbahner wird in sein Schicksal entlassen, wenn er die folgenden Fragen beantwortet haben möchte: Wie trenne ich zwei Modellfahrzeuge? Wie beleuchte ich meine Modellfahrzeuge? Wie realisiere ich einen Schubbetrieb mehrerer Lokomotiven in einem Zugverband? Wie beeinflusse ich das Fahrverhalten der Lokomotive(n) in Abhängigkeit von der Zuglast, also der Menge und Art der angekoppelten Waggons? Integriere ich akustische Abläufe, die aus den angekoppelten Waggons entstehen, automatisch in das Fahrgeschehen? Können Informationen aus dem Zug anderen Modellbahnkomponenten wie dem PC zur Verfügung gestellt werden? Alle voranstehenden Fragen werden mit den vorhandenen, mechanischen Kupplungssysteme nicht beantwortet. Werden die Fragen vor der Konstruktion einer Modellbahnkupplung gestellt und steht die Lösung der Aufgabe vor dem rein kaufmännischen Aspekt, dann wird die Entwicklung einer neuen Kupplung unausweichlich. Das war der Kristallisationspunkt, an dem sich die Entwicklung der TC-H0 ankoppelte. Alle oben gestellten Fragen müssen im Zusammenspiel mit der notwendigen Elektronik, was wir nachher TCCS (TrainCoupling&CommunicationSystem) genannt haben, sinnvoll beantwortet werden. Werden nur Teile der Fragen beantwortet, erhalten wir das im Markt bekannte Flickwerk diverser partikularer Lösungen. Frage: Um elektrisch zu kuppeln, benötigt somit jede Kupplung einen Stromanschluss. Woher kommt der Strom? Ich darf die Frage zunächst sinnvoll erweitern. Soll ein Modellfahrzeug eigene Aktivitäten durchführen, so benötigt dieses Fahrzeug elektrische Energie. Es gibt zwei Möglichkeiten, diese sinnvoll zu besorgen. Das Wörtchen sinnvoll will Lösungen, die nicht dauerhaft und wartungsfrei funktionieren, wie z.b. Batterien ausschließen. Die Möglichkeit 1 wäre der Gleisanschluss für alle Fahrzeuge, die Möglichkeit 2 kann durch eine stromführende Kupplung realisiert werden. Gegen Möglichkeit 1 spricht klar das Mittelleitersystem und die schwierige und unzuverlässige Stromabnahme bei den überwiegend 2-achsigen Fahrzeugen. Daher haben wir uns für die Möglichkeit 2 entschieden. Ausgabe: Seite 1 / 7

2 Die Frage wäre damit: Um Fahrzeuge elektrisch zu kuppeln bzw. um Fahrzeuge mit Aktivitäten aufzuwerten, benötigt jedes Fahrzeug einen Stromanschluss. Woher kommt der Strom? Die Antwort ist im Grunde schon gegeben. Jede Lokomotive hat ohnehin einen Stromanschluss. Diese Energie muss lediglich (was nicht einfach heißt!) in die Fahrzeuge transportiert werden. Damit ist die Forderung an die Kupplung klar. Sie muss automatisch an und Abkuppeln UND stromführend sein. Frage: T4T holt den Strom für die angehängten Wagen von der Lokomotive. Dort ist bei Digital-Lokomotiven bereits ein Decoder eingebaut. Somit könnte doch dieser Decoder den Strom liefern? Theoretisch ist die Annahme richtig, praktisch jedoch nicht realisierbar. Alle Lokomotiv-Decoder sind darauf ausgelegt, dass sie nur den Motor und die Beleuchtung ansteuern. Sie verfügen über keine Technik, Energie anderen Fahrzeugen im Verband zukommen zu lassen. Das schon oben erwähnte TCCS stellt technisch betrachtet ein Bussystem dar. Unser Lokomotiv-Decoder LD-1x hat neben den bekannten Funktionen eben auch die Fähigkeit, Energie anderen Teilnehmern zukommen zu lassen. Der Transportweg ist die TC-H0. Aber auch das ist nur ein Aspekt. Werden die nachstehenden Fragen nicht sinnvoll beantwortet, dann haben wir wieder nur eine Teillösung erreicht. Wie kann ein an die Lokomotive angekoppelter Zug sinnvoll bedient werden? Doch sicher nicht über Digitaladressen! Wie können mehrere Lokomotiven im Zugverband miteinander kommunizieren, z.b. zur Beleuchtung des Verbandes? Wie kann die aus dem Vorbild bekannte Mehrfachtraktion realisiert werden? Frage: Wie weiß der T4T Decoder in der Lokomotive, dass ich z.b. den dritten Wagen abhängen möchte? Eine zentrale Frage, die das TCCS beantwortet, ist neben den elektrischen Eigenschaften eines Zugbusses die nach der Einbindung der Fahrzeuge in die Bedienstruktur einer Modelleisenbahn, die sowohl manuell als auch per Software gesteuert werden soll. Jeder Modellbahner antwortet auf die Frage zunächst mit der Bemerkung Dann hat doch jeder Waggon eine Digitaladresse! Diese Antwort ist falsch! Würde TCCS so funktionieren, dann wäre eine Bahn unbedienbar. Der Vergleich mit dem Hütchenspiel liegt nahe. Rangieren wir 3 gleiche Güterwagen längere Zeit hin und her, dann wissen wir nach kurzer Zeit nicht mehr, welcher Waggon welche Adresse hat. Wissen wir das nicht mehr, können wir ihn auch nicht mehr bedienen, z.b. Abkuppeln. TCCS geht einen anderen Weg. Jeder Waggon erhält von der Lokomotive, bei mehreren Lokomotiven im Verband von der zugführenden Lokomotive, eine temporäre Positionsnummer. Anders ausgedrückt erhält der erste Waggon hinter der Lokomotive die Positionsnummer 1, der nächste die 2 usw. Diese Nummerierung führt die Lokomotive immer dann automatisch aus, wenn ein neues Fahrzeug in den Verband aufgenommen wird. Je Fahrzeugseite können50 Fahrzeuge angekuppelt und verwaltet werden. Das reicht selbst für große Schauanlagen. Nach diesem Vorgang, den wir Identifizierung mittels TCCS nennen, sieht die Lokomotive den Zugverband genau so, wie der auf den Zug schauende Modellbahner. Wie steuert der Modellbahner nun den erwähnten dritten Waggon an? Das DCC-Protokoll stellt für alle heute gebräuchlichen Zentralen zwei verschiedene Verfahren zur Verfügung. Das Abkuppeln von Fahrzeugen hinter der Lokomotive (klassische Telex-Funktion) funktioniert über eine Funktionstaste. Sind auf beiden Seiten Waggons angekuppelt, wird zusätzlich die Fahrtrichtung ausgewertet. Zusätzlich steht eine weitere Taste zur Verfügung, die den letzten Waggon abkuppelt, egal wie lang der Zug ist. Befindet sich der dritte Waggon in einem längeren Verband, er ist also nicht der letzte Waggon, dann wird dieser Waggon über eine zweite DCC-Adresse in Verbindung mit der Fahrstufenanzeige erreicht. Der Befehl lautet dann: Zweite Lokomotive-Adresse, Fahrstufe 3 einstellen und F1 betätigen. Die zweite Möglichkeit wird derzeit von allen Uhlenbroch-Zentralen und von Digitrax sowie Rautenhaus angeboten. Sie läuft unter dem Stichwort Binary States und kann vom Nutzer einer solchen Zentrale im Handbuch zum LD-1x nachgelesen werden. Ausgabe: Seite 2 / 7

3 Frage: Dieser dritte Wagen wird nun von einer Rangier-Lokomotive abgeholt. Er ist direkt hinter der Rangier- Lok. Nun misst der Decoder den Strom. Wie macht er das und wie gross ist das entsprechende Bauteil auf dem Decoder? Ist diese Messung zuverlässig? Diese Frage ist leichter gestellt als beantwortet. TCCS wird nicht durch ein paar Bauteile ermöglicht. TCCS ist das Zusammenspiel von CPU, Leistungskomponenten, Messkreisen und sehr viel Software. Im Grunde verändert jeder Waggon im Zugverband die elektrischen Eigenschaften des Zugbusses. Die Leistung der Ingenieure besteht nun darin, eine Vielzahl von Messwerten so zusammen zu führen, dass daraus sicher und sehr zuverlässig die Reihenfolge aller Fahrzeuge eines Verbandes festgelegt werden kann. Seit der Markteinführung in 2010 (IMA Köln) sind diese Algorithmen immer wieder verbessert worden und gelten heute als ausgereift. Wird beispeilsweise ein Zug bestehend aus Lokomotive und 10 Güterwaggons angekuppelt, werden insgesamt ca Messwerte bewertet und gesichtet. Die Daten die sowohl aus der Lokomotive als auch aus den Waggons kommen werden in der CPU des LD- 1x gesammelt und verarbeitet. Frage: Bis jetzt haben wir noch nicht unterschieden zwischen Personenwagen und Güterwagen. Beim Personenwagen möchte ich gerne Licht einbauen, beim Güterwagen entfällt das aber. Wie erkennt T4T, dass ein Güter- resp. Personenwagen angekoppelt ist? Schon bei der voranstehenden Frage wird klar, dass jeder Waggon eine elektronische Einheit besitzen muss, die mit dem Lokomotiv-Decoder kommuniziert. Bzgl. der grundlegenden TCCS-Funktionen ist jeder Decoder, ob für eine Lokomotive oder für einen Waggon eingebaut gleich. Man bedenke nur, dass in einem Verband nicht nur eine Lokomotive, sondern weitere eingestellt wurden. Nur eine Lokomotive kann zugführend sein. Daraus folgt schon, dass ein LD-1x auch Waggon-Decoder-Funktionen mit TCCS wahrnehmen können muss. Wir unterscheiden neben den verschiedenen Lokomotiv-Decodern der LD-1x Klasse (das x steht für die verschiedenen Steckverbindungstypen nach den NEM-Normen (MTC/PLUX/8-polig/6-polig)) grundsätzlich Güterwaggons und Personenwaggons. Letztere sind eigentlich Güterwaggon-Decoder in unserer Lichtleiste integriert. Damit ist jeder Personenwaggon auch beleuchtbar, aber nicht nur mit dem Innenlicht, sondern auch mit Schlusslichtern und Steuerwagenlichtern. Diese Bausteine nennen wir WD-PWxxx (xxx steht hier für verschiedenen Längen). Bei den einfacheren Güterwaggon-Decodern WD-GWx (x steht hier für die Anzahl der Funktionsausgänge) entfällt diese Lichtleistenfunktion. Vorhandene Lichtleisten können aber auch hier an die Ausgänge des WD-GWx angeschlossen werden. Auch die Schlusslichtfunktionen stellt der WD-GWx zur Verfügung. Um zur Ausgangsfrage zurück zu kommen. Über TCCS werden die Informationen, was für ein Waggontyp an einer bestimmten Position steht, eingesammelt und dem Lokomotiv-Decoder zur Verfügung gestellt. Frage: Bei einem gedeckten Güterwagen und einem Personenwagen kann man den Decoder im Innern des Wagens verstecken. Aber ein Decoder auf einem Flach- oder Rungenwagen ist ein Decoder doch keine schöne Fracht. Das ist doch störend? Jede Elektronik braucht leider einen Platz. Daher bieten wir für solche Fahrzeuge, die oben offen sind, ultra flache Bausteine an. Diese Bausteine heißen WD-GWF4 und sind nur 2mm dick. Sie können beim offenen Waggon entweder unter das Fahrzeug gebaut werden oder in einem doppelten Boden verschwinden. Ausgabe: Seite 3 / 7

4 Frage: Jeder Zug hat ein Schlusslicht, es leuchtet aber nur logischerweise am letzten Wagen. Ist das bei T4T auch der Fall? Zuvor schon erwähnt wurde, dass TCCS die Reihenfolge eines Zugverbandes automatisch erkennen kann. Daraus folgt sofort, dass ein Waggon auch als letzter erkannt wird. Nichts liegt näher, als genau bei diesem Waggon auch die Schlusslichter einzuschalten. Mit dieser Funktion können dann alle Fahrzeuge mit geeigneten Lichtsignalen ausgerüstet werden. TCCS sorgt dann automatisch dafür, dass das richtige Licht leuchtet. Frage: Im aktuellen Zugbetrieb werden häufig lokomotivlose Züge eingesetzt, die zu mehreren Teilen zusammengekuppelt verkehren und allenfalls an einem Bahnhof getrennt weiterfahren. Nun haben die realen Bahnen entsprechende Beleuchtungsschematas. Können diese mit T4T nachgebildet werden und falls ja, wie ist das gelöst? DIESE FRAGE VERSTEHE ICH NICHT. MEINEN SIE TRIEBWAGENZÜGE? Frage: Ist nebst den speziellen Decodern in den Loks und Wagen auch noch eine spezielle Zentrale von T4T nötig, um die spezifischen Funktionen dieses Systems schalten zu können? TCCS ist so angelegt, das es mit jeder handelsüblichen DCC-fähigen Zentrale gesteuert werden kann. Damit jeder Modellbahner bzgl. seiner Zentrale nachschauen kann, ob diese schon durch T4T geprüft wurde, gibt es auf der T4T WEB-Seite eine Weißliste geprüfter Zentralen. Das gleiche gilt für die Kompatibilität zu den handelsüblichen Software- Systemen. Frage: In den USA werden sehr lange Güterzüge gefahren. Welche Einschränkungen hat der USA- Modellbahner durch T4T? Derzeit ist TCCS auf 50 Waggons pro Lokomotiv-Seite beschränkt. Die theoretische Grenze liegt jedoch bei 126 Fahrzeugen pro Seite. Da derzeit keine Nutzer bekannt sind, die mehr als 50 Waggons pro Lokomotiv-Seite benötigen, haben wir diese Einschränkung nicht aufgehoben. Frage: Die Rhätische Bahn als Beispiel fährt gemischte Güter-Personenzüge. Kann das auch mit T4T nachgebildet werden? Natürlich sind die sogenannten PmG (Personenzug mit Güterwaggons) und GmP's (Güterzug mit Personenwaggons) auch in Deutschland bekannt. Selbstverständlich kann TCCS auch hier seinen Dienst leisten. Alle Decoder von T4T können beliebig in einem Zugverband kombiniert werden. Frage: Für welche Spurweiten kann das TCCS genutzt werden? TCCS wurde ausschliesslich für die Spurweite HO entwickelt. Das liegt zentral daran, dass es nur eine TC-H0 (TrainConnection-H0) als Kupplung gibt. Andere Spurweiten sind derzeit nicht in Sichtweite. Ausgabe: Seite 4 / 7

5 Frage: Was kann das System zusätzlich im Bereich Sound bieten? - Soundgeräusche können je nach (bekannten) Parametern (Massensimulation / Geschwindigkeit / Zugtyp etc.) variabel simuliert werden Das T4T Zugbussystem TCCS wird mit dem neuen Audio-Modul TS-1 um eine attraktive Funktion reicher. Dieser Baustein erlaubt nun die Wiedergabe von originalgetreuen Geräuschen, die aus dem Betrieb des Vorbildes entnommen sind. Der Baustein wird an einer beliebigen Stelle im Zugverband eingebaut, dies kann natürlich in der Lokomotive, aber auch in einem Waggon sein. Der 2-polige Zugbus wird zu diesem Zwecke über den Audiobaustein geführt. Alle Verbindungen sind steckbar ausgeführt. Dieses Audiomodul erlaubt damit die maximale Freiheit in der Positionierung des Lautsprechersystems entweder in einer Lokomotive oder. z.b. bei Platzmangel in einem Waggon. Alle je ausgelieferten Decoder der LD-1x Baureihe können nach einem entsprechenden Update TS-1 ansteuern. Die Festlegung der geräuschrelevanten Vorgaben erfolgt über CV-Programmierung im LD-1x. Da der Audiobaustein nicht nur genau einer Lokomotive zugeordnet ist, werden im LD-1x Decoder Daten hinterlegt, die den Lokomotiv-Typ, die Lautstärke und Sondergeräusche charakterisieren. Damit ist es möglich, falls TS-1 in einem Waggon verbaut wurde, das Modul von verschiedenen Lokomotiven anzusteuern. Jede Lokomotive, die mit einem LD-1x Decoder ausgerüstet ist, wird damit sound-fähig, auch Lokomotiven, die einen Einbau nicht erlauben oder dafür nicht vorgesehen sind. TCCS nutzt TS-1 sehr vielfältig. TS-1 speichert neben den bekannten WAVE-Dateien (z.b. der Pfiff einer Lokomotive) auch Synthesizer-Daten von Fahrgeräuschen. Es ist nicht mehr notwendig, zu jeder Fahrsituation eine geeignete Audiodatei zur Verfügung zu stellen. Schon seit 2012 können verschiedene Zugparameter der angekoppelten Waggons durch LD-1x eingesammelt werden. Daten wie Zuglänge und Zugmasse wirken sich im Vorbild wie in TS-1 auf die Geräuschkulisse aus. Es bedarf keiner gesonderten Erklärung, dass eine Lokomotive, die ohne Last anfährt, anders klingen muss, als eine Lokomotive, die mit einem schweren Güterzug startet. Gleiches gilt für das Abbremsen eines Zuges oder einer einzelnen Lokomotive. Die Bremsen eines Zuges quietschen nicht immer. Es hängt natürlich, neben bautechnischen Gegebenheiten, von der Masse des Zuges ab, ob er einfach ausrollt oder ob die Bremsleistung der Maschine genügt. Wird der Zug so stark gebremst, dass er die Druckluftbremse zur Unterstützung einsetzen muss, dann wird er wieder anders klingen. Aber auch im Rangierbetrieb entstehen verschiedene Geräusche, die es wieder zu geben gilt. Kuppelt eine Lokomotive an den oder die Waggons an, entstehen Geräusche aus dem Schlagen der Puffer und dem anschließen der Druckluftleitungen. Die Druckluftanlage wird befüllt, je nach Zuglänge dauert das mehr oder weniger Zeit. Vielleicht wird aber auch ohne Druckluftanlage rangiert? Wird der Waggon wieder entkuppelt, so wird der Rangiermeister mit seiner Eisenstange tätig und hängt die Kette aus, natürlich nachdem er die Druckluftanlage getrennt hat. Das Ziel der akustischen Erweiterungen des TCCS besteht darin, dass LD-1x alle diese Geräusche automatisch, d.h. ohne ständiges drücken von Funktionstasten, in den Spielbetrieb authentisch integriert. Dabei muss jede Situation mit der Akustik überein stimmen. Nur eine sich ständig ändernde Akustik ist eine wirkliche Bereicherung für den Spielbetrieb und verhindert akustische Monotonie in den Abläufen! Selbstverständlich können Geräusche wie Hupen etc. auch durch Funktionstasten ausgelöst werden. TS-1 stellt eine Kombination von Synthesizer und einfachem Abspielgerät für Audio-Dateien dar. Der Synthesizer berechnet aus allen TCCS-Daten die Fahrgeräusche, aber auch die scheinbar statischen Geräusche wie die Wiedergabe der Druckluftbefüllung. Auch diese sind nur scheinbar statisch. Ein langer Zug benötigt viel mehr Luft als ein einzelner Waggon! Aus den Daten des Zugbusses entstehen unzählige Geräuschkombinationen während des Fahrens und Rangierens, die der Synthesizer nutzt und somit die akustischen Gegebenheiten immer wieder neu berechnet. TS-1 ist eine neue Dimension der akustischen Untermalung des Modelleisenbahnbetriebs! Ausgabe: Seite 5 / 7

6 Die technischen Daten im Überblick: mehrere parallel laufende Audio-Synthesizer für das TCCS-System Bis zu 16 frei nutzbare wave file player interner Equalizer 2,5 Watt Verstärkerleistung 14x18x6mm inkl. Kabelanschluss optional zusätzliche Spannungsversorgung durch das Gleis möglich 64 MB Hauptspeicher für Audio-Daten Speicherung von mindestens 25 Geräuschsätzen für verschiedene Lokomotiven 16 Bit Audiodaten bei 44,1 khz (CD-Format) update-fähig über den Decoder-Manager Frage: Was bedeutet T4T, diese Abkürzung ist doch ein Zungenbrecher, warum diese Bezeichnung? Technology 4(for) Trains ist eigentlich recht prägnant. Die englische Abkürzung ist dem internationalen Absatzmarkt geschuldet. Frage: Seit wann ist T4T erhältlich? Die Produktlinie TCCS wurde auf der IMA (Internationale Modellbahnausstellung) in Köln 2010 vorgestellt und seit dem kontinuierlich ausgebaut. Die Entwicklung hat fast ein Jahrzehnt gedauert, von den ersten Ideen bis zum ersten Produkt. Frage: Welche Herausforderungen haben sich im Verlauf der Entwicklung gestellt? Das TCCSystem ist über einen langen Zeitraum konzipiert worden. Von Anfang an war klar, dass die TC-H0 Entwicklung eine zentrale Herausforderung darstellen würde. In Spitzenzeiten waren um die 10 Ingenieure und Naturwissenschaftler mit der Entwicklung betraut. Im Laufe dieser Zeit wurden Speziallösungen in vielen Bereich gefunden, so z.b. für die Kunststoffe, aus den TC-H0 gefertigt wird, aber auch für die Verfahren in der Fertigung. Frage: Wo wird das System produziert? Alle Teile der TC-H0 kommen aus der Schweiz und aus Deutschland. Die Fertigung findet in mehreren Stufen auch ausschließlich in diesen beiden Ländern statt. Der derzeitige Fertigungsstandort Schweiz liegt in Muri/Argau. Die Bestückung der Elektronik, also alle Lokomotiv- und Waggon-Decoder, erfolgt ebenfalls bei Assemtron in Muri. Frage: Wie viele T4T Systeme sind bereits verkauft? Derzeit befinden sich ca TC-H0 im Umlauf. Die Frage nach der Anzahl der System kann ich leider nicht beantworten, da ich nicht jeden einzelnen Absatzweg zurück verfolgen kann. Frage: Wo kann ich es kaufen? Für den Markt der Schweiz übernimmt die Firma Modellbau Gruner den Vertrieb. Dort sind die Produkte auch direkt erhältlich. Für EU-Kunden können die Produkte bei den auf der T4T-WEB-Seite ( gelisteten Händlern oder direkt bei T4T bestellt werden. Herr Giesen, ich danke Ihnen für das Gespräch und die ausführlichen Antworten. VSDM, Richard Bätscher Ausgabe: Seite 6 / 7

7 Rechts das Entwicklerehepaar Frau Dr. C. Mart und Herr F. Giesen Unten Teilnehmer des Infotages Ausgabe: Seite 7 / 7