[Walter Zöller]

Modeleisenbahn - Grundlagen

Geisterzüge und andere Digitalprobleme Ursachen und Folgen

Beim Analogbetrieb darf die Verkabelung und Stromeinspeisung aus einem Stück "nasse Kordel" bestehen.
Ganz anders ist die Situation beim Digitalbetrieb. Das liegt an der bei der MOBA üblichen Art der Verkabelung. Noch immer herrschen hier einzelne Litzen-Leitungen vor.
Um diese Leitungen bildet sich ein elektrisches Feld, umso umfangreicher, je stärker die übertragene Leistung. Dieses Feld umschließt alle nahebei liegenden anderen Leitungen. Es entsteht das so genannte "Übersprechen", die Übertragung fremder Signale auf die Leitungen.
Zu beachten ist dabei, daß die Stromleitung mit steigender Frequenz vom Leitungsinneren auf die Leitungsoberfläche verlagert wird.
In der Telefonie kennt man das Übersprechen seit Jahrzehnten und hat es im Griff. Die neben einander liegenden Einzelleitungen oder auch die Schienen eines Gleises bilden eine Kapazität. Diese Kapazität muß durch eine Induktivität neutralsiert werden. Das geschieht in der Telefonie durch die Benutzung paarig-verseilter Leitungen. Diese sind vergleichsweise in die Länge gezogene Spulen, also Induktivitäten.
Damit ist es möglich, daß in einem Kabel 50, 100, 500 oder 1000 Adernpaare liegen, ohne sich gegenseitig zu stören. Man braucht also weder Dioden noch sonstige Hilfs-Einrichtungen.
Die Auswirkungen der Einzeladrigen "Elektrikerkabel" zeigt sich bei Türsprechanlagen. Dort kann man mit dem Prüfhörer auf einer beliebigen Klingelleitung die Gespräche zwischen dem Türlautsprecher und einer Haustation hören: Übersprechen in Reinkultur.
Bei der Moba hat sich die Einzel-Litze so festgefressen, daß man für den Vorschlag, verseilte Schaltdrähte zu benutzen, als dummer Außenseiter hingestellt wird, weil Tante Märklin nun mal die 0,14 mm Litze als Standard propagiert hat.
Bei Digitalanlagen hat es sich eingebürgert, den Fahrstrom in kurzen Abständen einzuspeisen. Hat man eine verseilte Ringleitung, zB. 2 x 0,8 mm, neutralisiert diese Induktivität die Kapazität der Schienen und damit verschwinden die Geisterzüge und andere Störungen.

Selbstverständlich hat ein Hersteller wie Märklin immer recht, auch wenn er seine Elektronik von Branchenfremden basteln läßt. Vor allem weiß er es besser, als ein Fernmelde-Techniker mit mehr als 40 Jahren Berufs- und 56 Jahren Moba-Erfahrung.

Gruß
Walter

[baki87]

Hallo Walter,
danke für den ausführlichen Bericht und ich stimme dir in allen Belangen zu, vor allem die letzten Zeilen sagen alles.

mfg
Michael

[Oambegga Bockerl]

Hallo,

und ich wurde von dem einen oder anderen Supermodellbahner hier für meine verdrillten Leitungen schon mehr als belächelt. Nur waren das eben auch Leute, die ihre Abzweige mit in die Kabel gekloppten Nägeln gemacht haben. Ich habe mal so als Anregung dieses Foto eingestellt:

http://home.vrweb.de/~focus_rs/Elektrik%20002.jpg
EDIT: Bild auf Link umgestellt. - Moderation -

Das Bild ist ein Beispiel für meine Anlagen-Elektrik.

Wenn ich mir die Wunderbäume, die oftmals hier im Forum bebildert dargestellt werden so ansehe wundere ich mich nicht dass der eine oder andere so seine Probleme damit hat.

Ich bin übrigens Kfz-Elektriker, erst seit 17 Jahren, Modellbahner seit annähernd 30.

[Oambegga Bockerl]

Zitat von kaso

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Ich finde dass ganz furchtbar, dass Märklin so etwas tut. Ich bin entsetzt. Wie können die nur so etwas propagieren?

Nein Nein Nein, das ist jetzt wirklich schlimm.

Vielen Dank Walter, dass Du uns endlich die Augen geöffnet hast.

Märklin soll sich wirklich was schämen.

Wer hat Dich bloss als dummen Aussenseiter hingestellt? War es Herr Pluta persönlich? So geht das nicht weiter!!!

Ich bin für die freie Litze Wahl freier Modellbahner. Jeter sollte in Zukunft die Litze verwenden können die er möchte und gar nicht mehr gezwungen sein die von Märklin zu nehmen.

Gruß

Karl

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Und ich dachte immer Titel erarbeitet man sich durch Intelligenz?!?!? Tja wie würde Lothar Matthäus sagen: "Again what learned - wieder was gelernt!"

[Walter Zöller]

Hallo Karl,

Du hast das wirklich lustig kommentiert.
Nur schade: Deine Einstellung erinnert stark an die Radfahrer, welche die Verkehrsregeln kennen, aber trotzdem bei ROT
diagonal über die Kreuzung brettern. Was soll's? Ist ja ihr Hintern.

Sei drum nicht böse. Es gibt halt So'ne und So'ne.

Gruß
Walter

[kaeselok]

Zitat von Walter Zöller

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... daß man für den Vorschlag, verseilte Schaltdrähte zu benutzen, als dummer Außenseiter hingestellt wird, weil Tante Märklin nun mal die 0,14 mm Litze als Standard propagiert hat.

Selbstverständlich hat ein Hersteller wie Märklin immer recht, auch wenn er seine Elektronik von Branchenfremden basteln läßt. Vor allem weiß er es besser, als ein Fernmelde-Techniker mit mehr als 40 Jahren Berufs- und 56 Jahren Moba-Erfahrung.

Gruß
Walter

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Hallo Walter,

hmm, wer behauptet denn, dass man als "dummer Außenseiter" hingestellt wird?

Dass die Kabelphilosophie von M. Quark ist haben wir doch schon hundertmal hier im Forum diskutiert. Ich liebe daher jeden neuen Kabelthread weil letztlich genau das Gleiche dabei rauskommt!

Also in der Sache stimme ich Deinen Ausführungen zu, worauf sich Dein Frust gegenüber Märklin begründet erschließt sich mir nicht ganz ....


Viele Grüße,

Kalle

[JSteam]

Hallo zusammen,

nur als Ergänzung dazu: In der "Telefonie" werden paarweise verdrillte Kabel nur in der Vermittlungsstelle eingesetzt. Auf der Strecke werden Kabel mit Sternverseilung verwendet. Das sind 4 mit einander verdrillte Einzeladern.
Diese Verseilung beugt dem Übersprechen vor, verhindert werden kann es aber nicht. Bei speziellen Leitungen muss man immer auf die Lage der Doppelader im Kabel zu anderen speziellen Leitungen achten...

[Hubert]

.... ich habe zusätzlich noch die Schienen verdrillt. Jetzt geht gar nichts mehr.
Zur Nachahmung nicht empfohlen

Gruß
Hubert

[est2fe]

Hallo Walter,

ich habe da noch eine Frage.
Du schreibst, dass durch das verdrillen die Induktivität die Kapazität neutralisiert. Habe ich das so richtig verstanden?
Wenn ja, dann musst du mir jetzt erklären, warum sich die Induktivität nur beim verdrillen ausbildet, und nicht schon vorher bei zwei losen nebeneinander liegenden Litzen? Was ist da der Unterschied?

Gruss

est2fe

[Martin Lutz]

Hallo,

Zitat von kaeselok

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Zitat von Walter Zöller

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... daß man für den Vorschlag, verseilte Schaltdrähte zu benutzen, als dummer Außenseiter hingestellt wird, weil Tante Märklin nun mal die 0,14 mm Litze als Standard propagiert hat.

Selbstverständlich hat ein Hersteller wie Märklin immer recht, auch wenn er seine Elektronik von Branchenfremden basteln läßt. Vor allem weiß er es besser, als ein Fernmelde-Techniker mit mehr als 40 Jahren Berufs- und 56 Jahren Moba-Erfahrung.

Gruß
Walter

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Hallo Walter,

hmm, wer behauptet denn, dass man als "dummer Außenseiter" hingestellt wird?

Dass die Kabelphilosophie von M. Quark ist haben wir doch schon hundertmal hier im Forum diskutiert. Ich liebe daher jeden neuen Kabelthread weil letztlich genau das Gleiche dabei rauskommt!

Also in der Sache stimme ich Deinen Ausführungen zu, worauf sich Dein Frust gegenüber Märklin begründet erschließt sich mir nicht ganz ....


Viele Grüße,

Kalle

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In der Grundtheorie hat Walter schon Recht. Doch der EInfluss von Frequenzen, Induktivitäten Übersprechen funktioniert nicht digital in dem solche Phänomene nicht plötzlich da sind oder verschwinden. Wichtig zu wissen ist, wann darf was vernachlässigt werden. Nur so viel: Die Telefonie arbeitet in einem komplett anderen Bereich der Elektrotechnik wie die Modelleisenbahn, sowohl im Leistungsbereich als auch in den genutzten Frequenzen. Aber ist es nicht Walter, der hier alles in einen Topf wirft? Zum Beispiel neulich, als es um die Dimensionierung der Rückmeldeleitungen ging.

Dass zum Beispiel der Skineffekt (Waölter weiss ja um was es hier geht, er hats erwähnt auch wenn er nicht den Namen dazu genannt hat). Dieser kann mit Sicherheit in den Frequenzen, mit der die Modelleisenbahn arbeitet, vernachlässigt werden. Wenn er das nicht glaubt, soll er es beweisen.

[Martin Lutz]

Hallo,

Zitat von est2fe

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Hallo Walter,

ich habe da noch eine Frage.
Du schreibst, dass durch das verdrillen die Induktivität die Kapazität neutralisiert. Habe ich das so richtig verstanden?
Wenn ja, dann musst du mir jetzt erklären, warum sich die Induktivität nur beim verdrillen ausbildet, und nicht schon vorher bei zwei losen nebeneinander liegenden Litzen? Was ist da der Unterschied?

Gruss

est2fe

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Ein Leiter ist als Solches bereits eine Induktivität. Zwei paralell laufende Kabel sind kapazitiv miteinander verknüpft. Ein Leiter hat auch einen reelen Widerstand (ohmisch).Hier das Ersatzschaltbild eines jeden paralell geführten Leitung:
Das gilt für jede Leitung. Wird sie mit Gleichstrom betrieben, können die Spulen als Kurzschluss betrachtet werden und die Kondensatoren als nicht vorhanden.

Die Höhe der Kapazität ist abhängig von der parallelen Leitungslänge, Isolationsmaterial dazwischen und dessen Abstand. Die Induktivität der Spule ergibt sich aus der Leitungslänge. SIe verändert sich natürlich auch nach der Spulenform. Eine Verdrillung bewirkt somit schon eine Veränderung der Induktivität, sie verschwindet aber nicht oder hebt irgend eine andere auf.


Liegt eine Leitung über eine grössere Strecke parallel mit einer anderen, immer der gleichen Leitung führt die kapazitive Kopplung dazu, dass die beiden Leitungen Signale der jeweils anderen Leitungen auffangen. Das ist das Übersprechen. Das Verdrillen sorgt dafür, dass eine einzelne Leitung nicht über die ganze Strecke mit der gleichen anderen Leitung parallel läuft. So wird das Übersprechen nicht verhindert aber stark minimiert. Telefonkabel sind so gebaut, dass die Paare alle unterschiedlich stark verdrillt werden, so dass die Leitung nur sehr wenig wieder auf die selbe Leitung zu Nahe kommt.

Ausserdem verteilt die Verdrillung eine von aussen kommende Störung gleichmässig auf beide Aderpaare. Das Verdrillen der Leitungspaare löscht niemals eine Induktivität aus. http://de.wikipedia.org/wiki/Twisted-Pair-Kabel

[Martin Lutz]

Wenn man auf der Moba Anlage also ein grosses Durcheinander baut, ist das Übersprechmässig besser als wenn man die Kabel sauber zu Bündeln zusammenbindet.

[Andi]

Zitat von Martin Lutz

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Wenn man auf der Moba Anlage also ein grosses Durcheinander baut, ist das Übersprechmässig besser als wenn man die Kabel sauber zu Bündeln zusammenbindet.

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[Heinzi]

Hallo Walter
welcher Teufel hast dich denn wieder greitten

Zitat

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Modeleisenbahn - Grundlagen

Geisterzüge und andere Digitalprobleme Ursachen und Folgen

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Na ja, unter dieser Überschrift hätte ich aber etwas "mehr" Substanz erwartet als einmal mehr ein Frustgeschimpfe auf einen Hersteller dessen System "damals" so bahnbrechend gewesen war, dass es noch heute massenhaft, auch von anderen Herstellern, zum Einsatz kommt.

Und apropos Grundlagen: Was im aller Welt willst du uns mit dem Skinneffekt beibringen?

Zitat

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Die neben einander liegenden Einzelleitungen oder auch die Schienen eines Gleises bilden eine Kapazität. Diese Kapazität muß durch eine Induktivität neutralsiert werden. Das geschieht in der Telefonie durch die Benutzung paarig-verseilter Leitungen.

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Durch die paarweise Verdrillung erzeugt man keine Induktivität.
Eine Stromschleife besteht normalerweise aus einem "langen" hin- und einem Rückleiter. Diese Anordnung an sich ist bereits die Induktivität. Verdrillt wird lediglich, um die magnetische Einkopplung zu verringern. Verlegt man nämlich einen Hin- und Rückleiter in einer Ebene, so bildet der Zwischenraum zwischen den beiden Leitern eine Fläche (Spulenfläche). Diese Fläche zwischen den Leitern ist massgebend für die induktive Einkopplung von Störspannungen.
(magnetlinien welche die Fläche durchstossen, erzeugen eine Störspannung)
Also: je grösser diese Fläche ist, je grösser wird die induktive Einkopplung einer Störspannung. Also gilt es primär die Fläche zu verkleinern. Das geht infolge der Aderisolation (oder Gleisabstände) aber nur bedingt. Wenn man aber ein Gleichmässiges magnetisches Feld voraussetzt, so reicht es aus, die beiden Leiter einer Stromschleife einmal in der mitte zu "drehen". Damit wirkt die Einkopplung dieser Fläche der Einkopplung der ersten Fläche entgegen.
Mit dem Verdrillen der Leitungen erreicht man nun viele kleine Teilflächen mit unterschiedlichen Einkopplungsrichtungen., denn die Störfelder sind ja auch nicht homogen.

Das Verdrillen wirkt aber nur wirklich, wenn der hin und Rückleiter zu ein und demselben Stromkreises gehört, was leider in der Modellbahnelektronik (Rückmeldungen) nicht immer zu bewerkstelligen ist, und vermindert nur das Einkoppeln, nicht aber das Aussenden von Störsignalen.
Verdrillen ist gut, ist aber letzendlich nur eine Teilmassname gegen elektronische Störungen. Weitere Massnahmen wie abgeschirmte Busskabel; Blockierdioden etc gehören ebenfalls dazu.

Soviel zum magnetischen Störmechanismus. Den kapazitiven hat in der Zwischenzeit Martin schon erleuchtet.

Erst langsam kommen alternative Verkabelungssysteme (z.b Patchkabel) auf den Modelleisenbahnmarkt.

[gwolfspe]

Hallo
Patchkabel, da müsste sich die Moba-Industrie wieder auf eine gemeinsame Beschaltung einigen.

[Oambegga Bockerl]

Hallo,

wo ist das Problem? Habt Ihr es in der Praxis schon Mal probiert? Es gibt zig Hilferufe jedes Jahr wenn die Anlage wieder Mal nicht das macht was sie soll. Wenn ich mir dann in der Rubrik "Meine Anlage" so das ein oder andere Bild der Elektrik anschau' wundert mich das auch nicht. Warum ist Walter der Depp wenn er genau dieses Thema aufgreift und den "Nicht-Profis" unter die Arme greifen will. Theorie hin oder her - die Praxis bringt die Wahrheit an's Licht. Ich kann Walter's "Ergüssen" nur voll und ganz zustimmen. Leider ist die Elektrik bei vielen Hobbykollegen ein Thema das meist beim Bau schnell gehen muss. Schade drum. Es ist beim Digital-Betrieb das A und O.

[Marky]

Hi Thomas,

alles schön und gut, dennoch ist Dein Bild zu groß

Edit: Danke an die Mods für die schnelle "Bereinigung"


Gruß Markus

[HeVoSi]

Hallo Thomas,

Zitat

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http://home.vrweb.de/~focus_rs/Elektrik%20002.jpg

Das Bild ist ein Beispiel für meine Anlagen-Elektrik.

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Mann, bist Du ein Pedant

ich zeige Dir mal zwei Aufnahmen einer ' Verdrahtung' welche ein Elektromeister (!) angelegt hat bevor wir ihn stoppen konnten.




Gruss
Henning

[Uwe der Oegerjung]

Moin Henning

Solche Bilder hätte ich vor 30 Jahren auch nochmachen können ops:


MfG von Uwe dem Oegerjung

[juemo]

Hallo Henning,

was habe ich mich jetzt erschrocken. Ich dachte da hat jemand heimlich meine Verdrahtung ins Netz gestellt!

Tja so sind wir Elektromeister Das ist Technik die lebt und funktioniert, nicht son steriler Kram.

Ich wollte ja den Threed ignorieren, aber da konnte ich mich einfach nicht zurückhalten!

[MaMä]

Zitat von HeVoSi

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ich zeige Dir mal zwei Aufnahmen einer ' Verdrahtung' welche ein Elektromeister (!) angelegt hat bevor wir ihn stoppen konnten.

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Huch ... und ich dachte immer, bei mir sieht's aus wie bei Hempels unterm Bett ...
Ich habe das nicht so mustergültig verlegt wie Oambegga Bockerl, aber so einen Verhau wie von dem Elektrikser(!) habe ich auch nicht.
Da ich immer viel mit Ringleitungen arbeite, auch bei Beleuchtungen, fallen defekte Verbindungen häufig erst dann auf, wenn in einem Ring zwei Unterbrechungen drin sind. Und dann geht die Sucherei los ...

Gruß,
Markus

[Gast]

Hallo zusammen,

aus meiner Erfahrung liegen die Probleme weniger im Kabel, oder nur indirekt beim Kabel, als vermutet.

Ein Ohm in der Zuleitung macht doch nichts, um Gegenteil er hebt den Realteil der Spannung im Verhältnis zum Imganärteil der Nebenwirkungen.
Es gibt in Amerika viele Fahrer, dur grundsätzlich erst mal 3 Ohm hinter jeden Booster klemmen. In der IT macht mans genausso.

Die Probleme liegen vor allem wieder im Integratorischen.

Schienenverbinder die nicht ok sind, Kabelverbindungen die nix taugen: Dünne Drähte in dicken Haustechnik-Lüsterklemmen oder rasierte Litzen in zu dünnen Klemmen.

Schlechter Schiene-Decoder Übergang wegen Schmutz auf Rad oder Schienen oder (verbogenem) Stromabnahmeblech der loko.

Das Gleis ist kein besonders guter Leiter, und das Kabel selbst dürfte hier fast immer mithalten können. Den Draht sollte man nur verwenden, wen man ihn einmalig verlegt und dann nie wieder verbiegen muss. Ich bevorzuge deswegen allerdngs auch Litzte mit passenden Endkontakten (entweder Fahrstuhlklemmen oder Kabel-Schuhe).

Bei den klassichen 2-Leiter-Produkten wurde seit eh und je eine 2 adrige verdrillte symmetrische Verkabelung (evtl sogar bis zur paarweisen Einspeisung) und passender Boosteraufbau angeraten.

Bei Märklin eher eine dicke Masse und nur eine einadrige Phase (durchhaus vorbildgerecht , denkt man mal an die Oberleitung ). Aber hier hat sich wegen Multi was geändert: Spätestens seit der CS2 - vermutlich auch CS1 sind die Booster nun auch symmetrisch. DCC (prinzipiell gleihstromfreies) Protokoll ist eingezogen. Das mitgelieferte Einspiesekabel ist plötzlicht nicht mehr dick/braun und dünn/rot sondern symmetrisch gleich stark.

War es bisher nur für einen 2L Fahrer ungeschickt, Tipps aus der 3L Fraktion bzgl der Boosterwahl oder Verkabelung der Märklinisti zu adaptieren, teilt diese Glaubensfrage nun zunehmend die Märklinisti selbst.

z.B. CS2en die kaputt gingen, weil sie mit traditionellen Märklin-Equippment ind traditioneller Masse + Eins Verkabelung betrieben wurde.
Sogar von alten MM Boostern, die an DCC den Geist aufgaben kann man hören. Unzählige Trennungstipps für altes und neues Equippment mit der faktisch unbeantworteten Frage: Wie den S88 als Masskontakt an mehrereren Boostern betreiben.

Last but not Least: In der digitalen MoBa existierten noch unzählig viele Artikel, die immer noch auf 1A AC oder DC analog dimensioniert sind. Eigentlich ist es Aufgabe der Decoder, hier bei Zeiten für Schutzmassnahmen für diese mittlerweile gemessen am Digitalstrom unterdimensionieren Bauteile zu sorgen.

Solange man :

wirklich symmetrisch belastete Kabel verdillt verlegt,
Drähte nicht knickt und nicht wieder anders verlegt,
Leitungen nicht überstromt,
Leitungsverbindungen ordentlich und angemessen ausführt,

sind die sonstigen elektrischen Grössen des Kabels eigentlich zweitrangig unbedeutend.

Die Protokolle (insbes. DCC) sind entsprechend tolerant, zugegeben anfälliger als jeder Gleihstrom oder 50Hz Sinus-Strom, aber meineserachtens immer noch ausreichend robust.

Das Verdrillen von paarweise belastete fahrstromeitungen dient übrigens im wesentlcihen dem Schutz evtl. parallel laufenden reinen Datenleitungen (Rückmeldung, Systembus), also weniger der Fahrstromqualität selbst.

Unsere Straba mit schwriegen Selbstbaugleisen und O-Leitung wurde z.B. erstmal provisorisch mit Freiwurf-Dünn-Verkabelung in Betrieb genommen. Verstoosen wurde dabei gegen alle Reglen der Draht-Kunst. Ich hätte gewettet, Digital läuft die nicht mehr oder zumindest schlechter. Pustekuchen . Die Wette hätte ich verloren .

Viele Grüße
Frank

[Oambegga Bockerl]

Ja is ja gut jetzt.........

Ich habe meinen vorherigen "Verhau" ja nicht eingestellt.......

Im Ernst: Umsonst habe ich nicht erst vor einem Jahr komplett neu verkabelt. Ich hatte vorher auch kein Kreuz- und Querspinnennetz, aber eben viel parallel verlaufende Kabel. Genau damit hatte ich riesengrosse Probleme. Seit dem Umbau hatte ich nicht ein Mal Stress mit der Elektrik.

Zum Elektromeister: Es ist noch kein Meister vom Himmel gefallen. Der Meisterbrief ist genausowenig ein Prädikat für berufliche Qualität wie ein abgeschlossenes Studium. Ich habe schon einige Kollegen durch, wo ich mir immer wieder dachte: Wo haben die ihren Meisterbrief geklaut?

Nix für ungut,

[Martin Lutz]

Mal ne Frage, was bitte soll eigentlich bei Leitungen übersprechen, die alle sowieso ein zeitsynchrones Signal führen?

[Gast]

Hallo Martin,

bei zwei synchronen Leitungen könntedas noch relativ egal sein (schwieriges Thema) .

Wenn aber z.B. eine gut bestromte nicht verdrillte Fahtrstromleitung eine längere Strecke dicht neben einem S88 leigt, dürfte die die hohen plötzlichen Stromänderungen beim Flankenwechsel des Digitalsstroms mittels den daraus resultierenden hohen Änderungen der Magnetfeldes deutliche relevante Spannungsimpulse z.B. in die S88 Leitung induzieren.

Das Verdrillen der Fahrstromleitung mit ihrer Rückleitung verhindert das, besonders dann , wenn Hin und Rückströme in der verdrillten Leitung in etwas gleich hoch sind. Durc die sich immer wieder wendenden leiter ändert sich all 3 cm die Richtung dieses Magnetfeldes in die entgegengesetze Richtung, so das die Auswirkung auf einen benachbarten Leiter in der Summe null sind.

Beim Masse Prinzip macht das Verdillen deswegen weniger Sinn, das durch die Masse ganz andere Beträge fliessen, als durch die - wenn auch synchrone- Mittelleiter-Phasen.

Viele grüße
Frank