Hallo Modellbahner und Freunde der Modelleisenbahn!
Einführung
Der unten folgende Text zur Zukunft des Modellbahnwesens und dafür notwendige Innovationen ist von mir 2019 lange vor der Corona-Krise geschrieben worden, bis heute aber noch in einigen Punkten noch ergänzt worden. Ich habe zunächst Gelegenheit gesucht, das Thema WLAN-Direktsteuerung der Modellbahn und die dafür notwendigen Hardware-Neuerungen im Rahmen der organisierten Modelleisenbahner zu diskutieren. Das wurde mir, leider mit wenig Erfolg, nur im Rahmen von Veranstaltungen meines Modellbahn-Verbandes BDEF ermöglicht.
Deshalb habe ich mich entschlossen, aus meiner Sicht konkrete und realisierbare Vorschläge zu erarbeiten und sie im folgenden und weiteren Texten vorzustellen.
Weit vor der Pandemie gab es bereits Besorgnis erregende Umstände des Niedergangs des Modellbahnwesens, deren Ursachen in sozialen Veränderungen der Gesellschaft liegen und die durch die Corona-Krise noch verschärft werden. Es ist absehbar, dass auch die Modellbahnindustrie mehr oder weniger große Rückschläge hinnehmen muss. Momentan scheint es so als würde das Umgekehrte richtig sein, weil z. B. Homeoffice andere Freiräume bietet.
Aus meiner Sicht liegt, für die Zukunft gesehen, der Ausweg zur Überwindung aller Schwierigkeiten sicher in einer Art Quantensprung technischer Innovationen der Modellbahnsteuerung auf der Grundlage der WLAN-Direktsteuerung der Modelle.
Vielleicht sind die im folgenden Text beschriebenen Gedanken vom Hybrid-Decoder und der Minimierung des Leitungssystems durch kompakte Steuermodule derartige Innovationen. Der hohe Entwicklungsgrad heutiger digitaler Steuerungen lässt diese Überlegungen zu.
Ist vom Februar 2022 Claus Dahl
Innovationen der Modellbahnsteuerung I
(1) Als Modelleisenbahner der schwindenden ersten Generation nach 1945 möchte ich zunächst die Gründe meiner Besorgnis über die Zukunft der Modelleisenbahn äußern und Wege zu ihrem Bestand aufzeigen.
In den letzten Jahren, eher Jahrzehnten, nahmen die nachteiligen Einflüsse zu, die den zukünftigen Bestand des Modellbahnwesens gefährden. Einflüsse, die sich aus den aktuellen sozialen und technisch-ökonomischen Entwicklungstendenzen der Gesellschaft ergeben. Ich erwarte aber, dass auch in Zukunft viele Interessenten sich der Modellbahn zuwenden, auch und vor Allem solche, die als Einzelkämpfer im Hobbykeller tätig werden wollen. Aber wegen ihrer Lebensumstände das nur dann tun können, wenn der Aufbau; ihre Montage und Inbetriebsetzung der Anlagen extrem vereinfacht wird, einfacher als heute noch üblich.
Im Zeitalter der gesellschaftlichen Umbrüche und der Digitalisierung des öffentlichen und persönlichen Lebens bin ich der Überzeugung, dass wir Modellbahner die Verantwortung tragen, die Zukunft unseres schönen Hobbys Modelleisenbahn zu sichern. Das verlangt von uns, immer wieder die Einführung smarter technischer Innovationen zu propagieren und einzufordern.
(2) Heutige Modellbahnmodelle sind bis zu den kleinsten Nenngrößen so hervorragend nachgebildet, dass Innovationen im Bereich der Vorbildtreue keine Rolle spielen.
Anders ist es bei der Steuerung der Modellbahnen, insbesondere der kleinen Nenngrößen (≤ H0). Hier sind entscheidende Veränderungen in
Richtung Vereinfachung der Einrichtung und Handhabung notwendig.
Ein Grund dafür liegt in ihrer umfangreicheren Vielfalt in allen Bereichen ihrer Gestaltung, wodurch ein größeres Interesse an ihnen entsteht. Deshalb sind aus meiner Sicht Innovationen für zwei
entscheidende, sehr komplexe Bereiche der Modellbahnsteuerung erforderlich. Es mag durchaus sein, dass einzelne meiner folgenden Vorschläge bei einigen Produkten bereits realisiert sind, mir geht
es aber um das Gesamtsystem.
Der erste Schwerpunkt ist die Vereinfachung der Installation der Hardware-Komponenten der Steuerung. Oft sind aufwendige Arbeiten notwendig, um mit vielen Leitungen die Bestandteile der Modell-Steuerung (Decoder, Schnittstellen-und Elektronik-Elemente, Antriebe u. a.) mit ihren zu steuernden Modellen zu verbinden. Durch konstruktive Maßnahmen können diese Elemente zu Kompaktmodulen, eben zu Modellbahn-Steuermodulen vereinigt werden.
Beispielweise sollte bei Weichen, gleichgültig ob Über- oder Unterflurmontage, der Antrieb mit seinem Steuermodul direkt montierbar sein. Und ein integrierter Steckschacht nimmt den Decoder auf. Mit seinem Einstecken ist das Weichen-Steuermodul komplett. Mit wenigen Handgriffen zusammengesetzt, bildet es eine Baueinheit mit dem Weichenmodell, wobei alle erforderlichen mechanischen und elektrischen Verbindungen hergestellt werden. Es verbleiben nur die zwei Stromversorgungsleitungen, deren Anschluss und Verlegung keine Schwierigkeiten bereitet sollte.
Der zweite Schwerpunkt betrifft die Steuerung der Funktionsmodelle an sich. Ihr haften trotz ihrer Entwicklung zum Digitalen viele Mängel an, weil die Einführung neuer Techniken immer auf der Basis historisch gewachsener Vorstufentechniken erfolgte, um zu ihnen Kompatibilität zu erreichen. Der Zwang, Mobilmodelle über die als Leiter benutzten Schienen gleichzeitig mit Energie und Steuer-Informationen zu versorgen, dominiert bis heute alle technischen Entwicklungen und war digital nur mit komplizierten technischen Tricks realisierbar. Denn dafür waren, zumindest bei den kleinen Nenngrößen, passende technische Mittel nicht verfügbar. Im Gegensatz dazu ist das beim derzeitigen Stand der Kommunikations- und Übertragungs-Technik sowie der Verfügbarkeit hochentwickelter elektronischer Bauelemente derzeit kein Problem mehr.
Die Folge der technischen Unzulänglichkeiten war und ist die unterschiedliche und oft gewollt kompatibilitätsfremde Gestaltung der von verschiedenen Firmen konzipierten, auf komplizierten Techniken beruhenden digitalen Steuerungssysteme. Diese Umstände fordern direkt die dringende Modernisierung der Modellbahnsteuerung. Fehlende Kompatibilität und technische Komplikationen führen zu Erschwernissen der Bedienung. Letztlich fordern diese Umstände, eine universelle Steuerung zu entwickeln.
Lösung:
Die Überwindung dieser Probleme kann nur darin bestehen, die von den großen Nenngrößen bekannten, vom Flug- und Schiffsmodellwesen übernommenen Funksteuerungen entsprechend modifiziert auf die „Kleinen“ zu übertragen. Denn bei ihrer viel größeren Vielfalt an mobilen und stationären Funktionsmodellen ist ihre Direktsteuerung durch Drahtlos-Techniken immer dringender notwendig. Die heute vorhandenen elektronischen Bauelemente in Miniaturbauformen ermöglichen derartige Techniken. Und der hohe Entwicklungsstand beispielsweise der Decoder unterstützt meine Überlegungen.
Deshalb bin ich überzeugt davon, dass die kleinen Nenngrößen auch in Zukunft wachsendes Interesse erregen werden, wenn moderne Digitaltechniken zusammen mit neuesten Elektronik-Komponenten und -Techniken den Aufbau und Betrieb der Modellbahn erleichtern.
Moderne Kommunikations- und Übertragungstechniken sind gegenwärtig ursächlich mit den Smartphones verbunden. Sie sind Fluch und Rettung des Modellbahnwesens zugleich. Einerseits daddelt die Jugend lieber damit herum, als den Geist und Kraft zehrenden Bau einer Modellbahn zu betreiben. Andererseits wurde die Technik des digitalen WLAN-Funks verbreitet, die wegen ihrer Unkompliziertheit die Rettung des Modellbahnwesens sein kann! Denn auf dieser Basis sind viele technische Innovationen möglich, von denen mancher Modellbahner träumt. Der rein digitale Betrieb dieser Technik bietet die Möglichkeit, ein Master-System der Modellbahnsteuerung, ein universelles Steuersystem zu schaffen.
Das Innovationsziel muss also sein, einerseits mit der Nutzung der modernen Übertragungstechniken bedeutende Vereinfachungen und Erleichterungen beim Aufbau und der Installation zukünftiger Modellbahnen möglich zu machen und andererseits aus Nachhaltigkeitsgründen alle bestehenden digitalen Steuersysteme unter einem wie ein Dach wirkenden universellen Modellbahn-Steuersystem steuern zu können.
(3) Die auf dem mit technischen Schwächen belasteten Gleissignal beruhenden digitalen Modellbahn-Steuersysteme gibt es nun schon mehr als 30 Jahre und es hat gegenwärtig den Anschein, als befänden sie sich in einer günstigen Entwicklungsphase. Sicher auch, weil die Industrie den WLAN-Funk eingeführt und damit neue Anreize geschaffen hat.
Aber diese Lösung ist nur ein halber (Fort)-Schritt, weil diese Funktechnik nur zwischen Komponenten der Steuerzentrale, -zwischen Controller und Box-, angewendet wird. Wodurch, -genau genommen-, nur ein LAN-Verbindungskabel zwischen den beiden Komponenten verschwindet.
Die entscheidende Innovation wäre aber WLAN zwischen Controller und Modell, um alle auf der Anlage verteilten mobilen und stationären Funktionsmodelle direkt zu steuern.
Es stellt sich die Frage „Warum nur dieser halbe Fortschritt?“ Denn auf diese Weise bleibt die schwierige Technik der digitalen Gleissignale erhalten, obwohl es mit dem WLAN-Funk seit mehr als einem Jahrzehnt bessere und einfachere technische Mittel zur Steuerung der Modelle gibt. Ökonomische oder andere Gründe dürfen wegen der oben genannten Prämissen keine dominierende Rolle spielen und die Einführung der Innovationen nicht behindern. Obwohl die oben schon betonte Bedeutung der Nachhaltigkeit sicher auf längere Zeit die Abschaffung der bestehenden Systeme verhindert, bringen die Innovationen trotzdem Vorteile für alle Systeme. Reine Funksysteme werden erst bei Neubau oder vollständiger Rekonstruktion der bestehenden Modellbahnanlagen im Laufe der Zeit entstehen. Im Gegensatz dazu werden beide Übertragungssysteme „Gleis und Funk“, so ist meine Überzeugung, lange Zeit aus Gründen der Nachhaltigkeit, auch gemischt, nebeneinander bestehen.
Die bereits erfolgte Einführung des WLAN-Funks in die Zentralsteuerung sorgt dafür, dass dort bereits die erforderlichen Hardware-Komponenten inklusive ihrer Software vorhanden sind, wenn der nächste Entwicklungsschritt gegangen wird in Richtung der Direktsteuerung mit WLAN-tüchtigen Decodern! Damit ist die Basis dieser Technik schon da.
(4) Die drahtlose Direktsteuerung verlangt einerseits die Eignung der Steuermodule (Decoder) für den bidirektionalen WLAN-Funk und andererseits konstruktive Vereinfachungen ihres Einbaus in alle mobilen und stationären Modellobjekte.
Kurz und knapp:
1. Alle Modelle mit Funktionen und Modellantriebe müssen eine Decoder-Schnittstelle erhalten und mit ihrem Steuermodul eine Baueinheit/Baugruppe bilden.
Viele Mobilmodelle bilden bereits mit ihrem Decoder eine konstruktive Einheit. Das muss zur Vermeidung von aufwändigen Verbindungsleitungen auch bei Stationärmodellen (Weichen, Signale und anderes Zubehör) mit dem Modell angepassten Decodern erfolgen.
2. Jeder für die Steuerung eines Modells/Modellantriebs benutzte Decoder muss eine WLAN-Schnittstelle erhalten, zusätzlich zu den jeweils implementierten Digitalsystemen
Die Verwendung von Decodern mit WLAN-Funk ermöglicht die drahtlose Direktsteuerung aller mobilen und stationären Modelle und den möglichen Verzicht auf die digitalen Gleissignale.
Bemerkung: Vereinfacht besteht die WLAN-Schnittstelle aus einem etwa erbsengroßen Spezialschaltkreis (WLAN-Sender & Empfänger). Dessen Steuerung übernimmt der Mikroprozessor des Decoders. (siehe Bild 1)
Die Realisierung dieser zwei Forderungen sind aus meiner Sicht echte Innovationen und mit ihnen erweitert sich der Einsatzbereich der technisch hochwertigen Decoder beträchtlich. Ihre insgesamt gesteigerte Verwendung in allen Funktionsmodellen führt zur Steigerung der Losgrößen der Decoder, wirkt kostensenkend und erleichtert den gesamten Montage- bzw. Installations-Aufwand der Modellbahnanlage.
(5) Aus der Übernahme obiger Prinzipien in die Modellbahn-Steuerung folgen logisch alle notwendigen technischen hard- und softwaremäßigen System-Lösungen. Eine Hauptaufgabe der zentralen Steuersoftware ist, mit dem Funksystem die Kompatibilität zwischen den beteiligten Digitalsystemen herzustellen. Das führt zu einem übergeordneten Steuersystem (Master-Betriebssystem), das alle nicht kompatiblen Steuersysteme mit Hilfe des Direktfunks unter einem Dach vereint und so ein Universal-Modellbahn-Steuersystem bildet.
Dabei werden bestehende Kompatibilitätsprobleme durch die Master-Software ausgeglichen bzw. berücksichtigt. Das heißt, die dem jeweils verwendeten Digitalsystem zugehörenden originalen Steuer-Datensätze werden mit dem WLAN-Funk im systemunabhängigen Bitformat übertragen. Dadurch können die Daten vom Prozessor des Decoders direkt verarbeitet werden. Die komplizierten Techniken von Kodierung/Decodierung des digitalen Gleissignals werden nicht mehr benötigt. Es sei denn, dass Nachhaltigkeit zu berücksichtigen ist. Die Aussicht auf ein solches Universalsystem muss doch eigentlich alle Modellbahner begeistern.
