Vorbemerkungen:

Von ihrer Definition her sind alle bisherigen (Stand: Erstellungsdatum dieser Datei) Digitalsysteme ausschließlich objektbezogene Betriebssysteme mit optionaler Automatisierung durch Computereinsatz. Mit der Modellbahn haben digitale Steuersysteme per se nichts zu tun. Leider wird diese Definition auch auf Eigenschaften und Wunschvorstellungen ausgeweitet, die in dieser Art nicht erfüllbar sind. Unerwünschte bzw. unliebsame Tatsachen werden geflissentlich abgeleugnet oder ignoriert. Dieses Internetdokument soll auf Schwachstellen und Mängel aufmerksam machen und zum Nachdenken anregen.
Bevor diese Seiten überarbeitet wurden, gab es eine nicht ganz ernst zu nehmende Persiflage auf so manche Pauschalaussage. Naturgemäß bleibt ein solches Werk nicht unkommentiert. Dies hat Herr Frank Forsten in der Newsgroup de.rec.modelle.bahn sich nicht nehmen lassen (an dieser Stelle herzlichen Dank!). Dieser Artikel steht in reiner Textform in der Datei NGvort.txt gespeichert zur Verfügung. Dem Leser wüsche ich viel Vergnügen bei der Lektüre!

1. Behauptung: "Mit Digital geht alles besser".

Eine derart erbärmliche Aussage sollte normalerweise unkommentiert bleiben. Dennoch soll hier der Versuch unternommen werden, mögliche Pluspunkte zu erörtern, ohne auf Absolutheitsansprüche einzugehen.
Selbst im Digitalsystem kann ein Benutzer zu einer bestimmten Zeit nur ein Modell sinnvoll steuern, die anderen Modelle werden von der Automatisierung angesteuert. Mechanische und/oder physikalische Mängel kann auch ein Digitalsystem nicht ausgleichen oder gar beheben.

Prinzipieller Nachteil der bisher bekannten Digitalsysteme ist die verbindliche Ausstattung aller Fahrzeuge (es gibt einige, wenige Systeme, die ein Modell ohne Dekoder ansteuern können) mit einem Dekoder. Damit verbunden sind nach wie vor erhebliche finanzielle Aufwendungen und Kompatibilitätsprobleme bei Systemweiterentwicklungen. Somit stellen Digitalsysteme in gewisser Weise nur kurzfristige (10-20 Jahre) Lösungen dar. Weiterhin werden stets stillschweigend Komponenten vorrausgesetzt, deren Präsenz erst die umworbene Eigenschaften ermöglichen:
Laut Katalog können Lokomotiven vor Signalhalt vorbildgerecht abgebremst werden. Will man dies automatisieren, so ist die Anschaffung eines Signalhaltemoduls und die Einrichtung einer Blockstelle am Signal notwendig. Das Signalhaltemodul muß gesondert erworben werden. Automatisierungen von Betriebsabläufen (Fahrstraßen legen, Signale schalten...) werden erst mit Hilfe eines Computers oder sogenannter "Memory"-Einheiten möglich. Beides muß zusätzlich erworben werden und gehört nicht zur Grundausstattung.

Des Weiteren ist die Zeit zwischen zwei Systemverbesserungen mit max. 8 Jahren viel zu kurz um kleinere, systematische Fehler zu beheben.

Von den Eingangs erwähnten Eigenschaften als Hauptvorteil wird gerne durch Bezug auf Nebensächliches abgelenkt. Im Folgenden ein paar Beispiele von gerne zitierten "digitalen Erfindungen", welche jedoch mit Digitaler Steuerung nichts zu tun haben, da sie auch im Analogfall ohne nennswerten Aufwand realisierbar sind:

• Im Digitalbetrieb ist die Beleuchtung (nahezu) konstant, im konventionellen Betrieb nicht.
• Im konventionellen Betrieb ist eine (nahezu) konstante Beleuchtung durch Einsatz von Leuchtmitteln einer besonders niedrigen Betriebsspannung (z.B. LED's) erreichbar.
• Die Helligkeit der Leuchtmittel im konventionellen Betrieb ist ein Maß für die Transformatorbelastung, im Digitalbetrieb geht diese Information verloren (entweder es "läuft" oder es "steht"). Auftretende Kurzschlüsse sind so im konventionellen Betrieb früher erkennbar.

• Konstante Beleuchtung auch im Stillstand
• Diese Eigenschaft ist keine Erfindung des Digitalzeitalters, sondern war bereits 1939 bei Märklin bekannt mit den 4-Phasen-Relais ("Perfekt"-Schaltung).

• Blockstrecken
• Ein Betrieb (Digital und analog!) ohne Blockstrecken ist möglich, aber nicht sinnvoll.
• Halteabschnitte, Langsamfahrstellen, Zugbeeinflussung durch Signale, Sonderabschnitte (Hupen, Klingeln, Schranken) sind auch im Digitalbetrieb nur durch Blockstrecken realisierbar.
• Bei Überschreitung der Leistungsgrenze des Stromversorgers (Transformator, Booster, Zentraleinheit) sind Blockstrecken (Stromversorgungsabschnitte) unumgänglich
• Ein Verzicht auf Blockstrecken bei mittleren und größen Anlagen ist aus Sicherheitsgründen grober Unfug (Störungssuche stark erschwert, wenn nicht sogar unmöglich; mögliche Überschreitung der maximalen Leistung von 52VA)
• Ein Anschluß stehender Verbraucher (Glühbirnen u.a.) an das Schienennetz ist auch im Digitalbetrieb nicht empfehlenswert.

• Schaltbare Sonderfunktionen (Licht, Hupe, TELEX,...)
• TELEX-Kupplungen gibt es seit 1958 bei Märklin. Somit ist deren Existenz und Ansteuerung keine digitale Errungenschaft
• Hupen gab es bei Märklin von 1966 bis 1974. Sie sind ebenfalls keine digitale Erfindung
• Schaltbare Lichtfunktionen sind im Digitalsystem erst spät aufgekommen. Sie sind ein interessanter Zusatz, aber nicht zentraler Bestandteil des Betriebes.
• Raucherzeuger gibt es seit 1964 (bei Märklin). Sie sind keine digitale Errungenschaft
• Programmierbare Zielfilme auf Modellen von Nahverkehrszügen wären nur digital ohne Aufwand möglich, werden aber noch nicht realisiert. Sie wären eine interessante Zugabe, aber keine Hauptsache.
• Sonderfunktionen (außer Licht/Ton) wären bei Wagen im Digitalbetrieb leicht möglich. Werden bislang aber nicht realisiert.

• Stromaufnahme
• Dekoder nehmen je nach Bauart bis zu 0,1A Strom auf, auch im Leerlauf und/oder Digitalbetrieb
• Motoren benötigen im Betrieb mit Impulssteuerungen (bevorzugte Motorenansteuerungen in Digitalsystemen) einen größeren Nettostrom auf als im konventionellen Betrieb (Bsp.: "SFCM" 0,37A Digitalbetrieb, 0,30A konventioneller Betrieb).

• Motorenleistung
• Bei elektronischer Motoransteuerung wird die maximal nutzbare Leistung des Motors gegenüber konventionellem Betrieb ohne Dekoder reduziert (Ausnahme Synchronmotoren, da diese ohne Elektronik gar nicht betrieben werden können!): ca. 25 % bei DC-Dekodern, ca. 40% bei DELTA und 6090(x)-Dekodern (weitere Informationen siehe Punkt 11)
• Die bislang eng mit Dekodern verbundenen Impulssteuerungen (PWM bei DELTA-Digital, PFM bei Selektrix und Stromsteuerung/PPM bei 6090-Dekodern) reduzieren die maximale Nutzleistung nochmals. (ca. 10 Prozentpunkte bei DELTA und 6090x bzw. 20 Prozentpunkte bei 6090-Dekodern)
  Inzwischen zeichnet sich eine Trendwende an, da man die Nachteile der Impulssteuerungen erkannt hat. So ist es nur eine Frage der Zeit, bis sich Amplitudensteuerungen auch in Dekodern durchsetzen werden.
• Eng verbunden mit der verminderten, nutzbaren Leistung ist auch ein niedrigerer Wirkungsgrad der Motoren. Dieser ist auf den erhöhtern Momentstrom bei Impulssteuerungen zurückzuführen
• Modelle mit Digitaldekoder und automatischer Systemerkennung sind nicht mehr universell einsetzbar, da die Elektronik manche konventionelle Betriebsart durch die automatische Systemerkennung blockiert. Betroffen sind vor allem Digitalmodelle von Märklin zum Betrieb auf MpC-Systemanlagen.

2. Behauptung: "Mit Digital kann man Alles machen, was auch im Analogbetrieb geht".

• Folgende Eigenschaften sind im Digitalbetrieb nicht möglich
• manueller Fahrtrichtungswechsel
• störungs- bzw. aufwandsfreie Kombination beliebiger Modelle

• Folgende Eigenschaften basieren auf unzureichender Konzeption der bisher bekannten Dekoder
• Dekoder vergessen Fahrtrichtungsinformation
• erheblich verkürzte Lebensdauer der Motoren im Digitalbetrieb (bis Faktor 50!)
• relativ leichte Zerstörung der Dekoderendstufen durch mangelhafte Eignung der Bauteile
• mangelhafte Eignung für Reihenschlußmotoren im Digitalbetrieb
  Sobald Dekoder am Motorausgang keine Impulssteuerungen, sondern Amplitudensteuerungen besitzen, die letzten beiden Punkte obsolet, auch PAM ist als Ersatz wenig geeignet.

3. Behauptung: "Im Digitalsystem kann man mit allen Fahrzeugen unabhängig von einander fahren".

In einem Digitalsystem ist ein unabhängiger Betrieb der verwendeten Modelle nur dann gegeben, wenn:

• alle Modelle einen zur Zentraleinheit kompatiblen Dekoder besitzen.
  Von Bedeutung ist dies hauptsächlich, wenn eine proprietäre Zentraleinheit benutzt wird. Es gibt inzwischen Lösungsansätze, die eine virtuell gleichzeitige Ansteuerung von Dekodern verschiedener Systeme erlauben. Voll ausgereift sind diese Produkte noch nicht.
• keine Dekoderadresse im Stromversorgungsbereich der Zentraleinheit bzw. des Leistungsverstärkers mehrfach belegt ist.
  Problematisch können hier zu kleine Adressbereiche und Dekoder mit fest eingestellter Adresse werden.
  Im Fall von Doppel-, Mehrfachtraktionen oder Nachschubbetrieb kann eine identische Adresse von Vorteil sein.
• sich die Dekoder gegenseitig nicht beeinflussen.
  Es ist nach wie vor nicht völlig ausgeschlossen, daß eine bei einem Dekoder geschaltene Sonderfunktion bei einem zweiten Dekoder die Fahreinstellungen beeinflussen kann.
• die Leistungsversorgung unter Beachtung sicherheitsrelevanter Rahmenbedingungen gewährleistet ist.
  Die maximal zulässige Leistung beträgt z.Zt. 52W bzw. VA. Siehe auch Punkt 4.
• physikalische Grenzen den Betrieb nicht be- bzw. verhindern.
  Abstellgruppen sind ein Beispiel. Auch im Digitalbetrieb ist es nicht sinnvoll, die mittleren, bzw. "hinteren" Loks anzusprechen, wenn vor Diesen noch andere Modelle stehen.

4. Behauptung: "Im Digitalbetrieb entfällt der Kabelsalat unter der Anlage".

• Kabelersparnis ist nur dann gegeben, wenn
• unter Mißachtung sicherheitsrelevanter Aspekte (Leistungaufnahme insgesamt > 52 VA) auf mehrere Stromkreise verzichtet wird.
• kleine Anlagen aufzubauen sind, bei denen ein Transformator < 52 VA ausreicht.

• Folgende Anlagenausstattung kann nicht oder nicht sinnvoll mit Kabelersparnis installiert werden
• Beleuchtungen
• Stationäre elektromechanische Verbraucher wie Drehscheiben, Kräne, Schiebebühnen

• Dieses Zubehör kann auch im konventionellen Betrieb bei sorgfältiger Planung unter Kabelersparnis aufgebaut werden
• Meldekontakte wie Reedrelais, Kontaktgleise, Schaltgleise, Magnetsensoren...
• Zugbeeinflussende, elektromechanische Verbraucher wie Weichen, Signale...

5. Behauptung: "Der Analogbetrieb ist zum schnellen Auf- und Abbau besser geeignet".

Soll nur ein Zug seine Kreis ziehen ist diese Aussage richtig. Wollen mehrere Personen mit ihren Lokomotiven auf dem selben Aufbau fahren, ist der Digitalbetrieb einfacher aufzubauen. Dies allerdings nur mit der Prämisse daß alle verwendeten Modelle Dekoder haben, da konventionelle Modelle nicht betrieben werden können. Dabei gibt es Digitalsysteme, die ein (1) konventionelles Modell ansteuern können. Fuer stationäre Anlagen gelten andere Vorraussetzungen.
Sollten aus irgendeinem Grunde mehrere Versorgungsbereiche für den Fahrstrom notwendig sein, ist ein Digitalsystem aufwendiger.

6. Behauptung: "Viele Betriebsarten des Vorbildes sind ausschließlich im Digitalsystem zu verwirklichen!"

• Folgende Betriebsarten des Vorbildes sind nur im Digitalbetrieb realisierbar
• Abschleppen ohne Oberleitung

• Folgende Betriebsarten sind sowohl konventionell als auch digital möglich
• Vorspann
• Nachschub
• Abschleppen mit Oberleitung
• Lokzüge
• Wendezüge
• Abstellen mit Licht
• Rangieren am Ablaufberg

7. Behauptung: "man kann alle Digitalfunktionen auch im konventionellen Betrieb benutzen"

Die automatische Systemerkennung bei den modernen Dekodern desaktiviert die ausschließlich digital schaltbaren Funktionen, sodaß diese Behauptung nicht richtig ist.

8. Behauptung: "mit dem Digitalsystem gehören alle Probleme des Analogsystemes der Vergangenheit an".

Eine Falschaussage wider besseres Wissen!

Folgend ein Auszug aus bekannten Problemen im digitalen Betrieb (im Vergleich zum Analogbetrieb):

• Zunahme von Verschmutzung (Räder und Schienen), bei manchen DC-Dekodern extrem!
• Entkupplungen sowie Entgleisungen bleiben bestehen.
• Zunahme von Kontaktproblemen
• erhöhter Verschleiß stromführender Teile des Motors

Sofern lediglich eine Verwendung von Dekodern auch im konventionellen Betrieb gemeint sein sollte:

• Bocksprünge sind systembedingt auch mit Dekodern vorhanden, jedoch seltener.

9. Behauptung: "eine Regelung ist nur im Digitalsystem möglich".

Diese Aussage entbehrt jeglichen Verständnisses für die Elektronik und bedarf keines weiteren Kommentars.

10. Behauptung: "Mit Digital kann man bis zum vollen Addressbereich Dekoder ansteuern"

Diese Aussage ist zwar richtig aber ohne Wert. Es wird hier verschwiegen, daß hierzu weitere Elemente zusätzlich erworben werden müssen (Leistungsverstärker, Addressverteiler....). Ein Beispiel aus dem Märklin-Digital-System: Jeder Dekoder nimmt im Digitalbetrieb mindestens 0,6VA Leistung auf (dabei sind weitere Verbraucher gar nicht aktiviert!). Sind nun 80 Dekoder auf der Anlage, so ist die gesamte Leistungsaufnahme 48VA. Folglich sind mit einem normalen Transformator von 32 VA in einem Stromkreis nicht alle Dekoder ansteuerbar! Sinnvoll einsetzbar in diesem System sind pro Stromkreis (Block) zwischen 4 und 8 Lokomotiven, je nach Motor, Last und zusätzl. Verbrauchern. Analoge Überlegungen gelten auch für andere Systeme mit weitaus größerem Addressbereich.

11. Behauptung:"In Digitalsystemen haben die Modelle aufgrund der höheren Versorgungsspannung auch größere Leistungsreserven"

Diese Behauptung ist eine Falschaussage wider besseres Wissen!
Motorenleistungen hängen von der sog. Klemmenspannung, welche an den Anschlußklemmen des Motors anliegt ab, nicht von der an den Schienen anliegenden Schienenspannung. Weitere Informationen zu Spannungen und Leistungen finden sich in der FAQ Wie funktioniert die Modellbahn.
Zwei Beispiele aus dem Märklin-System hierzu: Im H0/AC-System ist die maximale Schienenspannung analog 16V. Sofern Relais eingebaut sind, ist die Klemmenspannung ebenfalls 16V. Hat das Modell eine Ansteuerungselektronik (Bsp. DELTA-Dekoder), so verringert sich die Klemmenspannung wie folgt: 16V * Formfaktor 0,9 durch den Gleichrichter = 14,4V. 14,4V abzüglich der Schleußenspannungen durch Halbleiter (hier 3,5V) ergibt 10,9V Klemmenspannung im Analogbetrieb. Im Digitalbetrieb wird die Zentraleinheit (z.B. 6021) mit 16VAC Nennspannung vom Transformator gespeist (Buchsen "0" und "L"). In der Zentraleinheit wird diese Spannung gleichgerichtet und geglättet. Im Idealfall sind dies 1,4*16V = 22,4V (ideal: ohne Verluste). Die zwischen "L" am Eingang und "B" am Ausgang liegt ein Spannungsabfall durch Halbleiter von 4,2V vor. Somit liegen (22,4-4,2V)=18,2V in Form von Rechteckimpulsen an den Schienen an. Diese Spannung wird ebenfalls durch den Dekoder beeinflußt. 18,2V * Formfaktor 1 (wegen Rechteckimpulsen) - 3,5V Schleußenspannung = 14,7V. Vernachlässigt man nun die Frequenzen, ist die Leistungsreserve im Digitalbetrieb um 9% kleiner als im Analogbetrieb ohne Elektronik. Nun sind im Digitalbetrieb die Frequenzen um einiges höher als im Analogbetrieb ohne Elektronik, sodaß im Letzteren unterm Strich noch niedrigere Leistungsreserven übrig bleiben. Die oft zitierten "20V" Schienenspannung sind nur bei manchen Transformatoren im Leerlauf erreichbar und haben mit dem Betrieb Nichts zu tun.
Selbst wenn man als Basis den Analogbetrieb mit Elektronik ansieht, ist diese auf den ersten Blick richtige Behauptung (10,9V analog mit Elektronik gegen 14,7V digital) falsch: die Tatsache, daß mögliche Leistungsreserven nicht genutzt werden ist kein Beweis für deren Inexistenz: sofern im Modell genügend Platz vorhanden ist, kann durch einen Kondensator die Spannung erhöht werden (ob die Elektronik dafür geeignet ist, ist eine andere Frage!): 16V Schienenspannung * Formfaktor 1,4 durch Gleichrichter mit Kondensator = 22,4V; 22,4V - 3,5 V Schleußenspannung = 18,9V. Gleichzeitig wird die Frequenz bei Dekodern ohne Regelung herabgesetzt, sodaß die analogen Leistungsreserven erheblich größer (ca. 60%) sind als im Digitalbetrieb.
Im DC-Betrieb gelten ähnliche Überlegungen: 14V Schienenspannung - 2,1V Schleußenspannung (gegenüber AC-Dekodern entfällt der Gleichrichter und somit 1,4V Schleußenspannung) = 11,9V gegenüber 12VDC. Folglich ist auch im DC-Betrieb keine höhere Leistungsreserve vorhanden.