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Völkner Funktionsdekoder

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Von einigen Elektronikversendern gibt es eine preisgünstige Alternative zum Märklin Funktionsdekoder c96 (60960), allerdings fr das alte Motorolaformat. Die 6021 muß auf "Mischformat" stehen (nur DIP 2 on), bei der Intellibox (Default steht sie auf "neues Format") mu das Datenformat fr einzelne Lokdekoder auf altes Motorolaformat geändert werden (siehe PDF-Manual Punkt 6.5, Seite 36). Ich bestellte bei Völkner diesen Funktionsdekoder 016-583-122 für knapp 20 DM. Die beiliegende Beschreibung erklärt einfach wie die Adresse einzustellen ist und alle anderen Anschlüsse. Im Gegensatz zu Märklindekodern wird die Adresse nicht über DIP-Switches eingestellt, sondern mittels Drahtbrücken und Lötpunkten. Außerdem feht eine Polaritätserkennung. Es ist darauf zu achten, das man das rote Bahnstromkabel nicht mit dem braunen Massekabel verwechselt, sonst nimmt der Dekoder keine Befehle entgegen.
Der erste Funktionstest verlief zufriedenstellend. Betreibt man den Dekoder in einem Fahrzeug kann es immer wieder durch Kontaktprobleme zu kurzen Stromunterbrechungen kommen. Dem Märklindekoder macht das nichts aus. Sobald er wieder Strom bekommt, sind auch die angeschlossenen Verbraucher wie etwa eine Innenbeleuchtung wieder in Betrieb. Der Völknerdekoder vergißt dagegen welche Funktionen angeschaltet sind. An der 6021 brennen weiterhin die LEDs und signalisieren die aktivierten Sonderfunktion. Erst wenn man die Sondertasten f1-4 zweimal betätigt, schaltet auch der Völknerdekoder die Funktionsausgänge durch.

Durch den "Gedächtnisverlust" des Dekoders ist er in einem Fahrzeug nicht sinnvoll einsetzbar. Ich suchte also nach einer Möglichkeit den Chip elektrisch zu puffern. Das kann man achen indem man hinter dem Gleichrichter einen Elko (Elektrolytkondensator) anlötet, wie auf der Grafik ersichtlich. Damit die gespeicherte Energie nicht nutzlos über die angeschlossenen Verbraucher der Funktionsausgänge abfließen kann, muß der 0-Ohm Widerstand abgelötet werden (grüner Pfeil). Dieser SMD-Widerstand trug die Bezeichnung 000 und wurde hier schon entfernt. Diese "Brücke" versorgt ausschließlich die Verbaucher der Funktionsausgänge. Damit diese wieder Strom bekommen, baute ich den positiven Teil des Gleichrichters mit zwei Dioden des Typs 1N4001 nach. So ist der Elko nur noch mit den beiden ICs verbunden.

Das Foto zeigt den Dekoder nach der Modifikation. Die Dioden konnte ich nocht recht elegant um den Gleichrichter plazieren, aber der Elko ist recht groß. Ich nahm einen 1000 uF-Elko. Damit behält der Dekoder etwa 15 Sekunden lang sein Gedächtnis. Das reicht um längste Kontaktprobleme zu überbrücken, aber wenn bei einer Entgleisung der Strom abgestellt wird, dauert es meist länger. Der Märklin c96 behält sein Gedächtnis mehrere Tage, kostet aber dafür mehr als das doppelte. Wem dieser Elko so groß ist, kann sich auch mit einem 220 uF-Elko behelfen. Das reicht dann für etwa eine Sekunde.

Eine zweite Möglichkeit ist den Stromverbrauch des Dekoders zu senken. Dazu wird die Verbindung des Treiber-ICs ULN2004L zum Gleichrichters getrennt. Das geschieht indem man eine Leiterbahn unterbricht (roter Pfeil). Statt den Gleichrichter aus einzelnen Dioden aufzubauen, ist es sinvoller einen zweiten Gleichrichter huckepack auf den anderen zu löten. Es dürfen aber, wie in der Grafik ersichtlich, nur die Eingänge elektrisch verbunden sein. Eine Plus-Leitung führt wie gewohnt an den Lötpunkt, an dem früher der 0-Ohm Widerstand war. Die Minus-Leitung führt zum Lötpunkt der Codierung und von dort zum Treiber-IC. Jetzt muß der Elko nur noch den MC-IC mit Strom versorgen und kann demensprechend kleiner dimensioniert sein.
Nun kann man also den Dekoder für z.B. Innenbeleuchtungen einsetzen indem man die Glühbirnen direkt anschließt. Trotzdem ist das keine optimale Lösung, weil die maximale Gesamtleistung von 1000 mA des Dekoders schnell erreicht ist. Das reicht allenfalls für kurze Züge oder mit wenigen Lampen. Man könnte LEDs einsetzen, aber wie realistisch ist dieses trübe, gelbe Licht? Außerdem braucht man zweipolige Stromkupplungen bei den Wagenübergängen, weil man für ein flackerfreies Licht auch eine Rückleitung zum Dekoder braucht.
Als Alternative kann man an den Funktionsausgängen auch Relais betreiben. Da unterscheidet man zwei Relaisarten: das monostabile mit einer Spule und das bistabile mit zwei Spulen. Das monostabile Relais bleibt so lange geschlossen, wie der Funktionsausgang aktiv ist. Bei einem Kontaktproblem während der Fahrt, würde das Relais abfallen und, wenn der Dekoder sein Gedächtnis behalten hat, wieder anziehen sobald wieder Strom da ist. Nach einem längerem Stop ist das Gedächtnis auch nach der Ergänzung um einen Elko leer und der Funktionsausgang muß neu aktiviert werden. Da man den Digitalstrom mit positiven und negativen Spannungsformen über den Kontakt des Relais leiten kann, braucht man keine Rückleitung zum Dekoder, sondern kann die Masse von den Rädern benutzen. Nach diesem Prinzip habe ich meinen Märklin Steuerwagen mit c96 umgebaut.

Benutzt man bistabile Relais hat man nur zwei Ausgänge zur Verfügung, weil je zwei Funktionsausgänge die zwei Spulen des Relais schalten. So wird z.b. mit f1 das Relais (meist mit Umschaltschaltkontakt) geschlossen und mit f2 wieder geöffnet. Die rote Leitung würde zu der Innenbeleuchtung eines Wagen und zu der Stromführenden Kurzkupplung führen. Die Grafik zeigt der Anschluß eines solchen Relais. Der weiße Strich auf dem Relais ist zu beachten. Es ist baugleich mit denen im Märklin 7244, Viessmann 5552 oder Völkner 014-064-422. Die Grafik oben zeigt den Anschluß eines bistabilen Relais an die Funktionsausgänge 1 und 2. Das Relais ist endabgeschaltet, sodaß nichts passiert, wenn ein Funktionsausgang etwas länger aktiviert ist. Trotzdem sollte man bestrebt sein, nur kurz f1 oder f2 zu aktivieren, um das Relais umzuschalten. Impulse von 0,1 Sekunden sind schon ausreichend, obwohl man bei der Bedienung über eine Control Unit normalerweise 0,5 bis 1 Sekunde für diese Vorgang braucht. Es darf aber auf KEINEN FALL f1 und f2 GLEICHZEITIG aktiviert werden, das könnte das Relais zerstören!

Trotzdem halte ich den Einsatz von bistabilen Relais für die beste Lösung. Zum einen reichen zwei unabhängige Umschalter vollkommen um bei einem Wendezug die Innenbeleuchtung und den Wechsel des Spitzenlichtes zu schalten, zum anderen braucht man den Dekoder nicht zu puffern, da die Funktionsausgänge nur kurzfristig aktiviert sind. Das Foto zeigt den Funktiosdekoder mit zwei Relais wie man es für einen Steuerwagen benötigen würde. Den großen Elko habe ich gegen kleineren mit 220 uF getauscht.
Von der Firma Conrad wurden einige Funktionsdekoder diesen Typs ausgeliefert, die garnicht funktionieren. Statt der 270 k-Ohm Widerstände (SMD-Kennung 274) wurden 220 k-Ohm Widerstände montiert (SMD-Kennung 224). Außerdem trägt das Treiber-IC die Bezeichnung ULN 2004L 9849. Nach dem Austausch der Widerstände sollte der Dekoder anstandslos funktionieren.