Funktions-Decoder

Was ist ein ZIMO Funktions-Decoder?

Funktions-Decoder sind Fahrzeug-Decoder für nicht-angetriebene Fahrzeuge, daher ohne Motorendstufe, aber mit einigen speziellen Eigenschaften für die Verwendung in Wagen, die sich meist im Zugverband mit einem angetriebenen Fahrzeug (Lokomotive) befinden.

Eine Besonderheit aller ZIMO Funktions-Decoder ist ...
Eine Besonderheit aller ZIMO Funktions-Decoder ist die programmierbare ZWEITADRESSE (CVs #64 bis 68), mit welcher ein Wagen mit Funktions-Decoder auf einer alternativen Adresse angesprochen werden kann, die üblicherweise der Adresse des Triebfahrzeuges gleichgesetzt wird. Wenn auch die anderen Wagen des Zuges entsprechend ausgestattet sind, also alle über eine einzige Adresse erreichbar sind (um z.B. mit einem einzigen Tastendruck überall das Licht einzuschalten), ist dies die einfachste Form eines (virtuellen) „Zug Bus“ („TrainBus“), der in Zukunft sicher eine wesentliche Rolle in der Digitalisierung auf Zug-Ebene spielen wird.
  • DCC-Adressen 1 ... 10239 (als Einzel-Adresse und als Zweitadresse), Verbundadressen 1 ... 127, MM-Adressen 1 ... 80
  • Programmieren der CVs im "Service Mode" (am Programmiergleis) und im "Operational Mode"
  • ungestörter Fahrbetrieb (ohne Decoder-Reset und -Neustart) bei Kontaktunterbrechungen bis 1 oder 2 sec (wirksam auch ohne externen Energiespeicher)
  • Update-fähige Software: Neue Software-Versionen werden ohne Öffnen der Lok geladen, mit Hilfe des ZIMO Decoder-Update-Gerätes MXULF/A, der Zentral-Fahrpulte MX32(FU) und MX31ZL oder zukünftig des Basisgerätes MX10; vom Computer über ZSP oder direkt mit dem USB-Stick (über MX32(FU)/31ZL oder zukünftig MX10).

  • Überstromschutz für alle Ausgänge, Übertemperaturschutz, Details siehe Info unter "Dauerstrom" und "Spitzenstrom"
  • Spannungsfestigkeit 40 V (MX671), 50 V (MX685)
  • bedrahtete Typen umhüllt mit feuerfestem, isolierendem, transparentem Schrumpfschlauch.

  • Volles NMRA Function Mapping für F0 - F12, sowie ZIMO Erweiterungen (richtungsabhängige Zuordnungen, Schweizer Lichtsystem, u.a)
  • Dimmen, Blinken, amerikanische (Mars, Ditch, Strobe, ...) und andere Lichteffekte (Soft Start, Bremslicht, Flackern, autom. Zeitabschaltung, ..)
  • Fernlicht-/Abblendlicht-Umschaltung per Funktionstaste
  • zeitbegrenzte Kupplungsansteuerung für Krois und Roco und „Kupplungs-Walzer“ (automatisches Andrücken zur Hakenentlastung und Abrücken)

  • RailCom: CV "on-the-main" Auslesen und bestätigtes Programmieren
  • viele weitere RailCom Anwendungen sind eingeplant in zukünftigen Software-Versionen.

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FUNKTIONS-
DECODER

ZIMO-MX676VD MX685P16 MX686D MX688N18 MX689P22

DECODER-FAMILIEN
Typen

MX671

MX671R, MX671N

MX673P22

 

MX675V

 

MX676VD

 

MX685P16

 

MX686D

 

MX688N18

MX689

MX689, MX689P22

   
In Entwicklung
 
In Entwicklung
     
s. Info unten
Abmessungen (mm) 10,5 x 8 x 2,2 22 x 15 x 3,5 25 x 15 x 3,5 26 x 15 x 3,5 20 x 11 x 3,5 20,5 x 15,5 x 3,5 15 x 9,5 x 2,8 30 x 15 x 4
Anschlusstechnik 7 Litzendrähte,
mit NEM-652, od. NEM-651(-Stifte)
PluX-22 10 Litzendrähte 21MTC PluX-16 21MTC Next18 -
Dauerstrom 0, 7 A 1,2 A 1,8 A 1,8 A 1,0 A 1,2 A 0,7 A 1,2 A

Der "Dauerstrom" gibt die mögliche Belastung des gesamten Decoders ("Total") an, wobei durchschnittliche Umgebungsbedingungen vorausgesetzt werden. Limitierend auf den Dauerstrom wirkt die Erwärmung des Decoders; der eingebaute Temperatur-Sensor sorgt bei ca. 100 °C Platinen-Temperatur für die Abschaltung der Verbraucher.

Anzeige der Überlastung (= Übertemperatur) des Decoders durch Blinken der Stirnlampen in schnellem Takt (ca. 5 Hz = 5 mal pro Sekunde); die Wiedereinschaltung des Motors erfolgt automatisch nach Abkühlung um ca. 20 °C (Hysterese).

"Normale" Fu-Ausgänge 10 (9) 12 (9) 10 8 8 8 10

ZIMO Decoder haben unterschiedliche Arten von Ausgängen, wobei es zwischen den Decoder-Familien Unterschiede bezüglich des Vorhandenseins, der Anzahl und der Belastbarkeit gibt:

  • "normale" (oft auch genannt: "verstärkte") Funktions-Ausgänge, wie es sie in Decodern aller Fabrikate gibt, das sind (technisch gesprochen) "open-collector" oder "open-drain" Ausgänge, an welche Stirnlampen, sonstige Lampen, Raucherzeuger, Entkupplerspulen und sonstige Einrichtungen angeschlossen werden, wobei der jeweils zweite Anschluss des Verbrauchers
    • mit dem "gemeinsamen Pluspol" des Decoders (blauer Draht) verbunden wird, oder
    • mit dem Ausgang "Niederspannung" (violetter Draht), falls der Decoder einen solchen hat;
    • es ist auch möglich, den zweiten Anschluss eines Verbrauchers mit der linken oder der rechten Schiene zu verbinden (in manchen Fahrzeugen ist dies durch das leitende Chassis, wo Lämpchen eingesetzt sind, zwangsläufig der Fall), wobei der Verbraucher in diesem Fall nur die Hälfte der Zeit (bei symmetrischem DCC Schienensignal) von Strom durchflossen wird, also z.B. Lämpchen mit reduzierter Helligkeit leuchten (aber in der Wahrnehmung doch mehr als halb so hell ..).
  • "Logikpegel" (oft auch genannt: "unverstärkte") -Ausgänge , siehe unten!
  • "LED-Ausgänge", siehe unten!
  • Ausgänge für Servo-Steuerleitungen, siehe unten!
Strombegrenz. Fu-Aus in Summe 0,7 A in Summe 0,8 A in Summe 0,8 A in Summe 0,8 A in Summe 1 A in Summe 1,2 A in Summe 0,7 A in Summe 1,2 A

Aus Gründen der Platzersparnis wird der Ausgangsstrom der Funktions-Ausgänge in Summe erfasst (alle Ausgänge zusammen oder gruppenweise). Der einzelne Funktions-Ausgang ist kräftig genug ausgelegt, dass er den Summenstrom bei Bedarf auch allein verkraften kann.

Die Abschaltung im Falle eines Überstroms erfolgt nicht unmittelbar, sondern je nach Ausmaß der Überschreitung innerhalb von einigen Zehntelsekunden oder Millisekunden. Dies ermöglicht z.B. den Kaltstart von Glühlämpchen (sollte es doch nicht reichen, kann der Effekt "Soft Start" zugeordnet werden).

Logikpegel-Ausgänge - 2, alt. zu SUSI 2, alt. zu SUSI 2, alt. zu SUSI 2, alt. zu SUSI 2, alt. zu SUSI 4, 2 alt. zu SUSI 2, alt zu SUSI

"Logikpegel"-Ausgänge, auch "unverstärkte" Ausgänge oder "logic level" genannt; diese stellen am Anschluss einen Spannungspegel (0 V für "aus", 5 V für "ein"), über einen internen Schutzwiderstand 10 KO zur Verfügung (also max. 0,5 mA Ausgangsstrom), welcher durch externe Ver­stärkung nutzbar gemacht werden kann; dies erfolgt meist im Selbstbau, aber es gibt auch das Verstärker-Modul M4000Z dafür; siehe Betriebsanleitung der Decoder.

ACHTUNG: "Logikpegel" Ausgänge sind in der Default-Konfiguration der Decoder NICHT aktiv, da sie die selben Anschlüsse benützen wie die SUSI-Schnittstelle (Clock und Data) sowie wie die Servo-Steuerleitungen. Die Entscheidung über die Verwendung dieser gemeinsamen Anschlüsse geschieht mit

CV #124:     Bit 7 = 0  ->  SUSI      Bit 7 = 1  -> Logikpegel

 und den CVs #181, #182 (wenn diese gesetzt: die gemeinsamen Anschlüsse werden als Servo-Steuerleitungen verwendet).

Servo - Ausgänge - 2, alt. zu SUSI 2, alt. zu SUSI 2, alt. zu SUSI 2, alt. zu SUSI 2, alt. zu SUSI 2 2, alt. zu SUSI

Ausgänge für Servo-Steuerleitungen; damit können handelsübliche Servos (Graupner, Robbe, usw.) angesteuert werden, wofür verschiedene Betriebsarten sowie Endstellungen, Umlaufzeiten, u.a. in den CVs #161 bis #182 bestimmt werden können. Bei Decodern mit Niederspannungs-Ausgang 5 V (MX687W) wird auch die Betriebsspannung für die Servos vom Decoder bereitgestellt.

Die Servo-Ausgänge benützen Anschlüsse gemeinsam mit den SUSI-Leitungen (Clock und Data), und werden durch

die CVs #181, #182 aktiviert; dann ist aber SUSI nicht mehr verfügbar.

SUSI ja ja ja ja ja ja ja

Die "SUSI"-Schnittstelle ist an sich ein Relikt der Zeit, als es noch schwierig war, die Sound-Erzeugung im Decoder selbst unterzubringen (was Platzbedarf und Prozessor-Leistung betraf), und daher eigene Sound-Module eingeführt wurden, welche über die SUSI-Datenleitungen (Clock und Data) vom Decoder gesteuert wurden. Auch weitere Funktions-Ausgänge konnten auf diese Art realisiert werden. Teilweise sind solche Zusatz-Module auch noch viele Jahre später am Markt, obwohl diese Lösung technisch nicht mehr zeitgemäß ist und funktionelle Einschränkungen damit verbunden sind.

Obwohl die ursprüngliche Aufgabe mittlerweile praktisch obsolet ist, besitzen die meisten ZIMO Decoder funktionsfähige "SUSI"-Anschlüsse (die keine nennenswerten Kosten verursachen), da es in Zukunft durchaus wieder Verwendungsmöglichkeiten dafür geben könnte; diese Leitungen, wenn vielleicht auch mit einem modernen, vermutlich schnellerem Übertragungs-Protokoll, könnten verwendet werden, um eine Kommunikation zwischen Triebfahrzeug (Lok-Decoder) und angehängten Wagen (Funktions- oder Wagen-Decoder) über leitfähige Kupplungen zu ermöglichen.  Ein solcher "Train bus" ist auf den genormten Decoder-Steckern (MTC - 21-polig und PluX) tatsächlich vorgesehen. Eine weitere Verwendung der "SUSI"-Schnittstelle wären die Verbindung mit Umweltsensoren (Neigung, Querbeschleunigung, GPS, ...) und Zugfunk-Modulen oder Balisen-Lesegeräten im Fahrzeug.

Dir. Energiesp.-Anschl. ja (25 V) ja (16 V) ja (16 V) ja (16 V) - ja - -

Die Verwendung von Energiespeicher-Kondensatoren am Decoder wird von ZIMO schon lange empfohlen (für alle Decoder); allerdings mussten bis 2009 Zusatzbauteile (Drossel, Diode,   im Set lieferbar als SPEIKOMP oder SPEIGOMP) rund um den Kondensator verschaltet werden, um störende Effekte beim Programmieren, bei der Zugnummern-Erkennung und bezüglich des "In-rush current" (hoher Ladestrom nach Power-on, der die Zentrale überlasten kann) zu verhindern.

Für Funktions-Decoder sind Kapazitäten von 1000 µF bis einigen 1000 µF zweckmäßig, größere Werte als ca. 10000 mF sind NICHT zu empfehlen (eventuelle Überlastung der Ladeschaltung).

Der Anschluss von Goldcap-Kondensatoren ist NICHT vorgesehen, und kann Probleme verursachen!

Bei Funktions-Decodern ist die Energiespeicherung durch einen externen Kondensator darauf ausgerichtet, Lichtflackern zu vermeiden ausgerichtet.

Niederspann für Fu-Ausg - - einstellbar einstellbar - - - 5 V (200 mA)

Einige Decoder-Typen enthalten eine eingebaute Niederspannungsquelle, fix mit 1,5 V, bzw. einstellbar(V-Typen) oder 5 V (W-Typen), welche für die Funktions-Ausgänge als alternativer Pluspol verwendet wird, der alternativ zum Pluspol "blauer Draht" zur Verfügung steht. Die Niederspannungsquelle basiert auf einem effizienten, wenig Verlustwärme produzierenden, Schaltregler. Eine solche Niederspannung dient

- zum Betrieb von Niedervolt-Lämpchen (meistens 1,2 oder 1,5 V) als Stirnlampen und für sonstige Beleuchtungsaufgaben,

- für den Betrieb von LEDs, wobei hierfür die 5 V - Ausführung verwendet wird, und die LEDs über einen Widerstand von
  beispielsweise 330 Ohm betrieben werden - dadurch wird weniger Energie "verheizt" als wenn die LEDs an der
  Vollspannung beispielsweise über einen 1K5 - Widerstand betrieben würden,

- für die Versorgung handelsüblicher Servos (5 V), deren Steuerleitungen die Servo-Ausgänge des ZIMO Decoders nutzen.

Die Verwendung der Niederspannungsquelle hat den zusätzlichen Nutzen, dass es sich um eine stabilisierte Spannung handelt, die unabhängig von eventuellen Schwankungen der Schienenspannung konstant bleibt, und die durch Einsatz eines Energiespeicher-Kondensators frei von Einbrüchen bei Kontaktunterbrechungen gemacht werden kann.

Lautsprecher-Ausgang - - - - - - - 4 - 8 Ohm

Lautsprecher-Ausgänge gibt es naturgemäß nur bei Sound-Decodern. Generell können 8 Ohm Lautsprecher verwendet werden; davon gibt es eine sehr große Auswahl, einige Typen auch im ZIMO-Lieferprogramm.

Empfehlung: Besonders effizient (d.h. hohe Lautstärke bei kleinem Platzbedarf) sind die beiden Miniatur-Rechteck-Lautsprecher mit integriertem Resonanzkörper LS10X15 und LS8X12 aus dem ZIMO Lieferprogramm. Diese beiden Typen  werden normalerweis in Mobiltelefonen eingebaut, und sind am Markt eher selten erhältlich (insbesondere nicht mit Resonanzkörper).

Ansonsten gilt für den Wahl des Lautsprecher natürlich: je größer umso besser …, wobei es natürlich auch sehr auf einen fachgerechten Einbau ankommt, also Resonanzkörper oder luftdichtes Lok-Gehäuse als Resonanzkörper, Öffnungen im Gehäuse, usw.

Audio-Leistung - - - - - - - 3 W

ZIMO Sound-Decoder verwenden digitale Audio Verstärker, welche jeweils von einem 5 V - Schaltregler versorgt werden. Diese Lösung erzeugt einen von Schwankungen der Fahrspannung unbeeinflussten Sound, und ist auch im Analogbetrieb schon früh (ab knapp über 5 V) voll verfügbar.

Sound-Speicher - - - - - - - 32 Mbit

Ein Sound-Speicher von 32 Mbit entspricht einer Abspielzeit von 180 sec in der höheren Qualität (22 kHz Sample rate); bzw. 360 sec in der niedrigeren Qualität (11 kHz). ZIMO Sound-Projekte benützen vorwiegend Sound-Samples mit 22 kHz.

Info: Der Funktionsdecoder MX689 ist bis dato ein Projekt, dessen Entwicklung angedacht wird, sofern sich ein entsprechender Bedarf, bzw. Nachfrage, zeigt.