Das Stationäreinrichtungs-Modul StEin

„StEin“- Module (Stationär-Einrichtungs-Module) sind Komponenten des ZIMO Digitalsteuerungssystems, die vorgesehen sind, zusammen mit einem ZIMO Basisgerät der Baureihe MX10 als Digitalzentrale eingesetzt zu werden; zumindest bis auf Weiteres NICHT mit Fremdsystemen.

Wie die Bezeichnung andeutet, werden am „StEin“ die „stationären Einrichtungen“ einer Modellbahnanlage angeschlossen, das sind Gleisabschnitte und Zubehörartikel ( Weichen, Signale, Entkuppler), Meldekontakte und Lautsprecher.

"StEin" ist MEHR als eine weitere ZIMO Systemkomponente; "StEin" folgt einem neuartigen Konzept, es ist eher ein eigenes Subsysten, das darauf ausgelegt wird, alle ("stationären) Einrichtungen einer Modellbahnanlage abzudecken. Es werden also KEINE Besetztmelde-Module, RailCom-Detektoren, Zubehör-Decoder, u.ä. daneben gebraucht. Natürlich sind nichtsdestoweniger Kombinationen möglich.

Diese Website soll in das "StEin" Konzept einführen, detaillierte Informationen sind eher den ZIMO Druckwerken zu entnehmen,
siehe daher auch ...

Hier  . . .  Zum ZIMO System-Katalog (April 2018), "StEin" ab Seite 20,
Hier  . . .  Zur Betriebsanleitung "StEin" (jeweils neueste freigegebene Ausgabe).

Folgende Files zum Download sind nützlich bei der Erstellung von eigenen Konfigurationen:

Stein-Konf-Sheet-Fertigkonfigurationen.xlsx -File zum Öffnen in Microsoft Excel
Stein-Konf-für-alle-StEin-Module-der-ZIMO-N-MESSE-Anlage.xlsx

Der Betrieb voll-funktionaler Gleisabschnitte (mit Besetzt- und Zugnummernmeldung, RailCom lokal / global, Überstrom/Kurzschluss-Behandlung, sowie mit ZIMO „HLU“ für die „signalabhängige Zugbeeinflussung“) ist die zentrale Ausgabe des „StEin.

Meistens (aber nicht immer) in Zusammenhang mit den Gleisabschnitten stehen die Eingänge für Punktmelder am „StEin“, deren Verwendung erlaubt, das Prinzip der LZB (= Linienzugbeeinflussung) durch Limitieren der Geschwindigkeit mittels HLU mit Elementen der PZB (= punktförmiger Zugbeeinflussung) durch Punktmelder wie Kontaktgleise, Gleiskontakte, Lichtschranken, o.ä. zu ergänzen.

HINWEIS: Eine teil-funktionale Alternative für Gleisabschnitte ist der  Roco „Z21 Belegtmelder mit RailCom“ (hergestellt von ZIMO) für Anwendungen, wo kein HLU oder sonstige Art der Zugbeeinflussung gebraucht wird.

Für den Betrieb von Zubehörartikeln ist „StEin“ eine preisgünstige (weil „nebenbei“ im Modul angeboten) und funktionell vorteilhafte Alternative zu Zubehör-Decodern: zu den Vorteilen gehören u.a. die gleisunabhängige Stromversorgung und der CAN-Bus als leistungsfähiger Steuerungs- und Rückmeldepfad.

   
Bild oben: „StEin“- Module sind ein (optionaler) Bestandteil des ZIMO Steuerungssystems: sie werden vom Basisgerät MX10 (Digitalzentrale) versorgt,
über die "DC out"  Ausgänge S1 und S2 für Fahrspannung und Zubehörspannung. SteIn-Module sind auch - schaltungstechnisch gesehen - 8-fache Booster,
d.h. sie erzeugen das DCC-Gleissignal selbst, synchronisiert mit der Zentrale über spezielle Adern des 8-poligen CAN-Bus-Kabels. Über den CAN-Bus erfolgt
auch die Kommunikation in beiden Richtungen mit der Zentrale, den anderen Systemkomponenten und (indirekt) dem Computer.
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„StEin“- Module zusammen mit den (an den beiden 20-poligen Buchsen an der Oberkante der Hauptplatine) anzusteckenden Erweiterungsplatinen und den (über den I2C-Bus verbundenen) ICA-Platinen haben Anschlüsse für den Betrieb folgender Einrichtungen der Modellbahnanlage:

- Voll-funktionale Gleisabschnitte:
Besetztmeldung, Überstrom-/ Kurzschluss-Erkennung und -Abschaltung (nach einer Folge von Wiedereinschaltversuchen), RailCom-Detektion für lokale und globale Daten, Anwendung der 7-stufigen ZIMO HLU Geschwindigkeits-Limits und Richtungssteuerung.
8 Gleisabschnitts-Anschlüsse sind am StEin-Modul (Hauptplatine) vorhanden.

- Teil-funktionale Gleisabschnitte (an kostengünstigen Anschlüssen):
Besetztmeldung, HLU wie oben, aber Überstrom- und Kurzschluss-Abschaltung für jeweils 8 Gleisabschnitte gemeinsam; für kurze Abschnitte geeignet, z.B. Weichen-abschnitte in der Gleisharfe (wo keine getrennte Erkennung notwendig).
8 solche Gleisabschnitts-Anschl. durch Erweiterungsplatine STEINEG8 zu ergänzen.

- Weichen-, Formsignal-, Entkuppler-Antriebe, Beleuchtungskreise, u.a.:
Doppelspulenantriebe (bzw. Einzelspulen für Entkuppler), Motorantriebe, EPL-Antriebe, Strommessung zur Umlaufkontrolle, Endabschaltungserkennung zur Positionsmeldung. Auch Komponenten der Anlagenbeleuchtung.
8 Weichenausgänge (16 Einzel-) sind am StEin-Modul (Hauptplatine) vorhanden,
8 zusätzliche Weichenausgänge durch Erweiterungsplatine STEINE8W zu ergänzen. 

 

 

 

- Servo-Antriebe für Weichen, Formsignale, u.a.:
handelsübliche Servos, 5 oder 6 V Versorgung, Steuerleitungen normal/invertiert.
8 Servo-Ausgänge durch Erweiterungsplatine STEINE8S zu ergänzen.

- Punktmelder, Stellungskontakte, u.ä. (an "Schalteingängen").
Punktmelder zur Ergänzung der Gleisabschnitte ("Unterteilung in logische Abschnitte") durch Lichtschranken, Reflexlichtschranken, Kontaktgleise, u.a., Stellungsmelder für Weichen ohne Endabschaltung.
16 Schalteingänge sind am StEin-Modul (Hauptplatine) vorhanden,
jeweils 16 zusätzliche Schalteingänge "nebenbei" auf diversen Erweiterungsplatinen.

- LED-Signale (an "Lichtausgängen" mit gemeinsamen Pluspol oder Matrix):
dezentrale Signalplatinen, um Signaldrähte ohne Verlängerung zu verwenden.
jeweils 16 Lichtausgänge (beliebig auf Signale zu verteilen) auf ICA-Platine .

- Lautsprecher zur Wiedergabe von Bahnhofsansagen, Stationärgeräuschen:
interner Sound-Generator des StEin-Moduls.
2 Lautsprecher-Ausgänge sind am StEin-Modul (Hauptplatine) vorhanden .

 
      

Bild oben: Anschlüsse eines „StEin“- Moduls in Ausführung STEIN88V (Voller Ausbau); daneben gibt es den Typ STEIN80G ("Nur-Gleisabschnitte-StEin");
bei diesem sind die braun beschrifteten Anschlüse nicht vorhanden
. Ansonsten sind die beiden Ausführungen vollkommen identisch.
.

 

Das ZIMO „StEin“- Konzept erlaubt eine Kombination von LZB (= linienförmige Zugbeeinflussung durch Limitieren der Geschwindigkeit mittels HLU) mit Elementen der PZB (= punktförmiger Zugbeeinflussung). Dafür werden die 16 Schalteingänge als Punktmelder per Lichtschranken, Hall-Sensoren oder Kontaktgleise eingesetzt.

Dies ist sowohl technisch als auch wirtschaftlich vorteilhaft, weil damit

  • eine besonders hohe Haltepunktgenauigkeit erreicht wird, zumindest im Falle der Verwendung von Lichtschranken oder Hall-Sensoren, weil die Abhängigkeit vom zuverlässigen Rad-Schiene-Kontakt der einzelnen Achsen wegfällt.
  • eine signifikante Kostenersparnis einhergeht, indem eine Reihe von getrennten Gleisabschnitten wegfällt, die relativ teure Anschlüsse am StEin belegen würden. Das einzelne Bahnhofsgleis besteht typischer Weise nur mehr aus einem einzigen Abschnitt. Die Lichtschranken, welche die bisherigen Gleisisolierungen ersetzen, kosten (samt Anschlusspunkten am StEin) sehr viel weniger.

 

Die beiden Skizzen einer Einfahrt in eine zweigleisige Station zeigen die Reduktion der Zahl von Gleisabschnitten durch Einsatz von Lichtschranken: diese bewirken eine "logische Unterteilung" der verbleibenden Gleisabschnitte und lösen im Ablauf einer Fahrstraße die gleichen Änderung der Geschwindigkeitslimits aus wie in der "konventionellen Aufteilung" (mehr Gleistrennungen und -abschnitte) das Einfahren in einen neuen Gleisabschnitt (welches eine neue Besetztmeldung auslöst).

                                   
Bilder oben: "StEin"-Module werden üblicherweise in Computer-gesteuerten Anlagen eingesetzt (mit Stellwerksprogrammen wie STP, ESTWGJ oder Win-Digipet),
aber für die Erstinbetriebnahme und Fehlersuche ist eine von externer Software unabhängige Überwachung und Ansteuerung zweckmäßig.
Daher gibt es auf den ZIMO Fahrpulten MX32 die Möglichkeit die vorhandenen "StEin"-Module zu listen und deren angeschlossene Gleisabschnitte, Weichen, usw..
anzusteuern bzw. mitzuverfolgen (Besetztmeldungen, HLU-Zustände, Positionen, usw.). Am Modul selbst gibt es zahlreiche Kontroll-LEDs und auch 5 Tasten,
mit denen lokal beispielsweise Besetzt-Schwellen umgestellt, die HLU-Wirkung ausprobiert, Weichen und Signale geschaltet werden können.
Diese Elemente spielen auch für die in zunehmendem Maß relevanten autonomen Anwendungen, beispielsweise automatische Gleiseinfahrten, eine Rolle.
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Vom Auslieferungszustand zur individuellen Konfiguration

Sofortinbetriebnahme des neuen Moduls:

Ein neues "StEin"-Modul kann unmittelbar in Betrieb genommen werden: es werden also die 8 Gleisabschnitte, 8 Weichen, Signale über externe Signalplatinen, ... angeschlossen, die dann vom System her (Bedienungsoberfläche am MX32, siehe oben) und/oder vom Stellwerksprogramm angesteuert und abgefragt werden.

In der normalen Auslieferungsform verhält sich der "StEin" wie eine Kombination von Gleisabschnitts-, Magnetartikel-, Signal-Modulen (und Einiges mehr), die auf typische H0-Anlagen abgestimmt ist: also Überstrom-Erkennung der Gleisabschnitte bei 2-3 A, Doppelspulenweiche, HV-Signale, usw.

Nutzung der vorgespeicherten Fertig-Konfigurationen:

Der Auslieferungszustand nutzt Fertig-Konfigurationen mit Parametern, wie sie für normale H0-Anlagen sinnvoll sind (d.s. NNK, DSA in der Liste). Für andere Anwendungen (N-Spur, große Spuren, andere Antriebe, usw.) sind andere Fertig-Konfigurationen bereits vorgespeichert, die durch eine einfache Tasten-Prozedur am Modul selbst (mit den "5 Tasten") aktiviert werden können.

Die Listen unten beschreiben die verfügbaren Fertig-Konfigurationen (Stand November 2018), wobei es jeweils eigene für Gleisabschnitte und für Weichen gibt (nach Fertigstellung auch für Signale, u.a.), die nebeneinander aktiv sein können. Die jeweils ersten Zeilen jeder Liste sind die Fertig-Konfigurationen NNK, DSA für den Auslieferungszustand..

In jeder einzelnen dieser Fertig-Konfigurationen sind jeweils alle 8 Gleisabschnitte oder alle 8 Weichen definiert (was nicht zwingend so sein müsste); es kann nur eine einzige Fertig-Konfiguration für Gleisabschnitte, ebenso eine für Weichen aktiv sein.

Die Fertig-Konfigurationen - obwohl nicht zur Bearbeitung durch den Anwender vorgesehen - sind in einem PARAMETER-SHEET definiert, einem ebensolchen wie es auch zur individuellen Konfiguration aufgestellt wird. Siehe Darstellung, Download-Möglichketein und Erklärung unten. Es kann übrigens auch als Sammlung von Muster-Objekten genutzt werden, an denen sich Ersteller eigener Parameter-Sheets orientieren können: es können auch Objektzeilen daraus entnommen und in das eigene Sheet hineinkopiert werden, dort für die eigene Anwendung angepasst, usw.

 

   

Kurze Erklärung de Fertig-Konfigurationen  (Stand Nov. 2018)

an Hand ihres PARAMETER-SHEETS (dargerstellt unten oder Download Excel oder pdf)

Siehe auch Hinweise auf die Parameter der einzelnen Objekte im allgemeinen Kapitel über Konfiguration !

Jeder Block aus 9 Zeilen entspricht einer Fertig-Konfiguration (das ist jedoch keine zwingende Einteilung), deren Nummer in der ersten Spalte "NAME" (aller 9 Zeilen) festgehalten ist (nach welcher die Auswahl erfolgt, und welche der Nummer in der Liste der Fertig-Konfigurationen entspricht; der restliche Text in der Spalte dient nur der Übersicht und hat keinen Eonfluss auf das Verhalten des Moduls/Objekts).

Die jeweils erste Zeile eines Blocks (einer Fertig-Konfiguration) ist eine Typ-Deklaration für die folgenden 8 Zeilen, die unter Verwdnung dieses Typs jeweils einen Gleisanschluss beschreiben (es könnte auch jede Zeile extra ihre Paramter haben).

Dir einzelnen Spalten für die Gleisanschlüsse (bzw. in der Zeile des Typs) enthalten die Parameter, die wichtigsten davon: zunächst einige (hier nicht benutzte) "FIX"-Optionen (für den Fall des autonomen, nicht Computer-gesteuerten Betriebs), dann die Besetztmeldeschwellen (für die Situationen "normal", "feucht", "nass"), dann Überstrom-Schwellen (UESL..., UESS...,) und Wiedereinschaltezeiten, sowie die Kurzschluss-Schwelle (KS...), am Ende der Zeilen die Anschlusspunkte, d.h. welchen Ausgang der Gleisabschnitt selbst benützt (1 ... 8) und welche Anschlusspunkte die zugeordneten Punktmelder belegen (am Bandkabelstecker rechts).

Die Fertig-Konfigurationen für Weichen (ab 41) haben Ihre eigenen Paramter und daher andere Spalenbezeichnungen: dort gehet es um Schaltimpulse, Testimpulse, Umlaufzeiten und -ströme, am Ende der Zeilen wiederum die Anschlusspunkte.

Um dieses Sheet zu vergrößern und lesbar zu machen: Zoom im Browser auf etwa 200% einstellen, oder Download:
Stein-Konf-Sheet-Fertigkonfigurationen.xlsx -File zum Öffnen in Microsoft Excel, oder (wenn am Computer kein Excel)
Stein-Konf-Sheet-Fertigkonfigurationen.pdf -File zum Öffnen im Acrobat Reader.

Die individuelle Konfigurationen

"StEin" beinhaltet ein neuartiges Konzept der Konfiguration (auch die oben beschriebenen Fertig-Konfigurationen sind ein Teil davon), also der Definition von Parametern für die angeschlossenen Einrichtungen, wie Besetztmeldeschwellen für Gleisabschnitte, Schaltzeiten für Weichenantriebe, u.v.a.

Die Methode der "StEin" - Konfiguration ist gekennzeichnet durch:

  • den objektorientierten Ansatz, d.h. nicht nach Adressen (etwa von Decodern) organisisert, sondern nach den "Objekten" (also Gleisabschnitten, Weichen, Signalen, ...), identifiziert durch ihre jeweiligen sytemweiten Objektnummern. Jedem Objekt ist eine Reihe von Parametern zugeordnet, darunter auch der "Anschlusspunkt" - also einer Art Adresse - am "StEin"-Modul (beispielsweise eines Weichenantriebs), oder auch mehrerer Anschlusspunkte (etwa Antrieb, Zwangschaltekontakte, Herzstück-Relais), die unabhängig voeinander, sogar auf verschiedenen Modulen, festglegt werden können.
  • die tabellarische Erfassung der Objekt-Paramter in einem "Parameter-Sheet", welches aus Objektzeilen, also Zeilen für jedes Objekt, besteht. Dies schafft einen guten Überblick, da die Paramter zahlreicher Objekte (beispielsweise sämtlicher Weichen der Analge) gleichzeitig zu sehen und auch gruppenweise zu manipuieren sind.

Als Tool zur Erstellung des "Parameter-Sheets" wird vorzugsweise das bekannte Tabellenprogramm "Excel" eingesetzt. Die daraus exportierte .cfg-Datein wird mittels USB-Stick in den "StEin"-Modul eingebracht (oder auch in alle angeschlossenen Module gleichzeitig).

Zur vereinfachten Erstellung von Parameter Sheets gibt es Hilfmittel wie TYP-Objekte, d.s. sowohl vorgespeicherte als auch selbst-erstellte Vorlagen für Objektzeilen mit jeweils gleichen Parameterwerten, nur unterschiedlichen Anschlusspunkten, und Fertig-Konfigurationen d.s. (siehe oben). vorgespeicherte Parametersätze, die zur schnellen Inbetriebnahme oder auch als Ausgangspunkt der endgültigen Konfiguration per Tastenprozedur direkt am "StEin" aktiviert werden.

Die folgenden Auszüge aus einem "echten" Parameter-Sheet stammen von der ZIMO N-Spur Ausstellungsanlage. Diese enthält 7 "StEin"-Module, an welchen alle (ca.) 50 Gleisabschnitte, 30 Weichen, und 25 Punktmelder angeschlossen sind

Zu sehen sind die Objektzeilenfür Gleisabschnitts-Typ-Definitionen und Gleisabschnitte für einige der Modulen (deren jeweilige Nummern in der Spalte MODULNR angeführt ist) sowie einige Weichen-Typ-Definitionen und Weichen.

Das komplete Paramter-Sheet dieser Anlage steht hier zum Download zur Verfügung; zusammenmit dem Paramter-Sheet für Fertig-Konfigurationen (siehe oben) kömmem Teile davon auch als Ausgangspunkt für eigenAnwendungen genutzt werden.

Um dieses Sheet zu vergrößern und lesbar zu machen: Zoom im Browser auf etwa 200% einstellen, oder Download:
Stein-Konf-für-alle-StEin-Module-der-ZIMO-N-MESSE-Anlage.xlsx -File zum Öffnen in Microsoft Excel

Bild oben: Auszug aus dem "Parameter-Sheet" der ZIMO Messe-Vorführanlage, und zwar für sämtliche (nämlich 7) dort eingesetzten "StEin"-Module. Aufgrund
der vorangestellten Spalte MODULNR filtert jeder Modul die eigenen Objektzeilen heraus. Zu sehen sind Objektzeilen für Gleisabschnitte und Weichen. Die einzelnen Blöcke
werden jeweils durch ein TYP-Objekt (GATYP, WEITYP, ...) eingeleitet, das für die darauffolgenden eigentlichen Objekte als Vorlage fungiert.  Die Parameter der einzelnen Objekt
beziehen sich großteils auf verschiedene Schwellen- und Grenzwerte für Stromstärken (Besetztmeldungen, Kurzschlüsse, ...) und Zeitangaben (Ansprechzeiten, Wiedereinschaltezeiten,
Schaltzeiten, ...) sowie auf die Anschlusspunkte am Modul der jeweiligen Einrichtungen (Spalten ganz rechts).
Last update:  2018 12 05         .