Dies läßt sich relativ durch eine sachgerechte Erweiterung des Datenformats beheben. Zum besseren Verständnis sollte noch einmal die Beschreibung des Datenformats repetiert werden; ich setzte dessen Kenntnis und Verständnis voraus.
Daher nur kurz: Bekanntlich besteht jedes Befehlspaket im Märklin/Motorola-Format aus 9 Einheiten, die aufgrund ihrer dreiwertigen Logik im alten Format als "Trits" bezeichnet werden. Jedes Trit besteht aus zwei Bit, wobei aber nicht jede Kombination "erlaubt" war sondern eben nur drei Kombination: 1 und 1 ("11"), 1 und 0 ("10") sowie 0 und 0 ("00").
Man sieht sofort, daß hier noch eine weitere Kombination vorhanden ist, nämlich 0 und 1 ("01"). Diese Kombination ("01")war im alten Format, das auf den Datenübertragungs-ICs MC145026 ff von Motorola beruhte, wie ausgeführt nicht vorhanden bzw. definiert. Hiervon ist Märklin aber selbst im neuen Format bereits abgerückt, den dieses läßt bei den Geschwindigkeits-Trits (den Trits D6 bis D9) auch die vierte Kombination - "01" - zu und ermöglicht es somit, jede denkbare Kombination der Bits zu benutzen. Die hierdurch zusätzlich gewonnenen Kombinationen werden im neuen Format u.a. für das absolute Richtungskommando und die vier Extrafunktionen verwendet.
Somit kann man seit Einführung des neuen Formats als kleinste Informationseinheit eines Befehls nicht mehr das Trit - bestehend aus zwei Bits - sondern jedes einzelne Bit ansehen. Im neuen Format wird dies aber nur für die Geschwindigkeitstrits - D5 bis D9 - genutzt, die ja nunmehr neben der Geschwindigkeit auch die Richtung und den Status der Extrafunktion kommandieren. Nach wie vor nur "dreiwertig" ist hingegen die Adresskodierung, woraus sich die Beschränkung auf nur 80 (81) Adressen trotz 4 x 2 Bit (Trits D1 bis D4) und somit 256 möglichen Kombinationen
ergibt. Die Auflösung dieser Beschränkung, d.h. die Nutzung dieser 4 x 2 Bits als einzelne Bits wie auch bei den Geschwindigkeitsdaten führt zu den weiteren 175 (176) Adressen, die ohne das Erfordernis eines neuen Datenformats eingestellt und kommandiert werden können.
Gegenwärtig können die IntelliBox, LOK und die Linux-Software DDL diese zusätzlichen 175 (176) Adressen kommandieren. Die Uhlenbrock-Dekoder sowie der Wikinger-Dekoder können auch auf diese Adressen eingestellt werden. Da eine entsprechende Erweiterung aber sehr einfach ist, wird man davon ausgehen können, daß über kurz oder lang alle "besseren" Dekoder auch 255 (256) Adressen beherrschen.
Grundsätzlich kann man den "freien" Bitkombinationen beliebig Adressen zuordnen. Insbesondere dem Dekoder ist es herzlich gleichgültig, welche Adreßnummer der Anwender oder die CU der Bitkombination zuordnet, denn er wird ja nur auf die betreffende Bitkombination eingestellt.
Um aber zu gewährleisten, daß die betreffenden Loks mit allen CUs unter derselben Adresse angesprochen werden können - was letztlich dem Komfort des Anwenders dient und daher auch für "große" Hersteller selbstverständlich sein sollte -, empfiehlt es sich, daß man ein bereits eingeführtes Schema verwendet. Ich hatte mich dazu entschlossen, die bei der IntelliBox verwendete Kodierung zu übernehmen, denn die IntelliBox war die erste CU, die dieses Feature aufwies - Ehre wem Ehre gebührt. Alle anderen sind diesem Beispiel bislang gefolgt. Um die Akzeptanz dieses "Standards" zu erleichtern, folgt eine entsprechende Tabelle (der Einfachheit halber als Auszug aus dem Quellcode von LOK), aus denen sich alle 256 Adressen ergeben:
Adresse Dezimal Hex Bitfolge binäre Werte adr00 db 085 ;= AA = '10101010';1+4+16+64 adr01 db 003 ;= C0 = '11000000'=1+2 adr02 db 001 ;= 80 = '10000000'=1 adr03 db 012 ;= 30 = '00110000'=4+8 adr04 db 015 ;= F0 = '11110000'=1+2+4+8 adr05 db 013 ;= B0 = '10110000'=1+4+8 adr06 db 004 ;= 20 = '00100000'=4 adr07 db 007 ;= E0 = '11100000'=1+2+4 adr08 db 005 ;= A0 = '10100000'=1+4 adr09 db 048 ;= 0C = '00001100'=16+32 adr10 db 051 ;= CC = '11001100'=1+2+16+32 adr11 db 049 ;= 8C = '10001100'=1+16+32 adr12 db 060 ;= 3C = '00111100'=4+8+16+32 adr13 db 063 ;= FC = '11111100'=1+2+4+8+16+32 adr14 db 061 ;= BC = '10111100'=1+4+8+16+32 adr15 db 052 ;= 2C = '00101100'=4+16+32 adr16 db 055 ;= EC = '11101100'=1+2+4+16+32 adr17 db 053 ;= AC = '10101100'=1+4+16+32 adr18 db 016 ;= 08 = '00001000'=16 adr19 db 019 ;= C8 = '11001000'=1+2+16 adr20 db 017 ;= 88 = '10001000'=1+16 adr21 db 028 ;= 38 = '00111000'=4+8+16 adr22 db 031 ;= F8 = '11111000'=1+2+4+8+16 adr23 db 029 ;= B8 = '10111000'=1+4+8+16 adr24 db 020 ;= 28 = '00101000'=4+16 adr25 db 023 ;= E8 = '11101000'=1+2+4+16 adr26 db 021 ;= A8 = '10101000'=1+4+16 adr27 db 192 ;= 03 = '00000011'=64+128 adr28 db 195 ;= C3 = '11000011'=1+2+64+128 adr29 db 193 ;= 83 = '10000011'=1+64+128 adr30 db 204 ;= 33 = '00110011'=4+8+64+128 adr31 db 207 ;= F3 = '11110011'=1+2+4+8+64+128 adr32 db 205 ;= B3 = '10110011'=1+4+8+64+128 adr33 db 196 ;= 23 = '00100011'=4+64+128 adr34 db 199 ;= E3 = '11100011'=1+2+4+64+128 adr35 db 197 ;= A3 = '10100011'=1+4+64+128 adr36 db 240 ;= 0F = '00001111'=16+32+64+128 adr37 db 243 ;= CF = '11001111'=1+2+16+32+64+128 adr38 db 241 ;= 8F = '10001111'=1+16+32+64+128 adr39 db 252 ;= 3F = '00111111'=4+8+16+32+64+128 adr40 db 255 ;= FF = '11111111'=1+2+4+8+16+32+64+128 adr41 db 253 ;= BF = '10111111'=1+4+8+16+32+64+128 adr42 db 244 ;= 2F = '00101111'=4+16+32+64+128 adr43 db 247 ;= EF = '11101111'=1+2+4+16+32+64+128 adr44 db 245 ;= AF = '10101111'=1+4+16+32+64+128 adr45 db 208 ;= 0B = '00001011'=16+64+128 adr46 db 211 ;= CB = 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'00101110'=4+16+32+64 adr70 db 119 ;= EE = '11101110'=1+2+4+16+32+64 adr71 db 117 ;= AE = '10101110'=1+4+16+32+64 adr72 db 080 ;= 0A = '00001010'=16+64 adr73 db 083 ;= CA = '11001010'=1+2+16+64 adr74 db 081 ;= 8A = '10001010'=1+16+64 adr75 db 092 ;= 3A = '00111010'=4+8+16+64 adr76 db 095 ;= FA = '11111010'=1+2+4+8+16+64 adr77 db 093 ;= BA = '10111010'=1+4+8+16+64 adr78 db 084 ;= 2A = '00101010'=4+16+64 adr79 db 087 ;= EA = '11101010'=1+2+4+16+64 adr80 db 000 ;= 00 = '00000000'=0 adr81 db 002 ;= 40 = '01000000'=2 adr82 db 006 ;= 60 = '01100000'=2+4 adr83 db 233 ;= 97 = '10010111'=1+8+32+64+128 adr84 db 014 ;= 70 = '01110000'=2+4+8 adr85 db 018 ;= 48 = '01001000'=2+16 adr86 db 022 ;= 68 = '01101000'=2+4+16 adr87 db 026 ;= 58 = '01011000'=2+8+16 adr88 db 030 ;= 78 = '01111000'=2+4+8+16 adr89 db 034 ;= 44 = '01000100'=2+32 adr90 db 038 ;= 64 = '01100100'=2+4+32 adr91 db 042 ;= 54 = '01010100'=2+8+32 adr92 db 046 ;= 74 = '01110100'=2+4+8+32 adr93 db 050 ;= 4C = '01001100'=2+16+32 adr94 db 054 ;= 6C = '01101100'=2+4+16+32 adr95 db 058 ;= 5C = '01011100'=2+8+16+32 adr96 db 062 ;= 7C = '01111100'=2+4+8+16+32 adr97 db 066 ;= 42 = '01000010'=2+64 adr98 db 070 ;= 62 = '01100010'=2+4+64 adr99 db 074 ;= 52 = '01010010'=2+8+64 adr100 db 078 ;= 72 = '01110010'=2+4+8+64 adr101 db 082 ;= 4A = '01001010'=2+16+64 adr102 db 086 ;= 6A = '01101010'=2+4+16+64 adr103 db 090 ;= 5A = '01011010'=2+8+16+64 adr104 db 094 ;= 7A = '01111010'=2+4+8+16+64 adr105 db 098 ;= 46 = '01000110'=2+32+64 adr106 db 102 ;= 66 = '01100110'=2+4+32+64 adr107 db 106 ;= 56 = '01010110'=2+8+32+64 adr108 db 110 ;= 76 = '01110110'=2+4+8+32+64 adr109 db 114 ;= 4E = '01001110'=2+16+32+64 adr110 db 118 ;= 6E = '01101110'=2+4+16+32+64 adr111 db 122 ;= 5E = '01011110'=2+8+16+32+64 adr112 db 126 ;= 7E = '01111110'=2+4+8+16+32+64 adr113 db 130 ;= 41 = '01000001'=2+128 adr114 db 134 ;= 61 = '01100001'=2+4+128 adr115 db 138 ;= 51 = '01010001'=2+8+128 adr116 db 142 ;= 71 = '01110001'=2+4+8+128 adr117 db 146 ;= 49 = 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adr231 db 129 ;= 81 = '10000001'=1+128 adr232 db 140 ;= 31 = '00110001'=4+8+128 adr233 db 143 ;= F1 = '11110001'=1+2+4+8+128 adr234 db 141 ;= B1 = '10110001'=1+4+8+128 adr235 db 132 ;= 21 = '00100001'=4+128 adr236 db 135 ;= E1 = '11100001'=1+2+4+128 adr237 db 133 ;= A1 = '10100001'=1+4+128 adr238 db 176 ;= 0D = '00001101'=16+32+128 adr239 db 179 ;= CD = '11001101'=1+2+16+32+128 adr240 db 177 ;= 8D = '10001101'=1+16+32+128 adr241 db 188 ;= 3D = '00111101'=4+8+16+32+128 adr242 db 191 ;= FD = '11111101'=1+2+4+8+16+32+128 adr243 db 189 ;= BD = '10111101'=1+4+8+16+32+128 adr244 db 180 ;= 2D = '00101101'=4+16+32+128 adr245 db 183 ;= ED = '11101101'=1+2+4+16+32+128 adr246 db 181 ;= AD = '10101101'=1+4+16+32+128 adr247 db 144 ;= 09 = '00001001'=16+128 adr248 db 147 ;= C9 = '11001001'=1+2+16+128 adr249 db 145 ;= 89 = '10001001'=1+16+128 adr250 db 156 ;= 39 = '00111001'=4+8+16+128 adr251 db 159 ;= F9 = '11111001'=1+2+4+8+16+128 adr252 db 157 ;= B9 = '10111001'=1+4+8+16+128 adr253 db 148 ;= 29 = 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The above column "Hex" contains the values which a linked with the adresses in the Wikinger-decoder zugeordnet ist; many thanks to Bo Brændstrup how has given me this data.
Diesem Mangel kann man auf drei Arten abhelfen:
Die erste Möglichkeit besteht darin, daß die CU alternierend zwei aufeinanderfolgende Fahrtstufen kommandiert. Hierbei wirkt die Lokmasse bzw. Dekoder-Elektronik als Integrator, so daß sich optimalerweise eine mittlere und zwischen diesen Fahrtstufen befindliche Geschwindigkeit einstellt. Bei LOK können auf diese Weise Zwischenfahrtstufen erzeugt werden.
Leider funktioniert die Integration durch die Lokmasse nicht so schön, wie es in der Theorie klingt; in der Praxis ruckeln die meisten Loks deutlich. Die Integration durch die Dekoder-Elektronik setzt eine Schaltung wie beim 6090- oder 60902-Dekoder voraus, in der eine Steuerspannung die Geschwindigkeit bestimmt und ein RC-Glied für das die Anfahr- und Bremsverzögerung sorgt: Bei geeigneter Einstellung des Potis erfolgt dann tatsächlich eine brauchbare Integration.
Der weitere Nachteil dieser Verfahrensweise ist, daß die CU außerordentlich belastet wird, denn sie muß ja für alle fahrenden Loks permanent diese alternierenden Kommandos senden.
Die zweite Möglichkeit nutzt ein längere Zeit "geheimes", d.h. seitens Märklin lange Zeit nicht offiziell dokumentiertes Feature der neueren Dekoder. Bei Dekoder-Chips ab der Version 701.17 sind nämlich diese Zwischenfahrtstufen zwischen FS2 und FS15 bereits implementiert und können durch eine trickreiche Ansteuerung genutzt werden. Hierbei wird beim Herunterschalten von einer "normalen" Fahrtstufe (wir nennen sie künftig "ganze" FS) auf eine niedrigere Fahrtstufe nicht eine Geschwindigkeit eingestellt, die der beim Heraufschalten auf die betreffende Fahrtstufe sich ergebende Geschwindigkeit entspricht, sondern eine (beim Heraufschalten) zwischen dieser und der darauffolgenden "ganzen" FS Geschwindigkeit.
Wird also von FS10 auf FS9 heruntergeschaltet, so entspricht die resultierenden Geschwindigkeit nicht der, die man erhält, wenn man von FS0 auf FS9 heraufschaltet, sondern man erhält eine Geschwindigkeit, die in der Mitte zwischen den Geschwindigkeiten von FS0-FS9 und FS0-FS10 liegt. Beim einfachen Heraufschalten hingegen bleibt es bei der Einstellung "ganzer" FS. Will man also "halbe" FS einstellen, so muß man zuerst die geschwünschte Fahrtstufe plus "1/2" kommandieren und danach die gewünschte Fahrtstufe minus "1/2". Also: Man will FS 8,5 einstellen. Man sendet daher zuerst FS8,5+"1/2" = FS9 und danach FS8,5-"1/2" = FS8.
LOK beherrscht auch diese Verfahrensweise.
Abgesehen davon, daß dies natürlich nur mit den neueren Dekodern möglich ist, hat auch dies den Nachteil, daß die CU wesentlich stäker belastet wird; selbst mit der günstigsten Methode müssen noch immer deutlich mehr Kommandos gesendet werden und - nach Murphy´s Gesetz gerade dann - auftretende Kontaktprobleme vereiteln die korrekte Einstellung der Zwischenfahrtstufen.
Die dritte und wesentlich elegantere Möglichkeit erfordert eine sachgerechte Erweiterung des Datenformats. Zu dessen Verständnis sollte noch einmal die Beschreibung des Datenformats repetiert werden; ich setzte dessen Kenntnis und Verständnis voraus.
Wie oben erläutert kann man seit Einführung des neuen Formats als kleinste Informationseinheit eines Befehls nicht mehr das Trit - bestehend aus zwei Bits - sondern jedes einzelne Bit ansehen. Im neuen Format wird dies aber nur für die Geschwindigkeitstrits - D5 bis D9 - genutzt, die ja nunmehr neben der Geschwindigkeit auch die Richtung und den Status der Extrafunktion kommandieren. Die Trits D1 bis D4 für die Adresse sowie D5 für die Sonderfunktion sind Märklin-offiziell nach wie vor nur als Trits verwendet, wobei für D5 überdies nur zwei Zustände - "0" bzw. "00" und "1" bzw. "11" - definiert sind.
Man sieht ebenfalls sofort, daß beim Sonderfunktionstritt noch zwei weitere Kombinationen vorhanden sind, nämlich 1 und 0 ("10") sowie 0 und 1 ("01"), die nicht anderweitig verwendet werden. Wir stellen nun die zusätzlichen 13 Fahrtstufen - sinnvollerweise mit "2+", "3+", "4+" ... "13+" und "14+" bezeichnet - durch die beiden nicht benutzen Zustände des Sonderfunktions-Trits dar, also durch die Bit-Kombinationen "10" und "01". Da das Sonderfunktions-Trit auch zusammen mit der Adresse sowie der Geschwindigkeit bei jedem Befehlspaket und nicht wie die Kommandos zu den vier Extrafunktionen nur zyklisch übertragen wird, ist deren Verwendung bei Beibehaltung des Datenformats die einzige sinnvolle Lösung, weitere Fahrtstufen einstellen zu können; ein "Mißbrauch" einer der Extrafunktionen hätte - neben dem Verlust dieser Extrafunktion - den gravierenden Nachteil der teilweise ganz erheblichen Zeitverzögerung.
Fahrtstufen "0+", "1+" und "15+" sind aus Kompatibilitäsgründen nicht vorgesehen: Bekanntlich wird der Befehl "01" im alten Format für die Fahrtrichtungsumschaltung benutzt. Daher wird ohne dieses Erweiterung der Fahrtstufen die Geschwindigkeit der Lok unten durch FS2 begrenzt. Die Maximalgeschwindigkeit bestimmt FS15. Die Lok sollte sich aber insofern ohne wie auch mit dieser Erweiterung gleich verhalten. Demzufolge sind die Befehle "0+, 1, 1+" ebenso wie "15+" für Fahrtstufen "verboten".
Bei dieser Konvention stehen logischerweise das erste Bit des Sonderfunktions-Trits für den Status der Sonderfunktion und das zweite Bit für den Status der zusätzlichen Zwischenfahrtstufe. Die bereits verwendeten Kombinationen "11" sowie "00" bedeuten - wie bisher - "Sonderfunktion an / keine Zwischenfahrtstufe" sowie "Sonderfunktion aus / keine Zwischenfahrtstufe", die nunmehr neu definierten Kombinationen "10" sowie "01" bedeuten demzufolge "Sonderfunktion an / Zwischenfahrtstufe ein" sowie "Sonderfunktion aus / Zwischenfahrtstufe ein".
Voraussetzung für die Nutzung dieser zusätzlichen Zwischenfahrtstufen sind offensichtlich CUs, die diese entsprechende Pulsfolgen erzeugen können, und Dekoder, die diese auswerten.
LOK kann Zwischenfahrtstufen selbstverständlich auch auf diese Weise kommandieren; auch die Linux-Software DDL besitzt mittlerweile dieses Feature. Wir können davon ausgehen, daß auch die IntelliBox über kurz oder lang mit diesem Feature aufwarten wird.
Bei den Dekodern sieht dies leider nicht so gut aus. Gegenwärtig versteht nur der Wikinger-Dekoder sowie der in allen ROCO-AC-Loks eingebaute ESU-Lokpilot dieses erweiterte Format; andere Privatentwickler von Dekodern werden folgen. Da dieses Feature aber leicht einzubauen ist, steht zu hoffen, daß auch Uhlenbrock diese deutliche Verbesserung ihren Kunden nicht vorenthalten wird.
Programmierer/Entwickler von CUs sollten aber darauf achten, dieses Feature dekoderabhängig einstellbar zu machen. Die Märklin-Dekoder reagieren nämlich nicht auf Kommandos, bei denen das Sonderfunktionstrit den Werte "01" oder "10" hat.
Über die Existenzberechtigung von Einbau-Weichendekodern kann man geteilter Meinung sein. Aber eines ist klar: Wenn man sie benutzt, will man konsequent auf jese zusätzliche Verkabelung verzichten und alles über die Digitalspannung versorgen und per Dekoder schalten. Was ist dann aber mit der Weichenbeleuchtung?
Dies ist kein großes Problem. Wir müssen nur eine Sub-Adresse je Hauptadresse - nämlich die 8. Subadresse, bei denen die Daten "1111" (dezimal also 255) sind - für die Ansteuerung der Weichenbeleuchtung abzwacken. Das ist nicht weiter tragisch, denn bei Ausnutzen aller Hauptadressen (0 - 80) können ja insgesamt 648 einpolige Magnetartikel geschaltet werden. Der Verlust von 81 Sub-Adressen fällt da nicht ins Gewicht. Überdies kann man ja bei Beachtung evtl. belegter Adressen für die alten Extra-Funktionen mit gesetztem 5. Adressbit weitere 648 einpolige Magnetartikel schalten - wenn das Steuergerät dies erlaubt. Da nahezu alle Weichendekoder den MC145027 verwenden, genügt hierfür, Adresspin 5 statt auf Masse auf Plus zu legen.
Das Prinzip ist einfach: Im Normalfall sendet das Steuergerät nach dem Schalten der Weichen den "Aus"-Befehl, der üblicherweise aus dem Datenwert 0 ("0000") besteht. Ist die Beleuchtung für Weichen aktiviert, so sendet das Steuergerät stattdessen mit der Hauptadresse der eben geschalteten Weiche (0 - 80) den Datenwert dezimal 255 ("1111"). Dies hat zur Folge, daß der achte Ausgang, der die Weichenlampe schaltet, aktiviert wird. Dies setzt natürlich eine Schaltung voraus, bei denen die Selektion der Subadresse durch den 4051 erfolgt, wie es z.B. beim M-Weichendekoder und beim C-Weichedekoder der Fall ist. Da es dabei um einen 8-zu-1-Selektor handelt, werden alle anderen Ausgäge deaktiviert. Dies bedeutet, daß zugleich die eben geschaltete Weichenspule von der Spannung getrennt wird - und entspricht somit auf diese Spule bezogen dem "Aus"-Befehl.
Folglich führt jedes Schalten von Weichen dazu, daß der im "Ruhezustand" aktivierte 8. Ausgang aller auf dieser Hauptadresse (0 - 80) eingestellen Dekoder für die Dauer des Schaltens - ca. 0,25 sec. - deaktiviert wird. Dies würde sich in einem unschönen Flackern der Beleuchtung aller dieser Weichen niederschlagen - läßt sich aber leicht dadurch vermeiden, daß für den entsprechenden Schalttransistor ein Darlington oder noch besser ein FET verwendet und dessen Steuerspannung durch einen kleinen Elko gepuffert wird. Der Elko sorgt dafür, daß für einige hundert ms die Beleuchtung aktiviert bleibt. Konkrete Ausführungen dieser Schaltung sind in den Schaltplänen des M-Weichendekoders und des C-Weichedekoders enthalten.
Ergänzt wird dies durch eine Einstellung des Steuergeräts, die bewirkt, daß beim Einschalten der Weichenbeleuchtung für die Sub-Adresse 8 aller vorhandenen Weichendekoder der "An-Befehl", also der Datenwert 255 ("1111"), gesendet wird; beim Ausschalten der Weichenbeleuchtung geschieht dasselbe mit dem Datenwert 0 ("0000"). Damit kann mit einem Tastendruck die Beleuchtung aller Weichen geschaltet werden.
Vorstehend spreche ich allgemein vom "Steuergerät". Gegenwärtig bietet allerdings lediglich LOK diese Möglichkeit. Allerdings dürfte es keine Schwierigkeiten bereiten, z.B. den Märklin-Controller über einen PC entsprechend anzusteuern. Wer also diese Feature nutzen will, muß LOK einsetzen oder aber seinen Hard-/Software-Lieferanten zu einer entsprechenden Ergänzung/Änderung veranlassen, sofern er dies durch eine entsprechende Makro-Programmierung o.ä. nicht selbst erledigen kann.
This translation was made by NN. Many thanks to him for this grateful work. Some mistakes you probably find are my work as result of trying to correct some misunderstandings.
