Das Märklin/Trix - Vogelfutter - im Detail

Seit einigen Jahren findet man bei immer mehr Märklin-/Trix-Lokomotiven eine spezielle Steuerung für die Stirn- und Rücklicht-Beleuchtung. Die dazu notwendige Steuer-Schaltung ist nicht auf dem Decoder, sondern auf dem Decoderträger - also der Hauptplatine in der Lok - untergebracht.

Da sie eben auch nicht gerade wenig Bauteile benötigt, fällt deren Existenz natürlich sofort auf. Und mancher fragt sich vielleicht schon länger, was denn das "Vogelfutter" da wirklich macht? Diese Ausführungen sollen dazu beitragen, die Hintergründe aufzuzeigen und die Schaltung zu verstehen.

Anforderungen

Die Schaltung ist wohl aus der Anforderung entstanden, dass die Lichterführung an den Modellen weitgehend den realen Betriebsabläufen angenähert werden sollte.

So mussten nicht nur Möglichkeiten für das unabhängige Schalten des Stirnlichtes, sondern auch solche für das Rücklicht, incl. besonderer Anforderungen an folgende betriebliche Gegegebenheiten  entwickelt werden.

• anhängenden Wagen (Rücklicht aus)
• Wendezug- und Sandwich-Betrieb (Stirn-/Rücklicht an der/den gekoppelten Seite(n) aus)
• Multi-Traktionen (z.B. Mehrfach-Vorspann, Lokzüge, etc.
• Rangierbetrieb (Doppel-A-Licht)

Alle Lichter müssen dabei über möglichst wenige Decoder-Funktionen schaltbar sein, damit auch noch weitere Schaltausgänge - der heute max. üblichen vier - für andere Aufgaben (Telexkupplung, Führerstandsbeleuchtung, Pantografen-Steuerung etc. verfügbar bleiben.

Das Ergebnis ist die nachfolgende Schaltung, die mittlerweise in unterschiedlichen Realisierungs-Varianten besteht.

Die Schaltung

Abbildung

Die hier noch umrandeten Dioden, werden in der zweiten Schaltungsvariante durch SMD-Doppel-Dioden schaltungstechnisch zusammengefasst. Über die rechts und links herausgeführten Widerstände erfolgt der Anschluss der Beleuchtungsplatinen, die Stromversorgung dafür erfolgt aus der gleichgerichteten Gleisspannung (+18.. 22V).

Funktion

Voraussetzung:

Die Lichtfunktion F0 ist eingeschaltet.

Stirnlichtabschaltung:

Wenn der Ausgang Ax1 aktiviert wird - je nach Funktion-Mapping z.B. mit der F1-Funktion - wird über die Diode D1 die Basis-Spannung für die Transistoren (Q5/Q6) auf die Elektronik-Masse gezogen. Damit sperren beide Transistoren und die Beleuchtung für die roten und weissen LEDs gehen auf der zugehörigen Seite aus.

Gleichzeitig wird der FET Q1 auf seiner Drain-/Source-Strecke leitend. Wird statt F1 nun F2 gedrückt, passiert das Gleiche mit der anderen Lokseite über die Bauteile D2, Q3/Q4 und Q2.

Rangierlicht:

Werden die beiden Funktionen F1 + F2 gesetzt und - wenn die Funktion F0 auch aktiv ist-  dann werden über die FETs Q1/Q2 und die Dioden D3/D4 und D7/D8 die weissen A-Lichter beidseitig eingeschaltet (Rangierbeleuchtung), obwohl die Transtoren Q3/Q4 bzw. Q5/Q6 immer noch sperren.

Bestandteile

Die Schaltung besteht aus einer Vielzahl von Bauteilen. Dazu zählen:

• 4 Transistoren (Type: NPN)
• 2 Transistoren (Type: P-Ch MOSFET)
• 16 Widerstände (4 * 10k, 2 * 12 ... 47K, 2* 60k, 4 * 1M + 4 LED-Vorwiderstände 0R, wenn auch welche auf LED-Platine vorhanden sind.)
• 12 Dioden (Type: 1N4148) oder 5 * Doppeldioden (A4/A1) und 2 Einzel-Dioden)

Decoderseitig werden folgende Funktionsausgänge benötigt.

• AUX0 (F0) Stirnlichtbeleuchtung Ein/Aus
• AUXx (Fx) Steuerung der Beleuchtung an der Lokvorderseite
• AUXx (Fx) Steuerung der Beleuchtung an der Lokrückseite

Varianten

Dazu zunächst eine Ausflug in die Vergangenheit. Zuerst wurde die Schaltung in Märklin-/Trix-Lokomotiven der damals (2007-2008) neu aufgelegten Modelle der BR 218 [3918x, 2222x]  eingesetzt.

Variante 1

In der Zugpackung 26410 wurde 2008 erstmals eine Abschaltung ganzer Führerstandsseiten und die Erzeugung des Rangierlichtes eingebaut. Diese Variante basiert auf dem Einsatz eines Decoders, der einen ZugBus-Ausgang (SUSI-Schnittstelle) hat. Dazu gehörten damals die Decoder von ESU und die mfx-Decoder von Märklin. Die Steuerung wurde von einem eigenen kleinen Prozessor übernommen. Die in seinem Umfeld zu sehenden Transistoren sind nur als SchaltTransistoren für die LEDs vorgesehen.

Variante 2

Hier wurde die Lösung nun in klassischer Bauteie-Technik vorgenommen.

Variante 2a

Da bei Trix damals noch Decoder von Doehler&Haass eingesetzt wurden, entwickelte man eine Schaltungsvariante, die ohne SUSI-Steuerung auskam. 

Wie die Bilder zeigen, werden hier alleine 12 Einzel-Dioden verbaut, die natürlich auch alle einen entsprechenden Platz benötigen. Es gab auch eine Platinenvariante - z.B. für eine V160 - mit auf zwei Bereichen verteilten Bauelementen.

Variante 2b

Im nächsten Bild befinden sich die Bauteile komplett auf der Platinen-Oberseite im rechten Drittel. Durch die Auswahl spezieller 

SMD-Doppel-Dioden in der Gehäusebauform SOT23 - die auch oft für Transistoren verwendet wird - konnte der Platzbedarf deutlich verringert werden.

Nachteilig ist jetzt nur, dass man optisch nicht mehr genau zwischen den Bauteilen Dioden/Transistoren unterscheiden kann, aber das ist ja für die Funktion der Schaltung unerheblich. 

Da sich diese Bauteile in der Häufung wie Vogelfutter auf der Platine zeigen, war der Spitzname dafür schnell gefunden.

Diese Variante ist - bezogen auf die Bauteile - durch Verwendung von Dioden in speziellen SMD-Gehäusen und Kombinationen deutlich kompakter und stellt den heutigen Standard dar, der sich wohl durchgesetzt hat.

Variante 3

Für die Märklin-/Trix Köfs wurden zwei verschiedene Varianten entwickelt, bei der die Steuerung von einem Micro-Prozessor übernommen wurde. Damit konnte man nochmals den Platzbedarf der Schaltung entscheident verringern. Außerdem kann der Microprozessor auch noch die Ansteuerung vonTELEX-Kupplungen übernehmen, so dass auch die sonst dafür notwendige Schutzschaltung entfallen kann.

Variante 3a für BR 335

Hier wird auf der Unterseite der Platine ein kleiner Micro-Prozessor eingesetzt, der die gesamte Lichtsteuerung übernimmt.

Die LED-Ansteuerung wird hier nur noch über Software gemanagt. Somit ist es ein bisschen schade, dass man nicht auch noch gleich das eigentlich fehlende Warnlicht Doppel-Schlusslicht für abgestellte Lokomotiven realisiert hat. Dieses hätte man dann über die F1+F2 Funktion ohne eingeschaltete Stirnlicht-Funktion F0 aktivieren können.

Variante 3b für BR 332

Für die etwas kleinere BR 332 wurde nochmals eine etwas kleine Platnenvariante entwickelt. Diese ist vom Prinzip her ähnlich aufgebaut, besitzt aber keine Stromabnahme-Federen und muss mit besonders dünnen Litzen frei verdrahtet werden.

Ihr Montageplatz ist unterhalb des Daches, so dass immer noch ein weitgehend freier Durchblick im Führerhaus gewährleistet ist.

Was fehlt?

Wenn ich die Schaltung entwickelt hätte, dann wäre noch ein weiteres Lichtbild in die Möglichkeiiten aufgenommen worden. Ich denke dabei an das Abstelllicht (Doppel rot - nur im Stand) für Lokomotiven.

Dieses wird aus dem gleichzeitig auf jeder Seite angezeigten Schlusslicht gebildet. Die Anzeige wäre möglich, wenn F1+F2 - bei gleichzeitig ausgeschalteter Funktion F0 im Stand - aktiviert sind.

Wie geht es weiter?

Im Zeitalter der neuen mLD3 / mSD3 Decoder, ist das aber alles bereits wieder Vergangenheit. Diese Decoder haben nun die Möglichkeit, die Steuerung rein über programmierbare Software vorzunehmen, Nicht ganz einfach, aber ungeheuer platzsparend.

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Th. Kukuck hat auf seiner Homepage dazu einen sehr schönen Beitrag eingestellt, der das alles sehr anschaulich und verständlich darstellt.