Probleme mit der Rückmeldung durch Kabelkapazitäten

Auf der Seite www.opendcc.de findet man den Hinweis:

Der Strom muß immer im Kreis fließen, d.h. jeder Strom zu einem Verbraucher hat auch irgendwo ein Gegenstück zurück vom Verbraucher. Dieser Strom verursacht zwangsweise ein Störfeld, dessen Auswirkung u.a. von der eingeschlossen Fläche bestimmt werden. Daher ist es unbedingt erforderlich, diese Fläche zu minimieren. Alle DCC Leitungen sind als verdrillte Leitung zu verlegen, auch die Leitungen von Gleis zurück zum Rückmelder. Der Sternpunkt für 'DCC+' ist beim Rückmelder zu platzieren, es dürfen die Abschnitte nicht beim Gleis direkt verbunden werden. Damit vermeidet man Störüberlagerungen der Hin- bzw. Rückströme.

Dieser Tipp schien uns nachvollziehbar, wir verwendeten also für unsere ersten Experimente eine ca. 8m lange Zuleitung über ein Zwillings-Lautsprecherkabel 2x0,5mm². Nicht ganz der empfohlene Querschnitt und auch nicht verdrillt. Leider ergab die Inbetriebnahme zusammen mit einem gca93-Besetztmelder allein durch das Anlegen der Digitalspannung eine Besetztmeldung.

Durch einige Versuche konnten wir unsere Vermutung, dass die Kapazität der Leitung die Ursache ist, belegen. Lautsprecherkabel hat etwa eine Kapazität in der Größenordnung von 100pF/m. 8m bilden also einen Kondensator der Größenordnung 1nF. Wir legten also im Versuchsaufbau mit kurzem Gleisstück und fliegender kurzer Verkablung einen Kondensator von ca. 1nF ans Gleis. Die Belegtanzeige sprach an. Den gleichen Effekt hatte das Anlegen der 8m Zwillingslitze an das Gleis.

Wir könnten nun die Parallelführung oder gar das Verdrillen der Zuführungen der Digitalspannung vermeiden. Zumindest in der von uns verwendeten Konfiguration könnte es eine Lösung zu sein, die Rückführung räumlich ca 2-3cm getrennt zu verlegen. Da der ursprünglich verfolgte Zweck der Verminderung einer Abstrahlung so nicht mehr erreicht wird, scheint auch eine jeweils eigene Rückführung für jeden Abschnitt verzichtbar. Aber vielleicht sollten wir vorher noch etwas nachdenken, siehe unten.

Aktueller Zusatz, 22.3.2015

Herr Kufer hat auf Nachfrage folgende Ergänzung bei seinen Tipps gegeben:

Belegtmeldung, Leitungskapazität: Ja nach Leitungslänge und Verlegeart hat die Leitung eine Kapazität je Länge, typische Werte sind etwa 50pF/m. D.h. z.B. bei 10m verdrillter Leitung muß man mit 500pF rechnen. Diese Kapazität verursacht beim Wechsel der Polarität des DCC-Signals einen kurzen Ladestrom, die gespeicherte Energie ist 1/2 * C * U². Dieser Ladestrom kann einen Belegtmelder zum Ansprechen bringen: Hier gibt es zwei Abhilfemöglichkeiten:

• Ladestrom am Belegtmelder kapazitiv vorbeiführen. D.h. über den Anschlußklemmen des Belegtmelders wird ein Kondensator angeordnet. Dessen Wert hängt von der Verkabelung ab, Werte etwa 1nF bis 10nF.
• Strommessung zu Zeiten des Flankenwechsels des DCC-Signals kurz pausieren. Damit stört dieser Ladestrom nicht mehr die Belegungserkennung. Der BiDiB- und Railcombelegtmelder GBM16T macht das so.

Eine konkrete Messung ergab für einen bestimmten Abschnitt eine Kapazität von etwa 0,9 nF. Das entspricht der Abschätzung. Eine über die 'Fühldioden' gelegte Kapazität von 22nF behob die Fehlmeldung. 10nF an dieser Stelle reichte nicht.

Links

• Fahrstromverdrahtung - www.der-moba.de
• Leitungen Kennfarben - morop
• Morop-Normen
• Wiring part 1 : the basic rules
• Anlagenverdrahtung - www.opendcc.de