Modellbahnsteuerung mit dem PC

Viele Gründe sprechen für eine Steuerung der Modellbahnanlage mit dem PC.
Zum einen lassen sich meist ausgemusterte PCs hier noch gut einsetzen. Die wichtigeren Gründe dafür sind aber:

Ein Nachteil soll aber nicht verschwiegen werden:  Der PC muss natürlich dazu immer eingeschaltet sein. Trotzdem, ein manuelles Fahren beliebiger Loks ist natürlich nach wie vor möglich.

Erster Schritt: Fahren

Um eine Anlage mit dem PC zu bedienen braucht es zuerst einmal folgendes:

Der PC wird bei der Control Unit 6021 über ein serielles Kabel mit dem Interface verbunden, welches an der rechten Seite der CU eingesteckt wird (Achtung: Trafo vorher ausstecken, also die CU stromlos machen!).
Auch die Intellibox verwendet eine serielle Schnittstelle für die Verbindung zum PC.
Kein serieller Anschluss am PC/Notebook vorhanden, was tun?

Modernere Zentralen wie die Märklin CS2 und CS3 oder die ESU ECoS werden nicht mit seriellem Kabel, sondern über Netzwerkkabel mit dem PC verbunden. Dies kann direkt erfolgen, oder - sinnvollerweise - über das Heimnetzwerk. Mehr dazu auf der Seite CS2 im PC-Netzwerk.

Jetzt muss nur noch die Software am PC geladen werden, und schon kann's losgehen.

Damit können jetzt schon mal die Loks vom PC aus gefahren werden, d.h. man kann ein oder mehrere Steuerpulte am Bildschirm öffnen und die Loks damit fahren lassen bzw. Funktionen ein- und ausschalten (alles mit der Maus, na ja, gewöhnungsbedürftig). Bei einigen Programmen es zusätzlich möglich, mit einem Joystick zu fahren.

So sieht ein (grosses) Fahrpult bei Railware aus:

Zweiter Schritt: Schalten

Als zweiter Schritt lassen sich die Weichen und Signale schalten. Dazu braucht es dann entsprechende Weichendecoder, z.B. Märklin 6083 (K83). Diese erhalten ihre Befehle aus dem Fahrstrom, ähnlich wie Loks. Weitere Hardware ist dazu nicht notwendig. Das Gleisbild der Anlage wird mit der Software grafisch gezeichnet und die entsprechenden Decoderadressen der Weichen eingetragen. Jetzt können die Weichen mit einem Maus-Klick umgestellt werden. (Echt gut, da schaltet man keine falsche Weiche mehr.)
 

Und so könnte ein Gleisplan aussehen: (Zur Darstellung hier etwas ganz Einfaches)

Benötigtes Material:

Dritter Schritt: Rückmelden

Damit die Software weiss, wo sich welche Lok bzw. welcher Zug gerade befindet, müssen jetzt noch Rückmelder installiert werden. Dies könnten z.B. Kontakt- oder Schaltgleise sein. Diese werden an S88 Decoder angeschlossen, die Decoder wiederum an der Zentrale. Auch die Rückmelder und deren Digitaladressen werden im Gleisplan eingetragen. Jetzt kann die Software die Loks und Züge verfolgen, und zeigt die entsprechenden Positionen auch laufend am Bildschirm an. So kann die Software natürlich auch Kollisionen vermeiden, in dem Züge automatisch angehalten werden. Ein vollautomatischer Betrieb ist ebenfalls möglich, trotzdem können Züge noch von Hand an der Zentrale gesteuert werden. Die Software "sieht" auch dies und passt auch hier auf, dass es keinen Zusammenstoss gibt.

Die Software reserviert einen Fahrweg und zeigt immer die aktuelle Position des Zuges am Bildschirm an. Zentimeter genaue Halts im Bahnhof sind selbstverständlich auch möglich.

Benötigtes Material:

Wie Eingangs erwähnt sprechen einige Gründe für eine PC Steuerung. Für mich waren dies die folgenden:

Auf die manuelle Steuerung der Loks/Züge möchte ich nicht verzichten, und genau das muss ich auch nicht!

Alternativen

Die oben aufgeführten Schritte sind die Standard-Lösung. Dazu bedarf es keine aufwendige Einarbeitung oder gar Programmierung. Es gibt aber auch andere Lösungsansätze. Diese möchte ich hier der Vollständigkeit halber kurz erwähnen, ohne dabei jedoch in die Details zu gehen.

PC und Booster

Bei der erwähnten Standard-Lösung übernimmt die Control Unit oder eine andere Zentrale die Aufgabe der Signalaufbereitung. Anders bei dieser Lösung. Hier wird der PC auch zur Generierung des Digitalstromes (Signale) herangezogen. Diese Signale werden über einen kleinen passiven Adapter direkt dem Booster zur Verstärkung und Erzeugung des Fahrstromes geschickt. Ein Fahrtregler im klassischen Sinn ist somit nicht mehr vorhanden. Hier wird entweder nur am Bildschirm "gefahren" (grafischer Fahrpult), oder mit handelsüblichen oder selbstgebauten Joysticks.

Vor- und Nachteile dieser Lösung:

Ein interessantes Projekt nach diesem Lösungsansatz ist das DDL - Direct Digital for Linux oder die Windows Variante DDW - Direct Digital for Windows. Die Software, welche als Server bezeichnet wird, erzeugt alle Signale einer Multiprotokoll-Zentrale für Märklin Motorola und DCC Format und gibt diese an der seriellen Schnittstelle aus.

Leistungsdaten von DDW

Der Booster wird dabei über ein spezielles Kabel direkt an die serielle Schnittstelle (Com1 oder Com2) des PC angeschlossen. Dazu ist folgende kleine Schaltung notwendig:

Ein entsprechendes Kabel, welches alle diese Bauteile bereits im Stecker integriert hat und direkt an die Boosterschnittstelle angeschlossen werden kann ist im Shop erhältlich (Artikel Nummer 8009).

Ein Client bildet die grafische Oberfläche und verbindet mit dem Server, welcher auf dem gleichen PC oder über eine Ethernet-Verbindung auf einem anderen PC läuft.

Rückmelder

Mit einem speziellen Kabel werden handelsübliche S88 Rückmeldemodule an die parallele Schnittstelle des PC angeschlossen. Es können bis zu vier getrennte Bus-Systeme mit je bis zu 31 Rückmeldemodule angeschlossen werden.

Weitere Einsatzmöglichkeiten von DDL und DDW

Die Lösung mit einer PC Steuerung ohne Zentrale eignet sich auch für handelsübliche Software wie Railware oder WinDigipet (WDP), indem zusätzlich zum DDL- oder DDW-Server die 605x Emulations-Software geladen wird. Die Software verbindet zu der Emulation über eine virtuelle Com-Adresse, beispielsweise Com3.

PC als Gleisbild

Als reinen Ersatz für ein Gleisbild aus hunderten von Schaltern und Lampen kann auch ein PC herhalten, wobei dann manuell - digital oder analog - gefahren wird. Dies ist mit den in Schritt 1 und 2 vorgestellten Hard- und Software möglich. Es geht aber auch anders:
Der PC steuert direkt eine Digital-Ausgangskarte (Relaiskarte) an. Diese können käuflich erworben werden, oder selber hergestellt werden. Im zweiten Fall eignet sich auch die Parallelschnittsstelle (LPT) zur Ansteuerung. Ein entsprechendes Programm kann man sich selber z.B. mit Visual Basic erstellen.

Vor- und Nachteile dieser Lösung:

Anschluss an USB

Moderne Notebooks haben alle nur erdenklichen Schnittstellen, wie USB, FireWire, Video, Monitor, Parallelport etc, nur eines nicht (mehr): den Seriellen Port (Com Port, RS232). Hier hilft ein USB zu Seriell Konverter weiter. Diese kosten nicht alle Welt und sind im Betrieb absolut unproblematisch. Erhältlich bei jedem gut ausgerüsteten PC Händler.