Modellbahndecoder
Bei den Modelleisenbahndekoderen handelt es sich um jene Komponenten der digitalen Modelleisenbahnsteuerung, die die genormten digitalen Steuerbefehle in die entsprechenden analogen Schaltungen umwandeln.
Neben den großen Modellbahnherstellern gibt es einige kleinere Firmen, die sich speziell auf die Herstellung dieser Komponenten spezialisiert haben, bzw. die Hersteller damit beliefern.
Wegen der Spezifikationsunterschiede bei den zwei großen Systemen DCC und Märklin-Mototola (MM) sind auch die Dekoder unterschiedlich. Es gibt Zentralen, die zumindest bei den Zubehördekodern beide Systeme unterstützen, indem sie einfach alle Befehle doppelt senden (z.B. Roco Multimaus). Einige Dekoder akzeptieren auch beide Formate oder lassen sich mittels Jumper einstellen. Anderenfalls muss der Dekoder zur Zentrale passen.
Je nach zu steuernder Komponente unterscheidet man unterschiedliche Typen.
Lokdekoder
Bei Lokdecodern werden die von den Schienen abgenommen digitalen Signale verarbeitet und der konstante Fahrstrom entsprechend geregelt auf die Motoren und Zusatzfunktionen verteilt. Der Lokdekoder enspricht dem Lokomotivführer, der - eben auf Kommando aus der Zentrale - die ensprechenden Schaltungen in der Lokomotive vornimmt. Daraus ergibt sich neben der Unterscheidung nach der Kommunikationsart auch die zwischen Gleich- und Wechselstromsystem. Auf jeden Fall nicht umschaltbar ist die Stromversorgung, sodass es hier immer von den Herstellern immer eigene Typen für Gleich- und Wechselstom gibt.
Viele Hersteller von Fahrzeugen verzichten auf die Auslieferung eigener Dekoder und überlassen es dem Käufer, die Module nach Wunsch einzubauen. Dazu werden alle neuen Lokomotiven mit einer genormten NEM-Schnittstelle ausgestattet. Lokomotiven sind so verdrahtet, dass sie ohne Dekoder mittels eines Brückensteckers an der NEM-Schnittstelle auch analog betrieben werden können. Wird ein Dekoder eingebaut, erfolgt die Ansteuerung der Motoren und Lampen über diesen.
Die aktuellen Dekoder sind in der Lage, auch analoge Steuerung selbstständig zu erkennen und 1:1 weiterzuleiten.
Standardmäßig werden die Motoren geregelt und die Fahrbeleuchtung, die man gezielt ein- und aussachlten kann, richtungsabhängig gesteuert. Abhängig vom Funktionsumfang können noch weitere Funktionen geschaltet werden: Kupplungen, Geräuschmodule, usw.
Damit die Befehle an der richtigen Lok ankommen, hat jeder Dekoder eine eigene Adresse. Diese wird bei alten Dekodern mit Jumpern, jetzt aber manuell über die Zentrale oder sogar automatisch eingestellt. Auch weitere Eigenschaften des Lokdekoders können parametrisiert werden, sodass gewisse Fahreigenschaften von Lokomotiven realistisch nachgestellt werden. Dazu gehören z.B. Beschleunigung und Bremsverzögerung. Während sich bei einer analogen Steuerungen, die Geschwindigkeitsänderungen unmittelbar auswirken, reagieren digitale Dekoder auf einen Fahrstufen-Befehl laut eingestellter Beschleunigungsrate mit einer entsprechend verzögerten Geschwindigkeitsänderung. Damit fährt eine Dampflok bei gleichem Geschwindigkeitsbefehl ohne Zutun der Zentrale langsamer an als ein TGV. Man spricht dabei fälschlich von der "Programmierung" des Dekoders, es werden jedoch nur einzelne Registerwerte eingestellt, die Programmlogik des Dekoders ist fix.
Umbau (nachträgliche Digitalisierung)
Nachdem eine analoge und eine digitale Lokomtive elektrisch gleich funktionieren, ist es auch möglich alte analoge Modelle auf Digitalsteuerung umzubauen, wenn die Motoren nicht zu alt sind. Zu achten ist dabei, dass die maximale Stromaufnahme, die der Dekoder verträgt, nicht überschritten wird. Je nach Modell muss aber erst ein Platz für den Dekoder gefunden oder durch Abschleifen von Beschwerungsgewichten geschaffen werden. Der Anschluss erfolgt zwischen Stromabnehmer und Motor(en) bzw. Lampen. Ein Problem kann bei alten Modellen sein, dass es früher oft eine elektrische Masse gab, an die sowohl ein Stromabnehmer als auch ein Motorkontakt und auch ein Lichtkontakt direkt angeschlossen waren. Bei Dekoderbetrieb ist hier jedoch unbedingt eine Trennung zwischen Verbauchern und Zuleitung notwendig. Meist ist nur die umständliche Isolierung der Verbaucher von der Masse möglich, weil dies bei den stromabnehmenden Rädern gar nicht möglich ist.
Zubehördekoder
Dekoder für Zubehörartikel hängen am selben Datenbus wie die Lokomotivsteuerung, benutzen aber einen eigenen Adressenbereich. Heute werden diese Adressen meist eingelernt, indem der Dekoder in einen Lernmodus versetzt wird und dann die Adresse des folgenden Befehles der Zentrale annimmt. Im Allgemeinen werden Adressen in Viererblöcken vergeben. Je nach System beginnt die Moduladresse bei 0 (Lenz) der 1, jedes Modul hat 4 Ports mit je zwei Ausgängen (Gates), die 2 Zustände haben können (ON/OFF). Je nach Zentrale werden die Adressen auf verschiedenen Ebenen abgesprochen. Auf den Steuergeräten wird meist die direlte Portadresse (PADA) angesprochen.
Adressierung laut NMRA MADA PADA Lenz FADA
Modul 1 1 1-4 5-8 1-8
Port 0 Port 1 Port 2 Port 3 1,0 2 6 3-4
Gate 0 Gate 1 Gate 0 Gate 1 Gate 0 Gate 1 Gate 0 Gate 1 1,1,1 2,1 6,1 4
Für die Gates werden auch die Bezeichnungen ROT und GRÜN verwendet, wie sie an den alten Weichenschaltern üblich sind. Der Strom für für die jeweiligen Schaltartikel kann, muss aber nicht, der selbe wie der Steuerstom sein. Da "Digitalstrom" wegen der notwendigen Komponenten "teuer" ist, ist es oft von Vorteil diesen Stromkreis zu schonen und einen eigenen einfachen Transformatoro für den Schaltstrom zu verwenden. Außerdem kann man dann den Fahrstrom abschalten ohne die Steuerung der Komponenten zu verlieren.
Die meisten Dekoder schalten den Schaltstom nach einer gewissen Zeit ab, auch wenn kein Aus-Befehl kommt. Dies ist aber nicht laut DCC-Standard. Unterstützt wird das von den Zentralen, die einen Ein-Befehl solange wiederholen, wie die Taste auf der Steuereinheit gedrückt wird und keinen Aus-Befehl senden.
Manche Herstellen rüsten ihre Weichen gleich mit einem eingebauten Dekoder aus, wodurch die Verkabelung wegfällt. Steuer- und Schaltstrom kommen dabei aus den Schienen.
Magnetartikeldekoder
Magnetartikeldekoder steuern Artikel, die mit einem Stromstoß an jeweils einem Ausgang schalten. Analog wird dafür meist Wechselspannung verwendet, Dekoder senden wegen der elektronischen Bauteile Gleichspannung. Versorgt werden mit 4 Adressen 8 einzelne Ausgänge. Damit können 4 Weichen mit 2 Stellungen oder 8 Entkuppler gesteuert werden.
Dekoder für motorische Weichen
Motorische Weichen haben oft nur zwei Anschlüsse, die umgepolt werden. Daher benötigen sie einen eigenen Dokodertyp mit mur 4 Anschlusspaaren. Wie bei Magnetartikeldekodern schalten auch die meisten Weichendekoder nach einer gewissen Zeit ab, auch wenn kein Aus-Befehl kommt.
Schaltdekoder
Für das Ein- und Ausschalten von anderen Verbrauchern benötigt man einen Dekodertyp, der Spannungen ein- und auschalten kann und den Eingang bis zum Aus-Befehl offenhält. Obwohl mit 4 Adressen 8 Gates geschaltet werden können, verfügen einige Schaltdekoder wegen der automatsichen Abschaltung nur über 4 bistabile Relais, sodass nur 4 Verbraucher eingeschaltet werden können.
Signaldekoder
Für die Steuerung von Signalen gibt es spezielle Schaltdekoder, die mit einem Schaltbefehl gleich das richtige Signalbild anzeigen. Diese Dekoder können mit 4 bis 8 Adressen 2 bis 4 Signale steuern und haben wegen der Logik für die Ansteuerung der einzelnen Lampen einen Programmchip, der eventuell je nach Signalsystem bzw. Land (Bahngesellschaft) unterschiedlich sein kann. Standarddekoder unterstützen ein oder zwei Signalpaare (Hauptsignal und Vorsignal am selben Mast) mit 7 Begriffen. Manche Dokoder sind mit einem eigenen Signalbus ausgestattet, der zur Verbindung mehrerer Dekoder dient und z.B. automatisch Vorsignale analog zu Hauptsignalen stellt.
Spezialdekoder für Drehscheiben, Schiebebühnen usw.
Für die speziellen Abläufe bei komplex gesteuerten Anlagen wie Drehscheiben und Schiebebühnen werden eigene Dekoder mit der entsprechenden Steuerlogik angeboten.
Rückmelder
Für die Meldung von Weichenstellungen und aktuellen Standorten von Zügen werden auf verschiedenste Weise Rückmeldungen in Form von Kontakten benötigt. Deren Zustand wird durch eigenen Module verarbeitet und an die Steuereinheit, meist einen PC, gesendet. Diese fälschlich als Rückmeldedekoder bezeichneten Bausteine sind jedoch Encoder, weil sie die analogen Impulse in digitale Informationen umwandeln. Sie werden auch an einen eigenen Bus angeschlossen. Der gängigste Typ ist dabei das S88-Rückmeldebussystem.