Fx-Decoder [6090x] ASIC

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Märklin hat seit 1998 sein Digital-System mit weiteren Features ausgestattet. Auffälligstes Merkmal war, dass zusätzlich - zu der bereits auch in früheren Decodern vorhandene F0-Schaltfunktion - noch 4 weitere Funktionen dazu kamen.

Die neuen - so genannten. "Fx- Decoder" - sind als Weiterentwicklung des 6090 anzusehen. Mit ihnen wurde der gesamte schaltungstechnische Aufwand, wie er teils beim C90 noch mit konventionellen SMD-Teilen aufgebaut war, in einen neuen hochintegrierten Decoder-Chip vom Typ: 701,22(x=A, B) integriert.

Typ:I

bis ca. 1999

Typ: II

bis ca. 2000

Typ: III

ab ca. 2001

  ... benötigt auf den Decoderplatinen eine besondere Zusatzschaltung. - die in Typ II beschriebene besondere Schaltung entfällt und wird mit einem "0-Ohm Widerstand überbrückt.

Diese Decoder besitzt folgende Eigenschaften:

  • 4 Funktionen (F1-F4), .... bei Analogbetrieb ist die F1-Funktion dauernd aktiv.
  • 2 richtungsabhängige, schaltbare Funktionen (F0),
  • 2 richtungsabhängige Impulsfunktionen für Schleiferumschaltung,
  • einen einstellbaren,  lastgeregelten Gleichstrom-Motorausgang,
  • einstellbare Massenträgheitssimulation (Anfahrt-/Bremsverzögerung),
  • verschiedene Betriebsmodi (Lok-/Funktionsdecoder) & Analog/Digital
  • Rangiergang (Abschaltung der Massenträgheitssimulation)
  • sowie internen Überlastungsschutz für die Ein-/Ausgänge
  • 27 Fahrstufen..
     

Die F4-Funktion nimmt eine Sonderstellung ein, wobei zwischen Folgendem unterschieden wird:

  • F4 ohne ext. Beschaltung
    Auslösung bewirkt die Aktivierung des Rangiergangs.
    D.h. es wird die Massenträgheitssimulation abgeschaltet.
    Die Lok wird demnach direkt gesteuert
  • F4 mit ext. Beschaltung
    Ausgang verhält sich wie eine normaler Funktionsausgang F2 bzw. F3.
    Der Rangiergang ist nicht aktivierbar(*).
    *
    Durch eine spezielle Beschaltung kann eine Funktion unter Beibehaltung des Rangiergangs trotzdem vorgenommen werden
    Hanno Brünninghaus hat auf seiner Homepage das im Bereich Basteleien ausführlich beschrieben.

Decoder mit diem Chip stellten somit  die Basis für sämtliche Decoder-Varianten des Motorola-II-Konzeptes dar.

Anschlüsse des 60901/60902:

gelb = Licht hinten (F0)
grau
= Licht vorn (F0)
blau
= Motor
grün = Motor
rot
= Schleifer
braun
= Masse (Schiene)
braun/weiss = Funktion F4 *
braun
/gelb = Funktion F3 *
braun/grün = Funktion F2 *
braun
/rot = Funktion F1 *
violett
= Elektronikmasse (negativ)
orange
= Versorgungsspannung Funktionen
 

Hier eine kleine Historie der wichtigsten Ereignisse.
Dezember 1998:

Die Funktionen f3 und f4 sind nur bei Sonderbauformen wie in der V200 (37803) verfügbar.
Wenn die Rückleitung von den Glühbirnen der Spitzenbeleuchtung über Masse geschieht
(bei alten Loks so üblich) wird das Licht flackern. Verwendet man das orange Kabel zur
Rückleitung ist das Licht flackerfrei. Das orange Kabel darf keine Verbindung zur
Schienenmasse/Chassis haben.
Im Analogbetrieb ist f1 immer aktiv.
Der Motorausgang kann mit 800 mA und die Funktionsausgänge mit je 200 mA belastet werden.
Alle Funktionsausgänge dürfen aber zusammen nicht mehr als 400 mA verbrauchen und die
maximale Gesamtbelastung des Decoders liegt bei 1100 mA.
Alle Ausgänge sind kurzschlussfest und überlastungssicher.
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Oktober 1998:
Lokomotiven mit digitalem Hochleistungsantrieb neuerer Bauart haben 3 Kondensatoren
mit einer Kapazität von je 1000 pF (1 nF) und dienen in erster Linie der Funkentstörung.
Loks mit fünfstelliger Katalognummer z.B. 37xxx dürfen nun das CE-Zeichen tragen.
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Lokomotiven mit dem neuen Hochleistungsantrieb 60901 haben jetzt drei Drosseln mit
je 1,9 µH. Zwei sitzen wie gewohnt am Motorschild, die dritte zwischen Schleifer
und Decoder. Diese schützen u.a. den Decoder vor Spannungsspitzen.
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Parallel erfolgte bereits recht schnell das Angebot eines Umrüstset 60901, mit dem man ältere - bisher nicht fx-fähige Lokomotiven - auf den neuen Antriebs- und Funktionsstandard  umstellen kann.
Diese Umrüstsets gibt es zwischenzeitlich für die verschiedensten Motor-Varianten (LFCM, SFCM, DCM, Faulhaber). Somit ist es nun möglich, fast alle Lokomotiven auf das Digital-System umzurüsten. Sogar Fremdprodukte können nun - Dank 60902/60905 - umgerüstet werden.
Die Decoder  60901 - 60904 benötigen einem speziellen - abhängig vom jeweiligen Motortyp (LFCM/SFCM und DCM) - mechanischen Motorumbau, mit dessen Hilfe der Allstrom-Motoren in einen Gleichstrommotor umgebaut wird.
Der sonst übliche Märklin-Feldmagnet mit den beiden Motorspulen entfällt damit. Auch der mechanische/elektronische Umschalter entfällt. Diese Funktion wird vom Decoder übernommen. Ebenfalls ist der übliche 3-polige Anker des Allstrom-Motors durch einen 5-poligen  Anker zu ersetzten. Die Motoren bekommen durch diese Maßnahme sehr gute Regeleigenschaften und ein ebenfalls sehr gutes Langsamfahrverhalten.

Für die zunehmend  - auch von Märklin - in Lokomotiven eingebauten Faulhaber-Motore, gibt es nun den Umrüst-Decoder 60905, so das auch DELTA-Lokomotiven, die ebenfalls oft diesen Motor-Typ besitzen, umgerüstet werden können. Besonders interessant ist dieser Decoder auch für die Digitalisierung von Fremdprodukten, in denen ein Faulhaber- oder vergleichbarer Motor seinen Dienst tut.
 

  • Decoder-Grenzbelastungen

    Märklin gibt die folgenden Grenzwerte für die Strombelastung der Bausteine an:
     
    Art.-Nr. 60901 -  60904:
    Motorausgang: max. 800 mA
    Funktionsausgänge: max. je 200 mA, alle 3 Funktionsausgänge zusammen 400 mA
    Kompletter Baustein: max. 1,1 A

          Sehen Sie dazu auch  bitte diese Betrachtung !
 

Die Fx-Decoder-Basis-Platine:                                                                                              TOP

60901

Diese Decoder wird bei den Umrüstsätzen 60901 ... 60904 verwenden .

Funktionen:

F0  Licht Ein/Aus
F1  vorhanden
F2  vorhanden
F3  nachrüstbar
F4  Rangiergang Ein/Aus

 

Oberseite

 

Unterseite

Maße
(L*B*H)

 Decoder: 35,2/19,5 x 20/17,5 x 5,5 mm   ET-# 519090
 Halteplatte:
36,5/21,2 x 21,2/18,8 mm     ET-#  xxxxxx
 als 60902 (mit Schutzhülle): 37,5/22,2 x 22/18,8 x 7,6
mm 
ET-# 606287

 

Sie ist auch unter der angegebenen Nummer als Ersatzteil erhältlich. Ob der ET-Kauf gegenüber dem "Nur-Platinen-Decoder" 60902 allerdings billiger ist, darf bezweifelt werden.

Hinweise:
  • Der Schaltplan des Decoders wurde zuerst von Jürgen Schad offen gelegt. Er kann auf seiner Homepage hier angesehen werden. (Ich selbst habe ihn mit meinem CAD-Programm auch noch einmal neu gezeichnet.)
     
  • Die auf der Unterseite der Platine erkennbaren Brücken, haben bestimmte Funktionen mit der das Verhalten des Decoders beeinflusst werden kann.
    • S2 (unten) -> Gleichstrombetrieb mit älteren Steuereinheiten.   (Normal offen)
    • S3 (oben links) -> DELTA-TELEX (60031) für F4    (Normal offen)
    • S4 (oben rechts) -> ext. Funktion für F4   (Normal offen)
       
  • Wie man die nicht bestückte Funktion F3 nachrüsten kann, hat Hanno Brünninghaus auf seiner Homepage dokumentiert. 
     
  • Auf der Platine befinden sich noch 4 zusätzliche nicht bestückte Lötpads, deren Beschaltung mir aufgrund der Arbeiten an diesen Seiten bekannt geworden ist.
     

    R1 = 150k
    R2 = 150k
    R3 =  56k
    R4 =  27k
     

     

 Leider ist mir aber die Verwendung dieser Detektorschaltung nicht bekannt. Sie wird aber offensichtlich meistens in  
 Verbindung mit dem Chip 701.22A verwendet.
Ob in diesen Decodern aber jemals die 701.22A-Chips eingebaut wurden ist mir nicht bekannt.

 Es gibt jedoch auch Decoder z.B. in der
 

 mit 701.22B Chip, der diese Schaltung besitzt.
 Bei Decodern neuerer Fertigung ist die Schaltung aber in der Regel nicht bestückt.
 

Bestückungsvarianten:
Die Platine wurde in weiteren Bestückungsvarianten in verschiedene Lokomotiven eingebaut. Nachfolgend habe ich versucht alle mir bekannten Ausführungen abzubilden.

Variante
I [60901-1]

Wurde in die RE 460 (3760.10) aus der dig. SBB-Startpackung 29859 eingebaut.

Funktionen:

F0  Licht Ein/Aus
F1  nachrüstbar
F2  vorhanden
F3  vorhanden
F4  Rangiergang Ein/Aus
 

 

Oberseite

Unterseite

ET-# ??????
Der Decoder besitzt vorkonfektionierte Kabelanschlüsse und -längen.

Variante
II  [60901-2]

Funktionen:

F0  Licht Ein/Aus
F1  vorhanden
F2  vorhanden
F3  vorhanden
F4  Rangiergang Ein/Aus

 


 

 

 

Oberseite

Unterseite

ET-# 603999
Der Decoder besitzt vorkonfektionierte Kabelanschlüsse und -längen.

Variante
III

ET-# [60901-3]

Funktionen:

F0  Licht Ein/Aus
F1  vorhanden aber kein Kabelanschluss
F2  vorhanden
F3  vorhanden
F4  Rangiergang Ein/Aus
   

Oberseite

Unterseite

ET-#  606791
Der Decoder besitzt vorkonfektionierte Kabelanschlüsse und -längen.

Variante
IV

ET-# [60901-4]

Funktionen:

F0  Licht Ein/Aus
F1  vorhanden
F2  vorhanden
F3  vorhanden
F4  vorhanden
 

 

Oberseite

Unterseite

ET-# ??????
Diese Decodervariante besitzt keinen Rangiergang !

Variante
V

Dieser Decoder wurde in 2004 in einer Startpackungs-BR 81 eingesetzt., die eigentlich eine DELTA-Lok sein sollte.
Die Anschlüsse für die Fx-Funktionen (Unterseite rechts unten) sind nicht bekabelt.

Funktionen:

F0  Licht Ein/Aus
F1  vorhanden
F2  vorhanden
F3  nachrüstbar
F4  Rangiergang Ein/Aus
  • Chip:
    701.22
    B

  • Format MII

  • Schaltplan

  • Bestückung
     

   

Oberseite

Unterseite

ET-# ??????
Dieser Decoder hat eine kleine SMD-Z-Diode [Aufdruck: R9F7] am Gleichrichter -Ausgang. Frühere Decoder haben dort eine  Z-Diode im Glas-Gehäuse [Aufdruck: 2].

Andere Decoderplatinen im Standard-Format:
Neben der oben bezeichneten Standardplatine gibt es noch weitere, abgewandelte Ausführungen im Standardplatinen-Format, die teils in besonderen Modellen zur Anwendung kommen.
Beschaltungen:

Die folgenden bebilderten Schaltungen wurden 2003 im Märklin-Magazin® publiziert.

  • Stirnbeleuchtung an Funktionsanschlüssen:
   

 

  • Rauchsatz und TELEX-Kupplung an Funktionsanschlüssen:
   

 


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