Het Skin effect op bedrading onder de modelbaan.

[Jan-Peter]

Overigens kan je ChatGPT ook t tegenovergestelde laten roepen:

ChatGPT GPT-4:

Skin effect, which causes AC currents to flow primarily on the surface of conductors at high frequencies, is negligible in digital model train layouts. These layouts typically operate at low frequencies, either using DC power or low-frequency AC signals, where skin effect does not significantly impact electrical performance. The digital signals used for control are also at frequencies too low to be affected. Consequently, the skin effect does not influence the conductivity or operational efficiency of digital model train systems.

Toch leuker om discussies op ervaring en kennis te hebben,

Jan-Peter

[Blausee-Mitholz]

Martin,

Vraag is het missen van een terugmelding ook 1 van de klachten van jou beschreven probleem.

Mvg Johan

[Martin Domburg]

Martin,

Vraag is het missen van een terugmelding ook 1 van de klachten van jou beschreven probleem.

Mvg Johan

Nee, dat niet



Verstuurd vanaf mijn SM-S916B met Tapatalk

[Martin Domburg]

Overigens kan je ChatGPT ook t tegenovergestelde laten roepen:

ChatGPT GPT-4:
Toch leuker om discussies op ervaring en kennis te hebben,

Jan-Peter

Ja dat ligt er helemaal aan welke vraag je hem stelt.

Als ik dit vraag:
Kan skineffect invloed hebben op digitale modelspoorbanen?

Dan krijg ik dit antwoord:
Ja, skineffect kan invloed hebben op digitale modelspoorbanen, hoewel het effect meestal klein is bij de spanningen en frequenties die in modelspoorbanen worden gebruikt.

### Wat is skineffect?
Skineffect is het fenomeen waarbij wisselstromen (AC) de neiging hebben om door het buitenste deel van een geleider te stromen in plaats van door de volledige doorsnede van de geleider. Dit effect wordt prominenter naarmate de frequentie van de stroom toeneemt. Bij hogere frequenties stroomt de elektrische stroom voornamelijk door een dunne laag aan de buitenkant van de geleider, waardoor de effectieve weerstand van de geleider toeneemt.

### Invloed op modelspoorbanen
1. **Digitale besturing**: Moderne digitale modelspoorbanen gebruiken vaak digitale commandostations die signalen over de rails sturen met relatief hoge frequenties (in de orde van enkele kilohertz). Bij deze frequenties kan het skineffect beginnen te spelen, hoewel het meestal niet significant is bij de typische draaddiameters die in modelspoorbanen worden gebruikt.

2. **Weerstand van de rails**: Als het skineffect optreedt, kan de effectieve weerstand van de rails iets toenemen, wat kan leiden tot een klein verlies van signaalsterkte. Dit is meestal verwaarloosbaar, maar bij zeer lange trajecten of bij gebruik van dunne rails kan dit een rol spelen.

3. **Signaalintegriteit**: Voor digitale signalen is het belangrijk dat het signaal zonder veel vervorming aankomt. Skineffect kan bij hogere frequenties bijdragen aan signaalvervorming, maar in de praktijk wordt dit meestal ondervangen door de relatief lage frequenties die in modelspoorbanen worden gebruikt.

### Praktische overwegingen
- **Draad- en railkeuze**: Gebruik van dikkere draden en rails kan helpen om de effecten van skineffect te minimaliseren. Dikkere geleiders hebben een groter oppervlak waardoor het skineffect minder impact heeft op de effectieve weerstand.
- **Kwaliteit van verbindingen**: Goede elektrische verbindingen zijn cruciaal om verliezen en signaalvervorming te minimaliseren. Regelmatig onderhoud en het schoonhouden van de rails en wielen helpt ook bij het behouden van een goede signaalintegriteit.
- **Gebruik van boosters**: Bij grote modelspoorbanen kunnen boosters helpen om het signaal te versterken en verliezen te compenseren die kunnen optreden door het skineffect en andere weerstandsverliezen.

Hoewel het skineffect een interessant fenomeen is en theoretisch invloed kan hebben op digitale modelspoorbanen, is de praktische invloed meestal klein. Het is belangrijker om aandacht te besteden aan goede kwaliteit van de materialen en verbindingen voor een betrouwbare werking van de modelspoorbaan.

Het leuke is dat de praktijk die we ervaren met het automatiseren van middelgrote tot grote lay-outs wel degelijk effect laten zien. Dus een constatering op basis van praktijkervaring.

Verstuurd vanaf mijn SM-S916B met Tapatalk

[Martin Domburg]

Martin, de problemen die je tegenkwam als gevolg van het skin-effect, op welke manier uitten die zich?
Het gevolg van het skin-effect is dat de weerstand groter is dan de weerstand die je vaststelt met een gelijkstroommeting. Als dat de echte oorzaak van het probleem is, dan is de simpele oplossing: dikkere draad gebruiken.

Wat de controverse ringleiding vs. sterleiding betreft, geloof ik niet dat er een wezenlijk verschil is. De keuze hangt vooral af van de vorm van de baan. Als het een lange smalle opstelling is, dan kies je een stamleiding over de lengte, waar je naar beide kanten aftakkingen aan maakt. Als het een baan is die langs de randen van de kamer loopt, dan is een logische constructie om de ring te sluiten. Elk punt van de baan wordt dan via twee kanten gevoed.

Ik weet dat Karst heeft vastgesteld dat meerdradige kernen minder last hebben van het skin-effect dan massieve kernen. Eerlijk gezegd verraste me dat, omdat die dunne draadjes stijf tegen elkaar liggen, waardoor ik verwacht dat het geheel zich elektromagnetisch gedraagt als een enkele massieve kern.

Divers.

Van het niet reageren van locs op commando's bij lange afstanden, tot zelfs een baan waar decoders sneuvelden door een kortlsuitpiek die door de EcoS niet werd opgepakt.

Het specifieke geval waar Karst bij betrokken was betrof een YD8008 die na 13 meter niet wilde reageren op de commando's, maar bij een afstand minder dan 4 meter wel. Na vervanging door soepele aders 1,5 mm2 werkte het wel.

In alle gevallen lag er een VD 2,5 mm2 ringleiding met goede solderingen.

Ik deel je mening wat betreft de ringleiding deels. Mits dit niet word uitgevoerd met VD 2,5 mm kwadraat waarop je telkens aftakt naar de rails.

Als je in de distributieriem verdeelkasten maakt waarvan je alles in dat cluster apart voed en stuurt dan deel ik je opinie.

Verstuurd vanaf mijn SM-S916B met Tapatalk

[Klaas Zondervan]

Mits dit niet word uitgevoerd met VD 2,5 mm kwadraat waarop je telkens aftakt naar de rails.

Kun je dit verduidelijken? Ik probeer te begrijpen wat je niet moet doen. Moet je geen 2,5 mm kwadraat gebruiken, of moet je geen aftakkingen naar de rails maken?

[Martin Domburg]

Beiden zijn geen enkel probleem.

Het zit hem meer in het gebruik van de 2,5mm massieve VD draad die men bij de gamma koopt. Dit spant men op en takt daar vervolgens vanaf met 0,14 of 0,2 naar de rails en decoders. Door deze dan te solderen aan de VD draad of met kroonstenen zonder adembescherming.

Installatietechnische gezien is dat een "gedrocht" zoals we dat dan noemen. Wat je beter kan doen is die "ringleiding" in een ster uitvoeren.

Net als we in bijvoorbeeld de woningen ook doen met centraaldozen. Onderling zijn ze wellicht verbonden, maar alle stopcontacten gaan direct naar dat verdeelpunt waar ze gelast worden.

Vrij vertaald naar een modelbaan is dat je deze indeelt in clusters van maximaal 3 meter, waarbij je in het centrum een verdeelpunt plaatst. De afstand is dan 1,5 meter vanuit de uiteinden naar het verdeelkasten, echter door de leidinggevende kunnen die oplopen tot 3 meter. Waardoor je geen dikke aders nodig hebt voor de rails.
De voedingslijn (ringleiding is eigenlijk de verkeerde term) een 1,5 mm2 gebruik je om deze clusters met elkaar door te verbinden met soepel aders 1,5 mm2. Hoger is niet nodig tenzij je lengtes hebt van meer dan 10 meter per distributielijn, in dat geval zal je allang over zijn gestapt op een nieuwe booster. 2,5 mm2 is pas echt nodig bij grootspoor.

Die clusters hoeven niet allemaal aan elkaar, je kan ook diverse lijnen maken die je centraal bij de centrale laat samenkomen op een hoofdverdeelpunt.

In het cluster gebruik ik vaak 0,75 voor de decoders, maar p,5 is ook voldoende. Ik prefereer zelf 0,75.

Voor de eindverbruikers, zoals rails, wissel en seinen neem ik 0,2 mm2. 0,14 kan ook tot maximaal 1 meter betrouwbaar werken.

Wat vaak word vergeten is de belasting. Zodra je bedrading aanlegt kan alles perfect zijn, met 1 tot 5 treinen tegelijkertijd ook nog wel. Echter des te meer beweging er is, des te meer vermogen er gevraagd wordt. En de weerstand is onderhevig hieraan, wat ook logisch is.

Dit fenomeen testen kan eigenlijk ook alleen echt goed als je een vaan hebt met meer dan 100 meter rails verdeeld over meerdere lagen. Waar simultaan 10 of meer treinen kunnen bewegen.

Komende september starten we met een monsterproject, een H0 baan van 9x5 meter rond met 2 grote schaduwstations en klimspiralen. Hierop komen meer dan 60 lange treinen te staan. De baan zal aangestuurd worden door 3 centrales, 12 boosters en heeft meer dan 400 meter spoor.

Nu is dit echt wel een exces, echter wel een van dien aard dat het samenspel tussen techniek en installatie cruciaal zal zijn.
Een van de redenen dat ik in dit effect ben gekropen en te begrijpen waarom.

Ik wijk nu best wel af van je initiële vraag, omdat we vaak ook in modules werken ook begrijpelijk.

Elke module in het midden een centraal verdeelpunt, en de verdeelpunten onderling verbinden. En vermijd massieve kern.

Ergens is het ook niet praktisch. Een goede installatie bouwt makkelijker met soepele aders dan massieve aders.



Verstuurd vanaf mijn SM-S916B met Tapatalk

[Bahn-AG]

Eerlijk gezegd zie ik niet in waarom een massieve draad slechter zou zijn dan flexibel draad.
Zolang alle draadjes niet van elkaar geisoleerd zijn zal ook een flexibel draad zich als een massieve draad gedragen....lijkt me.

Bart

[Klaas Zondervan]

Bart, dat idee heb ik ook. Ik zie ook nog niet waarom een bundel ongeïsoleerde dunne draadjes zich anders gedraagt dan een massieve draad.
Als een bepaalde module niet werkt met massieve draad, en het werkt als bij toverslag ineens wel met samengestelde draad, dan zit het probleem volgens mij niet in de draadsoort, maar ergens anders

Wat de ringleiding betreft ben ik het nog steeds met Martin oneens. Als de vorm van de baan zich er voor leent, dan is er niks op tegen om de voedingsleiding in een ring te leggen en die ring ook daadwerkelijk te sluiten.

[Martin Domburg]

Er is absoluut niks op tegen als je het niet eens bent met mijn bevindingen. Daarin is iedereen vrij uiteraard. Ik heb ook lang niet overal een antwoord op. Gelukkig maar, anders zou ik gek worden.

Het onderzoek wat ik deed hangt af van vele variabelen en de resultaten doen het er toe. Zou je door diezelfde ogen dat resultaat willen zien, dan zou je moeten verdiepen in onze helpdesk en de storingen die we meemaken en verhelpen. Als je die niet zelf ondervind dan is deze materie ook lastig te rijmen.

Wellicht ondervind je het zelf ook eens en dan heb je in ieder geval een aanknopingspunt.

[DBCargo]

Ben wel eens benieuwd. Ga mn vader binnenkort helpen met zijn baan, en hij heeft een baan in de volgende vorm:




De rode lijn is de ringleiding. Hiervoor heeft hij regulier installatiedraad (massief koper) gebruikt. Veel meer digitalisering dan de wissels zit er nu niet in. Als hij dit verder gaat uitbreiden, in termen van bijvoorbeeld automatisch rijden, enz, zou dit tot problemen gaan leiden? Ik weet a.d.h.v. het verhaal namelijk niet waar een kleine baan stopt, en het een grote baan wordt. Nb, het is h0.

[Klaas Zondervan]

Wellicht ondervind je het zelf ook eens en dan heb je in ieder geval een aanknopingspunt.

Ik zal het zelf niet zo gauw ondervinden, want ik rijd nog steeds analoog. Om precies te zijn, Permaloog. Daarbij staat er een blokspanning van 20kHz op de baan, dat is dus een nog hogere frequentie dan een digitaal signaal. Die dient voor permanente verlichting in de treinen.
Nog nooit problemen mee gehad.

Verder volg ik installatietechnisch ook een andere koers. Langs de voorkant van de baan heb ik een draadbundel lopen en daar zit alles in: railvoeding, wisselsturingen, terugmelding, doorgiftesignalen. Niks aparte routes voor verschillende signalen. Alles in één bos met om de 10 cm een tierap erom.

Geen last van interferentie of iets dergelijks. Dat komt waarschijnlijk omdat ik alle randapparatuur zelf ontwerp en bouw. Daarbij houd ik rekening met de mogelijkheid van interferentie en zorg er bij het ontwerp voor dat die geen stoute dingen kan doen.

[MOVisser]

En zo komt de techniek weer bijelkaar.

Water dat door een leiding wordt gepompt ondervindt weerstand door de ruwheid van het wandmateriaal.
In feite ook een skineffect. Hierdoor gaat juist het middelste deel van de leiding sneller stromen.
Beter een grotere leiding diameter dan vele kleintjes die juist meer weerstand opwekken.

Waterleiding netwerken worden zodanig aangelegd dat de druk in het netwerk zich zo egaal mogelijk kan verspreiden.
Dat houdt in dat het netwerk als ringleidingen woden aangelegd.
Gaat er een bewoner zijn zwembad vullen zal er tweezijdig water(debiet) naar zijn aansluitpunt stromen.
Vanuit beide zijden stroomt half debiet, dus ook minder weerstand dan wanneer het van één kant zou moeten komen.
Tevens wordt de druk vanuit twee kanten op het aansluitpunt gehandhaafd.

Heb je een doorgaande leiding (bv rioolpersleiding van gemaal naar zuivering) dan is bij de pomp de druk het hoogst en bij het eindpunt het laagst.

Dit alles is te vergelijken met de electrische componenten als vermogen (Watt), stroomsterkte (Amperage), spanning (Voltage), materiaal weerstand (Ohm) etc.

Ik ga altijd voor een electrische ringleiding, met naar verhouding iets zwaardere stroomdraden.
(Bekijken we een ovale treinbaan dan vormt de rails in feite een ringleiding, met één stroomaansluiting of zelf meerdere als het ovaal te groot wordt)
(De loc motor is dan te vergelijken met de wateraftakking en vullen van het zwembad. Daar wordt de stroom "verbruikt")

Weerstand in systeem neemt daardoor af en de verdeling van de spanning is zoveel mogelijk gelijk.
Ook het zoveel na elkaar aansluiten van stroomvragende componenten op één aftakking voorkomt ik zo veel mogelijk

De oplossing bij DBCargo zou voor mij zijn dat de getekende lijnen "poten" ieder uit een 4 stroomdraden gaat bestaand (2 zwart en 2 rood) die aan de uiterste uiteinden per kleur zijn verbonden.
Al liggen de 4 stroomdraden naastelkaar, ze vormen dan toch één cirkel over de gehele treintafel.
Aftakkingen worden gedaan om en om van de doorgaande draden.
Hiermee voorkom je een te zware belasting van één stel draden.

Contacten kunnen "bouncing" met zich meebrengen.
(na aandrukken binnen ms diverse keren aan en uit springen totdat wel een langdurig contact gemaakt wordt).
Bij keyboards e.d. wordt daar met programmeren van de toon rekening mee gehouden.

Bouncing van contacten zou dus bij de treinsignalering een (negatieve) rol kunnen spelen.
Dat zou met een oscilloscoop aangetoond kunnen worden.

Ronald Visser
 ( o ja, waterleiding is de aanvoer, rode draad,  de zwarte draad is het riool....)

[Ben]

Laten we het bij het onderwerp van de topicstart blijven: skineffect bij digitale modelspoor en soepel draad vs massieve koperkern. De bewering van Martin is dat soepel montagedraad het negatieve effect wat een massieve kern met zich mee brengt oplost.

En daar is dus twijfel over: bij Bart, bij Klaas en bij mij en bovendien vind ik nergens in de internet literatuur om het zo maar te noemen een bewijs, anders dan gebruikmaken van onderling geïsoleerde aders.

Er zijn wat vuistregels voor het correct bedraden van een (grote) modelbaan te geven en Martin heeft daar wat voorbeelden van, zo ook in de encyclopedie van dit forum, op NProject, diverse topics op fora etc. maar het heeft wat mij betreft maar marginaal raakvlak met het fenomeen skineffect.

Gr, Ben.

[RBlok]

De vergelijking van Ronald met 'gedrag' van water is interessant en logisch. Echter uit de vele ervaringen met storingen van Martin komt naar voren dat e.e.a. echt te maken heeft met het gebruik van verschillende soorten bedrading. Wie het weet mag het zeggen 

Rian