Het Skin effect op bedrading onder de modelbaan.

[meino]

Op Kranenberg ben ik ooit begonnen met een ster netwerk, vanuit een centrale plaats naar iedere sectie zijn eigen bedrading. Bedrading was toen voor een groot deel met 0,75mm luidsprekersnoer gedaan. Omdat dit uiteindelijk resulteerde in een gigantische spaghetti van draden, dat een paar jaar geleden vervangen door een ringleiding met 1,5 en 2,5mm massieve installatiedraad. Het langste stuk ringleiding is 11-12meter lang. Verder is het een echte ring (via de rails). Dat is alles beschreven in het draadje over Kranenberg. Wel gebruik ik DCC niet meer voor accessorie decoders, daarvoor heb ik een op CAN gebaseerde infra structuur op getuigd.
Tot nu toe werkt dit zonder haperen. Overigens dat deed het oorspronkelijk sternetwerk ook. Dus ik heb geen verbetering nog verslechtering kunnen constateren. De reden dat ik in een vroeg stadium besloten heb om alle accessoires een eigen communicatie netwerk te geven is omdat ik last had van een oude Roco locomotief die nog met een oude zilveren 85009 motor was uitgerust en die storing op de DCC veroorzaakte waardoor de eerste accessoire decoder (een Arduino) opdrachten miste. Overigens ook lokdecoders hadden problemen, maar dat loste zich zelf meestal wel weer op omdat die commando's konstant herhaald worden. Zie mijn draadje over de Canbus.
Overigens sluit ik niet uit dat het skin effect invloed kan hebben. Ik heb de zelfde vermoedens als Peter Kleton, n.l. dat het signaal vervormd wordt en dan specifiek dat de steilte van de flank van de blokgolf afgevlakt wordt omdat de hogere frequentie componenten onderdrukt worden.

Groet Meino

[spock]

Met alle respect, maar ik dit vind de discussie zeer speculatief en zie weinig onderbouwing.

Ik los ook wel eens wat problemen op aan grote modelbanen en de problemen die hier worden beschreven zijn terug te leiden aan te lange leidingen en daardoor te hoge weerstand met als gevolg spanningsval aan het einde van de tak.

Om dit voorbeeld aan te halen:

Dit was mijn initiële gedachte ook, maar dat was niet aan de orde. Ik heb een zuivere DC van 18V erop gezet, uietraard alle statische decoders even afgekoppeld en de locs van de baan gehaald. Hierbij ik meette aan het einde 17,2V. Die 800 mV vind ik niet heel heftig na 13 meter. De centrale stond ook op 18V input, dus ongeveer 16,8V baanspanning. De decoders zat ook op de ruwe baanspanning, dus niet via een bezetmelder of diodeschakeling.

Zo kan je niet een betrouwbare meting doen. Als je dit wilt meten, dan doe je dit met belasting. Ik vind 0.7Volt spannningsval zonder belasting namelijk verdacht veel.
Je had beter de rail aan het einde kunnen kortsluiten en dan de weerstand meten vanaf de centrale. Wil je de spaaningsval meten dan kan je dit nog beter doen met alle belasting aan de baan, met een aantal rijdende locs en meet vervolgens het Dcc signaal met een scoop(zowel bij de centrale als aan het einde van de tak) en vergelijk deze metingen.

Dat een ster betrouwbaarder is dan een lange (niet)ringleiding is logisch. Een lange ringleiding kan beschouwd worden als een stel weerstanden in serie. Een ster kan je vereenvoudigen als een aantal weerstanden parallel. Dat geeft dus minder weerstand en dus minder spanningsval.

mvg spock

[Martin Domburg]

Je denkt veel te moeilijk, ik wil helemaal niet weten wat de spanningsval is bij belasting. De storing was al aanwezig in onbelaste staat. Dan zou de klacht wel zijn bij "belasting van de baan". Bas zijn stelling was dat er teveel spanning verloren zou gaan.

Ik wilde enkel uitsluiten of er überhaupt teveel voltage verloren ging. En dan kan je moeilijk gaan doen, of je zet er gewoon spanning op en meet hoeveel er over is aan het eind. .

Wijze les van mijn oude leermeester:
Als je wilt weten of een stopcontact het doet, pak je een lamp en kijkt of die brand. Moeilijk doen met meters kan daarna wel.

De missende onderbouwing waar je het over hebt, zit denk ik ergens op de vorige pagina's. Daar is al veel onderbouwt maar wellicht is dit je ontgaan.

Op Kranenberg ben ik ooit begonnen met een ster netwerk, vanuit een centrale plaats naar iedere sectie zijn eigen bedrading. Bedrading was toen voor een groot deel met 0,75mm luidsprekersnoer gedaan. Omdat dit uiteindelijk resulteerde in een gigantische spaghetti van draden, dat een paar jaar geleden vervangen door een ringleiding met 1,5 en 2,5mm massieve installatiedraad. Het langste stuk ringleiding is 11-12meter lang. Verder is het een echte ring (via de rails). Dat is alles beschreven in het draadje over Kranenberg. Wel gebruik ik DCC niet meer voor accessorie decoders, daarvoor heb ik een op CAN gebaseerde infra structuur op getuigd.
Tot nu toe werkt dit zonder haperen. Overigens dat deed het oorspronkelijk sternetwerk ook. Dus ik heb geen verbetering nog verslechtering kunnen constateren. De reden dat ik in een vroeg stadium besloten heb om alle accessoires een eigen communicatie netwerk te geven is omdat ik last had van een oude Roco locomotief die nog met een oude zilveren 85009 motor was uitgerust en die storing op de DCC veroorzaakte waardoor de eerste accessoire decoder (een Arduino) opdrachten miste. Overigens ook lokdecoders hadden problemen, maar dat loste zich zelf meestal wel weer op omdat die commando's konstant herhaald worden. Zie mijn draadje over de Canbus.
Overigens sluit ik niet uit dat het skin effect invloed kan hebben. Ik heb de zelfde vermoedens als Peter Kleton, n.l. dat het signaal vervormd wordt en dan specifiek dat de steilte van de flank van de blokgolf afgevlakt wordt omdat de hogere frequentie componenten onderdrukt worden.

Groet Meino

De " Ringleiding" kan zeker goed werken, zoals bij Klaas en Henk onderbouwen. En daar zal ik ook zeker niet tegenspreken.

Ik heb ook mijn fair share aan goede ringleidingen gezien. Wel isbhet zo dat jullie weten wat jullie doen, en dus de installatie correct uitvoeren.

In mijn bescheiden mening:
Dat geld niet voor vele modelspoorders, die geen kaas hebben gegeten van de techniek. Die lezen dat, en vervolgens voeren ze het verleerd uit. Een Ster kan je haast niet verkeerd aanleggen, en is dus ook minder lastig voor een "leek" om fout te doen.

En daar zit vaak het probleem met online informatie. Er staan veel goede en ook goedbedoelde adviezen van deskundige mensen online. Maar vaak vergeten die dat de personen die deze tips lezen en gebruiken juist onbekwaam zijn.

[spock]

De missende onderbouwing waar je het over hebt, zit denk ik ergens op de vorige pagina's. Daar is al veel onderbouwt maar wellicht is dit je ontgaan.

Daar wringt nu net de schoen. Die onderbouwing is er niet. Het gaat niet verder dan "die zegt dit en die zegt dat" en aangevuld met "er is een storing, weet niet waardoor, dus zal het wel skin effect zijn". Er zijn op dit moment alleen maar aannames.

Ik wil graag een onderbouwing, ondersteund met feiten.

mvg spock

[Martin Domburg]

In mijn optiek hen ik aan die wens voldaan. Nu kan het natuurlijk zo zijnndat dit niet voldoet aan jouw wens.

In dat geval, blijf het draadje volgen, wellicht krijg je die wens vervult. Of start een onderzoek en deel je bevindingen hier 

[Rieks]

Is er hier misschien iemand met recente kennis van zaken mbt radars.
Die zou wat meer duidelijkheid kunnen verschaffen.
Uit mijn tijd bij de marine als radioradar monteur weet ik nog dat golfpijpen hol waren ( zijn) omdat er vanwege het skineffect geen energy door de kern gaat.
Voor mij is dit al 40 jaar geleden dus die kennis is wat weggezakt.
Bij de radio werd gewoon coax toegepast daar speelde dit geen rol.
De frequenties bij Radar zijn een klein beetje hoger vandaar.

Mvg Rieks.

[spock]

Of start een onderzoek en deel je bevindingen hier 

Dat wil ik best doen. Ik zit alleen met een dilemma. Gezien alle "feiten" denk ik dat het issue niet bestaat.
Bewijzen waar je niet in gelooft is best moeilijk (bv hemel en hel).
Als je me een test opstelling geeft en de te verwachtte resultaten waardoor het bewezen wordt, dan ben ik best bereid om de meting te doen.

mvg spock

[Peter Kleton]

Het zou interessant zijn een testopstelling te maken.
Je zou dan een DCC generator op een lange lijn van b.v. 10 meter ,liefst nog meer aan moeten sluiten waarop aan het einde een decoder is aangesloten en een goede scope.
 DDan moet er wat gedaan worden met de soort draad , massief  of,met litzedraad  .
Ik twijfel echter of we op die manier de praktijk van een modelbaan  na bootsen .
 @ Rieks  ik heb ook bij de Marine gwerkt als burger technicus op dhet Calibrati Centrum in  Den Helder.
Wat wilde je nog weten ,mss weet ik het , of ook niet,
 

[AP3737]

Toch grappig dat dankzij ChatGPT we opeens deze vrij fundamentele discussie hebben. Ook ik heb 40 jaar geleden hierover college gehad, en toen begreep ik het vast beter dan nu. Ik zal hier dan ook geen stellige uitspraken doen, behalve dat het me leuk lijkt als we (na de vakantie en als het weer wat koeler is op zolder) wat metingen gaan doen.

Ik verwacht echter wel dat er twee heel verschillende zaken spelen:
1) de energiebehoefte die motoren en lampjes hebben. Er moet meerdere Ampères kunnen vloeien, dus de weerstand moet laag zijn, dus de kabels dik. Maar voor de energieoverdracht hebben we geen hoogfrequent signaal nodig. De eerste harmonische van het DCC-signaal is goed genoeg.
2) het decoderen van de informatie welke in het DCC-signaal zit. Hierbij moet het signaal liefst "blokvorm-achtig" zijn, dus hogere frequenties spelen daar wel een rol. Maar voor de informatieoverdracht zijn geen grote stromen, en dus dikke kabels nodig.

Het zou mij niet verbazen als de meeste storingen die bij banen voorkomen, veroorzaakt worden door problemen met het decoderen van de DCC informatie (en niet door het verlies van vermogen). Maar naast het skin-effect, zijn er echter ook heel andere zaken die het DCC signaal kunnen vervormen. Denk aan reflecties aan het eind van de bedrading, capacitieve belasting door allerlei condensatoren, niet ideale uitgangstrappen van boosters, enz. Daarnaast implementeren decoders van verschillende merken ook verschillende decoderingsalgoritmen, en niet ieder algoritme kan even goed omgaan met vervormde signalen.

Kortom, storingen op DCC banen kunnen meerdere oorzaken hebben, en zonder goede metingen (wat niet eenvoudig is) durf ik geen uitspraken te doen wat precies waardoor komt.

Voor de liefhebber nog wat linkjes:
- https://dccwiki.com/Wire_Types (heeft ook een sectie over het skin-effect)
- https://www.omnicalculator.com/physics/skin-depth

Groet, Aiko

[spock]

En wat staat daar over het skin effect:

"The skin effect is minimal at the frequencies used for DCC operations. Skin effect only becomes an issue at high frequencies, in the Megahertz region."

Even ter verduideling: Het DCC signaal zit in het kHz (factor 1000 keer zo laag) bereik.

mvg spock

[Peter Kleton]

Dit dus:
  In terms of electrical performance, solid and stranded wire is the same at low frequencies. The skin effect is minimal at the frequencies used for DCC operations. Skin effect only becomes an issue at high frequencies, in the Megahertz region.
 Dan liggen de oorzaken van de problemen elders ,toch spanningsverlies in te dunne bedrading of slechte soldeerverbindingen ?
 Peter

[Martin Domburg]

Dat skineffect pas optreed bij MHz is onwaarschijnlijk, dit effect is ook al merkbaar bij kHz.

Het is te gemakkelijk om de vinger te wijzen naar slechte solderingen. Aan de andere kant versterkt dat het verhaal dat de traditionele ringleiding onvoldoende is.

Maar toch, ik denk dat dit te kort door de bocht is.

Daarnaast loopt de discussie nu dood, doordat het een schrijven van beweringen blijft. Tot heden zijn wij de enige die hier onderzoek naar hebben gedaan, en ondanks dat het voor sommigen niet verwezen blijkt dankzij de inspanningen. Denk ik dat het pas nuttig gaat zijn als er een test word uitgevoerd op een baan die kan voldoen aan dezelfde voorwaarden als de modelbanen uit de casus.

Nu lijkt me dat vrij onmogelijk, dus laten we de discussie gewoon stopzetten, tot er berekeningen of testen weerlegt worden en geen beweringen of meningen.

Is dat een idee?

[bask185]

Ik verdenk zelf nog steeds dat 'grote baan' problemen eerder door capaciteit in de bedrading worden veroorzaakt dan door het skineffect. Al helemaal als zo'n decodertje die problemen geeft slechts een kleine ~10mA aan stroom trekt. Ik geloof dan ook niet dat het het skineffect is wat die mankementen veroorzaakt.

En van wat ik begreep, deed het skineffect slechts de weerstand in een draad wat verhogen, en niet stijle flanken verrampineren.

Maar ik deel hier Spocks observatie. Er is hier nog altijd geen enkel stuk aan concreet bewijs geleverd dat het skineffect een daadwerkelijk significant probleem is voor onze DCC baantjes. Er wordt wel gesproken over een onderzoek, maar waar is dat onderzoek? Is het wel gedocumenteerd? Ik wil bewijs zien, discrepanties in stromen tussen DC en DCC door 10m draad heen, scopebeelden that sorta stuff 

Tot heden zijn wij de enige die hier onderzoek naar hebben gedaan

Dat is mooi, als je terug bent van vakantie ben tenminste ik erg geinteresseerd in dat onderzoek en diens resultaten  .

Mvg,

Bas

[Peter Kleton]

Ik  denk het wel.
 Mss als de vacanties voorbij zijn,ergens in September?
Maar het moet wel gebeuren!

[Martin Domburg]

Van mijn onderzoeken destijds zijn geen documentatie, we hebben de problemen zo snel mogelijk verholpen en zijn verder gegaan. Gezien de unieke situatie van elke modelbaan verwacht ik die ook niet representatief. Los van de door mij aangegeven bevindingen, denk ik enig testwerk gedaan moet worden door een onpartijdig persoon. Iemand die neutraal is in deze discussie, want net als AI zijn publicaties te manipuleren naar de smaak van de schrijver.

Karst heeft misschien nog wel resultaten gedocumenteerd.

Voor mij is het eigenlijk gewoon duidelijk. Of het Skineffect wel of geen invloed heeft, we blijven adviseren om met soepele aders te werken in clusters. Dan heb je van alle problemen geen last 

Na mijn vakantie heb ik überhaupt voorlopig geen tijd. Moet eind augustus een showroom afhelpen en een winkelpand ontruimd, en daarna nog de werkplaats afmaken zodat ik aan die enorme modelbaan kan beginnen.

Iets met heel druk en veel te doen.