Het Skin effect op bedrading onder de modelbaan.

[Priegelman]

De metingen zijn gedaan.
Om te beginnen het scoopbeeld van de massieve draad, zonder belasting.
Een nette blokvorm met een beetje overshoot.
Rond de nuldoorgang is een beetje ruis te zien.
[
foto's verwijderd door Priegelman voor de overzichtelijkheid, te vinden in https://forum.beneluxspoor.net/index.php?topic=112145.msg3222486252#msg3222486252
]
Dan de gemeten spanningen. In onbelaste toestand is de topwaarde 14,5V.
Bij belasting daalt de spanning naar 12,75V, maar aan het begin van de draad, dus aan de uitgang van de booster, daalt die naar 13,25V. Het grootste spanningsverlies zit dus in de booster, niet in de draad.
Spanningsverlies over de draad is 0,5V.
Let wel, al deze waarden zijn voor de massieve en de soepele draad gelijk. Ik kon geen verschil constateren.

De gelijkstroomweerstand: berekend kwam ik op een spanningsverlies van 0,13V (20 meter 1,5 mm2 bij een stroom van 560 mA. Gemeten kwam ik op 0,15V.

Voor de 20 kHz blok is het spanningsverlies dus ruim 3 keer zo groot als voor gelijkstroom. Dit kan verklaard worden door het skin-effect, maar is dus voor beide draadsoorten gelijk.

Conclusie: gebruik gerust massieve draad want het maakt geen verschil. Ik kon het tenminste niet aantonen.

Klaas,

Dat je een meting gedaan hebt is heel mooi. Had ik de tijd gehad dan had ik het zelf gedaan maar dat zit er nu even niet in, mooi dat jij zo ver gaat. In jouw verslag mis ik echter het een en ander:

• Hoe heb jij die genoemde spanningen gemeten? Ze zijn wel erg precies om van de oscilloscoop overgenomen te zijn.
• Wat zijn de instellingen van de oscilloscoop, met name de spanning?
• Het skineffect heeft invoed op veranderende stroomsterkte en doet zich derhalve voor op de flank. Heb jij de flank ook wel eens beeldvullend op je oscilloscoop gehad bij zowel soepele als massieve kern om de stijgsnelheid te meten? Dit laatste zou wel de essentie voor het vraagstuk zijn, alhoewel inductieve reactantie evengoed een rol speelt.

Als je in de toekomst nog eens zulke metingen doet en foto's maakt voor publicatie, neem dan eens het volgende in overweging:

• De bovenkant van het beeld is erg donker en daardoor niet goed af te lezen. Beter licht op de oscilloscoop (meetapparatuur en testopstelling in het algemeen eigenlijk) zou de leesbaarheid verbeteren. Ik weet uit ervaring dat dit de meting (toch al gedoe) tot een veel groter gedoe maakt maar het resultaat wordt er beter van. Een alternatief is om de rasterverlichting in te schakelen.
• Het beeld op de oscilloscoop is beter te interpreteren wanneer het rond een van de rasterlijnen staat uitgelijnd, dit maakt het makkelijker om de spanning af te lezen.
• Een foto van de testopstelling kan behulpzaam zijn.

Wat voor oscilloscoop gebruik je eigenlijk?

...
 helpdesk vol zit met problemen op modelbanen met traditionele ringleidingen, die verdwijnen zodra men een fatsoenlijke installatie aanlegt in ster met soepel draad
...

Ja, wacht even. In het begin ging het erom dat soepele aders minder vatbaar zijn voor skineffect omdat jij waarneemt dat bij vervangen van bedrading van massief naar soepel het probleem verdwijnt. Nu blijkt dat je niet alleen de kabelsoort hebt vervangen (massief -> soepel) maar ook de route van de bekabeling (ring -> ster) verandert.
Als jij twee wijzigingen aanbrengt kan je de gevolgen niet aan slechts één van de wijzigingen toeschrijven.

Wat ik met Martin eens ben is dat snelle veranderingen van de belasting storende invloed hebben op het signaal. Martin, hoe moeten we dit zien, gaan treinen ineens op volle vaart weg? Dat zou goed van invloed kunnen zijn en in combinatie met skineffect (als daar sprake van zou zijn) een probleem kunnen worden. Echter, inductie van de bekabeling of weerstand van een booster evengoed natuurlijk.[/list][/list][/list]

[Klaas Zondervan]

@Priegelman,

De spanningen heb ik gemeten op het scoopscherm. Onderste horizontale lijn op ene rasterlijn zetten, en dan hokjes tellen tot de bovenste lijn. Vermenigvuldigen met V/div (5V) en delen door 2.

Maakt verder ook niet zo veel uit, bij beide draadsoorten zag ik precies hetzelfde

Flanksteilheid ook bekeken, was in beide gevallen hetzelfde. Exacte waarde weet ik niet meer.

Foto van de testopstelling kan niet meer, die heb ik afgebroken.

Scoop is een Philips PM 3234. Een geheugenscherm met nalichteffect. Maar dat werkt niet meer.

Ik snap niet goed wat de relevantie is van je vragen. Ik heb geconstateerd dat de beelden precies hetzelfde zijn. Geen significant verschil te ontdekken.

[Peter Kleton]

Klaas ,
Ik begrijp wat Priegelman  wil.
Hij denkt dat de stijgtijd mss verandert  bij belast/onbelast . soepel/massief,
 Aan de andere kant ,als de spanningsvorm nauwelijks of niet visueel verandert ,kan volgens mij de decoder er geen probleem door  hebben.

[Martin Domburg]

Wat ik met Martin eens ben is dat snelle veranderingen van de belasting storende invloed hebben op het signaal. Martin, hoe moeten we dit zien, gaan treinen ineens op volle vaart weg? Dat zou goed van invloed kunnen zijn en in combinatie met skineffect (als daar sprake van zou zijn) een probleem kunnen worden. Echter, inductie van de bekabeling of weerstand van een booster evengoed natuurlijk.[/list][/list][/list]

Nee niet de spontane snelheid. Meer de hoeveelheid treinbewegingen die sterk fluctueren. Het ene moment rijden er 10 tegelijk, dan stoppen er een paar en vertrekken anderen.de belasting fluctueert vrij snel en soms van 300 mA naar 2A en weer terug.

Dat de beide veranderingen invloed kunnen hebben dat zal ik zeker niet ontkennen. Echter denk ik wel dat de claim van het skineffect niet word afgedaan door een sterbedrading. Al zou ik dat zo niet kunnen testen.

[spock]

@martin: Ik kan je alleen maar de tip geven om te beseffen dat er hier ook mensen rondstruinen die kennis hebben (en misschien nog wel meer dan jij op een bepaald vlak).

Het gevaar van een aanname op basis van praktijk ervaring, zonder dat je weet waarom het zo is, is dat het een foute aanname is.
Je hebt iets waargenomen en heb toen een aanname gedaan dat het aan het skin-effect ligt. Nu blijkt dat de theorie, berekeningen en metingen met elkaar overeenkomen, en dat het skin effect niet van dien aard is dat het hinderlijk is.

Doe er je voordeel mee.

Ik vind het niet kies om personen die de moeite nemen om je beweringen te testen, en tot andere conclusie komen, te schofferen .

mvg spock

[Klaas Zondervan]

Sowieso raad ik iedereen die nu begint aan om het gelijk goed te doen. Dus geen massieve ringleiding zoals overal beschreven, maar installatietechnische verantwoord.

Een massieve ringleiding is dus niet installatietechnisch verantwoord?

Ik denk wel dat er bewezen is dat een ster met soepele aders beter is, simpeler aan te leggen, sneller en stabieler. Het succesratio hiermee, zeker bij starters is vele malen groter dan wanneer ze een ring aanleggen. Laten we daar eens goede voorlichting in gaan geven en dan verdwijnt die discussie vanzelf.

Die discussie verdwijnt niet zo lang jij je blijft vastbijten in: soepel is beter dan massief en ster is beter dan ring. In de loop van de tijd heb ik nu 3 keer metingen gedaan aan configuraties en steeds kwam ik tot de conclusie dat jouw aannames elke grond missen.

[Martin Domburg]

Sorry, een deel van mijn tekst is weg nadat ik een typefout wilde herstellen, *** mobiel 

Ik schoffeer niemand, ik krijg alleen het gevoel dat men het tegendeel wil bewijzen om een onrechtvaardige manier en daar verzet ik me even tegen.

Mijn bewijslast logt in het resultaat, dat er getest moet gaan worden met een oscilloscoop vind ik zelf niet relevant zolang het doel waar het om gaat niet word nagebootst. En daar word niet op gereageerd, en daar zit voor mij het onjuiste.

Waarom een scoop niet relevant is hierin, omdat nogmaals, iets wat ik vaker heb geschreven, alle onverklaarbare storingen en problemen die wij behandelen voorkomen bij geautomatiseerde modelbanen voorzien van de traditionele ringleidingen met aftakkingen gesoldeerd of met kroonstenen.

Op alle banen met een sterbedrading met soepel aders zijn de storingen beperkt tot een product die stuk gaat, of een foutieve instelling.

Dit alleen maakt het voor mij aannemelijk genoeg te constateren dat de ringleiding, welke installatietechnisch ook niet correct is, een bron is. En dit is niet iets van 1 nacht ijs, maar data verzameld over ruim 10 jaar helpdesk, en met een wachtlijst gaat het niet om een paar problemen

Daarbij is bij nader onderzoek aan het licht gekomen dat skineffect hier een rol in speelt. En nogmaals, we praten over geautomatiseerde modelbanen waar 10-20 treinen rijden. En hierbij dus ook de treinbewegingen sterk fluctueren. De felijktijdigheidsfactor van de installatie schommelt dan heel sterk.

Voor wie een geautomatiseerde baan heeft met meer dan 10 treinen op een CS3, YD7001, EcoS of Z21, open maar eens de asperge tijdens het bedrijf. Die schommelt heel sterk met pieken en dalen. Dit is niet het geval met 1 weerstand op 2 draden, of bij een andere vorm van installatietechniek waar hoge frequenties op vermigende kabels worden gebruikt.

Dat de test dan word gedaan zonder de situaties waarbij de problemen zijn geconstateerd, maken deze niet realistisch.

Daarnaast blijf ik me verbazen dat mensen die verstand van zaken moeten hebben deze slechte vorm van installatietechniek adviseren aan starters. Elk persoon met installatietechnische kennis alleen al zou dit nooit doen. Als vakman sta je dan voor.... een beetje als kroonstenen in de kabelgoot leggen categorie.

Wij helpen jaarlijk vele starters, en daaruit is al bewezen dat het aanleggen van een ster, met soepel aders vele malen sneller en simpeler is. Storingszoeken is eenvoudiger, het aansluiten is eenvoudiger, minder kans op fouten en daarbij ook minder storingen.

Dus wees ervoor, of ertegen, ik geloof meer in resultaat dan theorie. En ja je kunt zeggen, dat de starters klein beginnen en daar geen last van hebben, klopt helemaal. Maar als jij in het begin iets verkeerd leert, blijf je dat heel lang volhouden. Of je leert het meteen goed en hebt daar meer profeet van in een later stadium.

Groetjes

[Martin Domburg]

Een massieve ringleiding is dus niet installatietechnisch verantwoord? Die discussie verdwijnt niet zo lang jij je blijft vastbijten in: soepel is beter dan massief en ster is beter dan ring. In de loop van de tijd heb ik nu 3 keer metingen gedaan aan configuraties en steeds kwam ik tot de conclusie dat jouw aannames elke grond missen.

Ik refereer naar mijn post hierboven. Zonder je aan te vallen, maar hoeveel grote modelbanen heb je digitaal met software de laatste jaren geautomatiseerd?

Je werkt analoog met eigen elektronica waarbij je test in hele andere omstandigheden dan waar het hierom gaat. Deze hele discussie en hetzelfde om het tegendeel te bewijzen, leuk dat er zo fanatiek aan word gewerkt, is gewoonweg niet representatief in de situatie waar ik over spreek.

En ja ringleiding is installatietechnisch iets waar ik mijn diploma zeker niet mee zou behalen.

[PeterV]

Hoi,

Ik heb lang hier m'n mond gehouden en met steeds krommer wordende tenen de berichten hier gelezen.

Maar aangezien ik in de laatste post nu 3 of 4 keer genoemd word, toch maar een reactie nav:

Ik heb geen hypothese, noch heb ik onderzoek gedaan. Het "verschijnsel" dat hier in de openingspost beschreven wordt en mij gemeld is, heb ik destijds afgedaan als: "Dan zou het weleens het skin effect kunnen zijn". Gebaseerd op de conclusie dat het met Litze- wél en met Solid 2.5mm² niet ging, heb ik toen wat berekeningen gemaakt hoe groot de skin-diepte zou kunnen zijn in 2.5 mm2 VD-Draad. En kwam dus op "Plausible".

Da's ook het laatste wat ik inhoudelijk er over kwijt wil.

Wel wordt ik misselijk van de manier waarop er in deze draad met elkaar wordt omgegaan: Dé reden waarom ik niet eerder heb gereageerd.

Het zou wellicht een aantal personen sieren enigzins bescheidenheid te tonen, omdat ze overduidelijk geen idee hebben over wat ze schrijven en zeer zeker aantonen hun theorie aangaande electrotechniek niet op orde te hebben. Tips: 1) zoek eerst eens de theorie op die gaat over "Golfvormen" in combinatie met harmonische frequenties. 2) Zoek eens op YouTube naar Skin-Effect en luister en kijk goed wat de experts c.q. docenten daarvan zeggen. 3) sla eens een boek open over Fourier transformaties en de theorie van het Tijds- en Frequentiedomein.

Als je het gehele verschijnsel goed wilt begrijpen heb je naar mijn mening een afgesloten opleiding HBO/WO Electrotechniek nodig. Velden-theorie, Natuurkunde en vooral heel veel Wiskunde...

Groet,

Karst, die idd zijn tijd liever anders besteed.

Beste Martin,
Je zegt dat je niet in theorie geloofd maar Karst geeft hier aan dat er een hele berg theorie nodig is om uberhaupt het verschijnsel te begrijpen.
Bovendien zegt hij dat het skin effect "plausibel" is hetgeent betekent dat het aannemelijk is maar niet onderbouwd met gegevens omdat daar dus veel onderzoek voor nodig is.

Dus wat Karst aannemelijk vind op basis van zijn berekeningen is voor jouw de absolute waarheid "het skin-effect" en daar gaat volgens mij de gehele discussie over.
Je zult altijd het excuus kunnen blijven gebruiken dat de metingen niet gedaan zijn aan de banen waar jij heb geconstateerd dat je met een ster bedrading en flexibele draad prima resultaten hebt en dat er problemen zijn opgelost. Dat is een gemakkelijk excuus omdat die situatie zich nu niet meer voordoet.
Klaas heeft veel moeite gedaan om het een en ander te verduidelijken, en dat is zeer waardevol, maar dat zal nooit genoeg zijn om jou te kunnen overtuigen vanwege bovenstaande excuus.

Je had in je begin post beter het woord "skin-effect" niet kunnen gebruiken (gezien het een aanname is) maar in plaats daarvan je ervaringen op het gebied van baanbouw kunnen delen. Daar hebben de meeste mensen hier wat aan.

Nu heb je een discussie in gang gezet die ongeveer vergelijkbaar is met of iemand in "ufo's" geloofd of niet.
De echt interessante bevindingen op het gebied van baanbouw worden ondergesneeuwd en dat is jammer.

Met vriendelijke groet,
Peter Verbroekken

[Martin Domburg]

Duidelijk, de algemene mening is dat mijn visie op deze zaak niet correct is aangedragen van mijn zijde. Excuus Dan hiervoor.

Ik twijfel niet aan de effort van Klaas, alleen betwijfel ik de representatieve resuktaat van deze test in vergelijk met mijn bewering. Daarbij ben ik van mening dat mijn bewering eenzijdig uit verband worden getrokken door belangrijke details te negeren en niet mee te nemen in de reacties. Anders was er ook kritisch gereageerd naar de missende karakters van een Digitale geautomatiseerde modelbaan in bedrijf.

Maar goed, de test van Klaas geeft blijkbaar antwoorden waar men gelukkig mee is. Als de algemene mening is dat ik dat verkeerd zie dan zal ik het laten rusten.

Laten we weer gewoon lekker verder gaan waar we mee bezig zijn. Deze discussie duurt nu al veel te lang.

[Klaas Zondervan]

Zonder je aan te vallen, maar hoeveel grote modelbanen heb je digitaal met software de laatste jaren geautomatiseerd?

Het antwoord daarop is simpel: nul. Maar dat is helemaal niet relevant. Dat mijn spoorbaan analoog is, is ook niet relevant. Ik heb alleen componenten uit mijn spoorbaan gebruikt omdat die een signaal genereren wat gelijk is aan wat op een digitale baan gebeurt. Daarbij heb ik alleen gekeken naar de signaalpropagatie.

Ik was dit experiment ingegaan met de gedachte dat het best plausibel kon zijn dat soepel snoer zich bij hoge frequenties anders gedraagt dan massieve draad. Maar uit mijn metingen bleek dat niet waar te zijn. Die bundel dunne draadjes staan kennelijk zo innig met elkaar in contact dat ze zich samen gedragen als één geheel. Wat het transport van de blokgolf betreft is er dus geen verschil tussen soepel en massief. Dan vraag ik me af welk magisch fenomeen er voor zorgt dat er op een geautomatiseerde baan met wisselende belastingen ineens wel een verschil is.

Je legt verbanden die er niet zijn. De automatisering van de baan staat helemaal los van de signaaloverdracht van de digitale spanning.
Je negeert gewoon de uitkomst van mijn experiment. En die uitkomst is: er is geen verschil in gedrag tussen massief en soepel draad. Dus als je bij een klant een storing opheft door massief te vervangen door soepel, dan is er iets anders aan de hand. Wat dat is, dat kan ik op afstand niet zien. Maar zou b.v. kunnen zijn dat de klant ergens een  brakke verbinding heeft, die verholpen wordt doordat jij de bedrading opnieuw aanlegt.

[Martin Domburg]

Het antwoord daarop is simpel: nul. Maar dat is helemaal niet relevant. Dat mijn spoorbaan analoog is, is ook niet relevant. Ik heb alleen componenten uit mijn spoorbaan gebruikt omdat die een signaal genereren wat gelijk is aan wat op een digitale baan gebeurt. Daarbij heb ik alleen gekeken naar de signaalpropagatie.

Ik was dit experiment ingegaan met de gedachte dat het best plausibel kon zijn dat soepel snoer zich bij hoge frequenties anders gedraagt dan massieve draad. Maar uit mijn metingen bleek dat niet waar te zijn. Die bundel dunne draadjes staan kennelijk zo innig met elkaar in contact dat ze zich samen gedragen als één geheel. Wat het transport van de blokgolf betreft is er dus geen verschil tussen soepel en massief.

Tot dusver heb ik geen enkel commentaar op je bevindingen, los  ervan of ik het eens ben met de uitkomst. Die test geloof ik direct. Het is heel feitelijk gericht op 1 onderwerp en daar is niks verkeerd aan.

Dan vraag ik me af welk magisch fenomeen er voor zorgt dat er op een geautomatiseerde baan met wisselende belastingen ineens wel een verschil is.

Hier gaat het voor mij mis, er word direct geroepen dat mijn verhaal onzin is, in de context van "wappie". Terwijl deze vrij essentiële stukje data word genegeerd.

Je legt verbanden die er niet zijn. De automatisering van de baan staat helemaal los van de signaaloverdracht van de digitale spanning.

Daarin verschillen we van mening, hoe weet je dat zo zeker? De bijkomende factoren van een geautomatiseerde baan, zijn die niet de missende schakel in dit verhaal?

Je negeert gewoon de uitkomst van mijn experiment. En die uitkomst is: er is geen verschil in gedrag tussen massief en soepel draad. Dus als je bij een klant een storing opheft door massief te vervangen door soepel, dan is er iets anders aan de hand. Wat dat is, dat kan ik op afstand niet zien. Maar zou b.v. kunnen zijn dat de klant ergens een  brakke verbinding heeft, die verholpen wordt doordat jij de bedrading opnieuw aanlegt.

Ik negeer je uitkomst niet, dan lees je mijn reactie niet zoals die is bedoeld. Ik betwijfel enkel het nut van deze test in het grote verhaal. Een testresultaat kan wijzigen naarmate er aanvullende factoren worden toegepast. Factoren die in de claim van skin-effecr telkens aanwezig waren.

De test die je nu doet, is Statisch. En de uitkomst geloof ik direct, daar twijfel ik niet aan. Maar waar ik me aan stoor is dat men naar mij wijst, dat ik jouw resultaten zou negeren en te eigenwijs zou zijn (wat ook plausibel is). Terwijl mijn argumenten ook compleet worden genegeerd.

Een gezonde discussie werkt in twee richtingen, met een open mind. Van jouw kant merk ik nog enigzins een poging tot, ondanks dat we op een paar vlakken botsen. Een aantal personen missen die open mind compleet.

Maar deze discussie is inmiddels al vele pagina's onnodig lang aan het worden. Laten we gewoon de strijdbijl begraven, en lekker doorgaan met deze mooie hobby.

Bij relevante informatie vinden we elkaar wel weer.

[Bert V]

Als ik alles op een rijtje zet dan zie ik eigenlijk dit:
Martin is meerdere malen in de praktijk onverklaarbare en schijnbaar onoplosbare problemen tegengekomen bij (hele) grote geautomatiseerde banen. Overleg met Karst gaf aan dat het skin-effect een mogelijke oorzaak ("plausible") zou kunnen zijn. Vervangen van de massieve draad door soepele draad in deze specifieke situaties loste de problemen op. Dat is geen mening maar een vaststaand feit. Echter omdat niet alleen de massieve draad is vervangen maar er ook een andere vorm van ringleiding en dientengevolge ook allemaal nieuwe aansluitingen c.q. aftakkingen zijn aangelegd is niet uit te sluiten dat er (ook) andere zaken meegespeeld hebben die door de vernieuwing van de installatie zijn opgelost.
Dat Martin als installateur niets anders dan stervormige ringleiding en soepele draad wil toepassen lijkt me zeker bedrijfstechnisch zeer logisch. Je weet immers dat er daarbij hoogstwaarschijnlijk geen problemen die mogelijk door het skin-effect zouden kunnen worden veroorzaakt kunnen optreden en voorkomen is beter dan genezen.

Om dit nu als advies naar alle andere situaties over te zetten lijkt echter teveel van het goede. Immers, eveneens uit de praktijk blijkt -en tevens aangetoond door de metingen van Klaas- dat bij veruit de meeste banen zoals thuisbanen of kleinere clubbanen het skin-effect nauwelijks of zelfs helemaal geen rol speelt en het totaal niet uit maakt of er een rondlopende of stervormige ringleiding en massieve of soepele draad wordt toegepast. Ook dat is geen mening maar een vaststaand feit.

Het lastige is dat je zonder theoretische onderbouwing niet kunt bepalen laat staan berekenen waar de grens ligt waarboven het skin-effect mogelijke een rol zou kunnen gaan spelen. Misschien is het daarom goed dat Martin (als afsluiting?) wat meer details geeft geeft over de banen waar hij deze problemen heeft meegemaakt.

Groeten,
Bert (die momenteel door het zomerzonnetje ook het nodige effect op zijn skin ervaart  )

[Martin Domburg]

Chappeau  Een perfecte samenvatting van de pagina's.

(Als de mods in de begin post even een. Link kunnen plaatsen naar jouw reactie, scheelt dat veel mensen veel pagina's spitten. (Mod: gedaan)

Op je vraag zal ik binnenkort ingaan, dan ga ik wat data verzamelen. Gaat wel even duren, ik moet komende week eerst de winkel verhuizen, showroom inrichten en dan een nieuwe werkplek creëren.  Zodra er tijd is zal ik even een opsomming maken.

[Klaas Zondervan]

TDaarin verschillen we van mening, hoe weet je dat zo zeker? De bijkomende factoren van een geautomatiseerde baan, zijn die niet de missende schakel in dit verhaal?

Verklaar dan eens hoe de automatisering invloed kan hebben op de signaalpropagatie, en vooral, hoe er dan verschil kan ontstaan tussen massief en soepel draad.
Dat mijn test statisch is doet er niet toe. De eigenschappen van de draad kunnen niet ineens veranderen door de automatisering. Ik ben er van overtuigd dat er in de probleemgevallen waar je mee te maken had iets anders aan de hand was dan het verschil tussen massief en soepel.