DMX (technologia oświetleniowa)

Kabel DMX z 5-pinowym męskim / żeńskim złączem XLR

DMX (starsze wersje DMX512 , DMX512 / 1990 i aktualna wersja DMX512-A ) to cyfrowy protokół sterowania, który jest używany w technologii scenicznej i eventowej ( oświetlenie eventowe ) do sterowania technologią oświetleniową, taką jak ściemniacze , „inteligentne” reflektory, ruchome głowy i efekty urządzenia. Skrót oznacza DMX D igital M ultiple x .

DMX został po raz pierwszy znormalizowany przez USITT („USITT DMX512”, „USITT DMX512 / 1990”), następnie w 2000 roku przez DIN 56930-2 (norma oparta na DMX512 / 1990), aw listopadzie 2004 przez ANSI E1.11 (znany jako DMX512 - A; z innowacjami w porównaniu do DMX512 / 1990).

Parametry elektryczne

DMX jest oparty na RS-485 , stosowana jest symetryczna metoda transmisji , poziomy różnicowe mieszczą się w zakresie od ± 1,5 V do ± 5 V. Napięcia w trybie wspólnym między -7 V a +12 V muszą być tolerowane. Dzięki symetrycznej transmisji DMX ma wysoki poziom odporności na zakłócenia, ponieważ zakłócenia zewnętrzne mają równomierny wpływ na obie linie danych, a różnica poziomów jest oceniana na odbiorniku, a nie na poziomie.

Do podłączenia wymagane są pięciopinowe wtyczki XLR , ale często używana jest wersja trzypinowa ze względu na niższą cenę. Wolna para styków (styki 4 i 5) jest przeznaczona do innych zadań, które są szczegółowo opisane w DMX512-A. W przeciwieństwie do powszechnej praktyki w technologii audio , DMX ma styk żeński na nadajniku i styk męski na odbiorniku. Jednak w przypadku mikrofonów za nadajnik ze względu na zasilanie phantom uważa się mikser lub jednostkę przetwarzającą. Chroni to również wyjście przed zwarciami w kontakcie z częściami metalowymi. Ponadto zamieniane są linie sygnałowe (w porównaniu z sygnałami audio).

(*) Wersja 3-biegunowa nie jest zgodna ze standardem DMX.

W przypadku starszych urządzeń trójbiegunowych producenta Martin Professional i. H. Zbudowane w 2000 roku i wcześniej, linie DMX + i DMX− zostały zamienione. Standardowe przypisanie jest używane dla nowszych urządzeń Martina.

Protokół czasowy

Transmisja danych odbywa się za pośrednictwem asynchronicznego interfejsu szeregowego , który jest kontrolowany przez uniwersalny asynchroniczny nadajnik odbiorczy (UART). W przypadku DMX ramka danych składa się ze stałych parametrów 8 bitów danych, bez bitu parzystości i 2  bitów stopu ( 8N2 ) oraz szybkości transmisji 250  kbodów . Dlatego jeden bit ma długość 4 µs, inne szybkości transmisji nie są dostarczane.

Transmisja jest zorientowana na bajty dzięki UART: Stan bezczynności magistrali (logiczna 1) jest przerywany przez bit startu (logiczne 0). Po nim następuje osiem bitów danych i dwa bity stopu (logiczne 1). Magistrala jest wówczas ponownie w stanie spoczynku i w razie potrzeby można przesłać następny bajt.

Pakiet DMX zaczyna się od co najmniej 88 µs (długości 22 bitów) niskiego poziomu (logiczne 0) - ta sekcja nazywa się „Break”. Umożliwia to łatwą identyfikację początku pakietu, ponieważ praktycznie każdy dostępny na rynku UART zgłasza przerwanie jako nieprawidłowy bajt danych z brakującymi bitami stopu. Następnie następuje „Mark after Break” z co najmniej 8 µs (2 długości bitów) wysokim poziomem / stanem bezczynności magistrali (logiczne 1). W tym czasie wolniej taktowane kontrolery mogą dostosować się do nowego pakietu DMX. Następnie przesyłany jest bajt początkowy o wartości 0. Następnie wysyłane są bajty kanału, zaczynając od wartości kanału 1 (liczenie kanałów DMX zaczyna się od 1, a nie od 0). Wszystkie 512-kanałowe bajty mogą, ale nie muszą być przesyłane. Jednak adresowanie bajtów kanału nie jest możliwe - pierwszy wysłany bajt kanału jest dla kanału pierwszego, bajt drugiego kanału dla kanału drugiego itd. Jeżeli transmisja zostanie przerwana w dowolnym momencie, można ją wznowić wysyłając nowy DMX pakiet. Sekwencja przerw automatycznie resetuje wszystkie otwarte transmisje.

W przypadku DMX-A bajt początkowy może mieć również wartości inne niż 0 (od 1 do 255). Odbiorniki (dimmery lub inne parametry sterujące) powinny ignorować wszystkie pakiety, które są inicjowane z bajtem początkowym innym niż 0. Oznacza to, że magistrala DMX z. B. możliwość uruchomienia żądań RDM (Remote Device Management = feedback) lub załadowania nowego oprogramowania do urządzeń. Ponieważ jednak na rynku są urządzenia DMX, które ignorują bajt początkowy i zwracają uwagę na bajty kanału, nawet jeśli bajt początkowy nie jest równy 0, funkcja ta nie jest faktycznie używana we wszystkich aplikacjach. Szeregowe strumienie danych mogą być również przesyłane pojedynczymi kanałami (np. Do przewijania wyświetlaczy tekstowych). Zwykle wymaga to jednak bezpośredniego połączenia kontrolera wejściowego i urządzenia, a sygnały nie są przerywane przez konwersję lub offset (np. Miksowanie HTP).

Źródła dokładnych specyfikacji można znaleźć w linkach internetowych.

Struktura autobusu

Magistrala jest zbudowana w topologii magistrali zgodnie ze standardem EIA-485 („połączenie łańcuchowe ”). Do nadajnika można podłączyć do 32 odbiorników, po czym wymagany jest repeater. Pilarki DMX musi być stosowany dla oddziałów . Każdy łańcuch musi być zakończony na końcu opornikiem obciążeniowym 120 omów (znanym również jako rezystor obciążeniowy lub terminator), aby zapobiec odbiciom sygnału . Zadanie to może przejąć również ostatnie urządzenie DMX w łańcuchu (np. Przełączany rezystor terminujący lub automatyczne rozpoznawanie jako ostatnie ogniwo w łańcuchu).

Ponieważ sygnał zawiera wysokie częstotliwości (fala prostokątna 125 kHz, częstotliwość odcięcia ~ 2,5 MHz), należy użyć odpowiednio ekranowanego kabla o impedancji 110 Ω . Najlepiej jest wziąć pod uwagę skrętkę , ale są to również specjalne kable mikrofonowe na rynku, których właściwości elektryczne nadają się również do transmisji DMX. Niemniej jednak powszechnie stosuje się konwencjonalne kable mikrofonowe bez określonej impedancji, często w połączeniu ze sceną .

Adres magistrali musi być ustawiony na każdym urządzeniu; w przypadku urządzeń, które odbierają wiele kanałów, jest to adres początkowy (12-kanałowy ściemniacz z adresem początkowym 25 odbiera kanały od 25 do 36). Jest to jednak główne źródło błędów, zwłaszcza przy stosowaniu inteligentnego światła. Nieprawidłowe adresowanie urządzeń zwykle prowadzi do niepożądanego zachowania, ponieważ reagują one na dane sterujące, które nie są dla nich przeznaczone lub kanały ulegają przesunięciu. Z drugiej strony całkiem możliwe jest celowe adresowanie dwóch takich samych urządzeń, na przykład jeśli nie ma wystarczającej liczby dostępnych kanałów, lub uproszczenie programowania pokazu świetlnego. Identycznie adresowane urządzenia z tym samym przypisanym kanałem zachowują się całkowicie identycznie.

posługiwać się

Proste urządzenie sterujące DMX do sterowania maksymalnie dwunastoma urządzeniami z, między innymi, ośmioma suwakami ustawień kanałów i joystickiem

Pierwotnym zastosowaniem, dla którego zaprojektowano DMX, było sterowanie obwodami oświetleniowymi za pomocą ściemniaczy. Liczba 512 kanałów i rozdzielczość 8 bitów na kanał (co odpowiada 2 ⁸ = 256 kroków na kanał) okazały się do tego wystarczające. W międzyczasie jednak praktycznie wszystkie urządzenia oświetleniowe sceniczne i efektowe są sterowane za pomocą DMX. Przykładami są ściemniacze , zmieniacze kolorów , stroboskopy , skanery i ruchome głowy . Szczególnie te dwa ostatnie wymagają wielu kanałów do sterowania ich różnorodnymi funkcjami. Ponadto rozdzielczość kanału jest zbyt niska, aby umożliwić płynne przemieszczanie się lustra lub ruchomej głowy. Z tego powodu dwa kanały (np. Pan Coarse i Pan fine) są zwykle używane dla dwóch osi ruchu Pan i Tilt. Oznacza to, że atrybut pan jest rozwiązywany za pomocą 16 bitów (odpowiada 2 ¹⁶ = 65536 poziomom). Skutkuje to dużą liczbą kanałów dla wielu urządzeń (przykład dla skanera: 2 kanały pan, 2 kanały tilt, lampa, jasność (ściemniacz), przesłona, 1. tarcza gobo, 2. tarcza gobo, obrót gobo, 1. koło kolorów, 2. koło kolorów, koło efektów, ostrość, zoom, sterowanie urządzeniem = 16 kanałów dla jednego urządzenia).

Sygnały DMX są zwykle generowane przez kontroler, ale istnieje również oprogramowanie do sterowania oświetleniem, które może wyprowadzać DMX za pośrednictwem specjalnych interfejsów komputerowych (wbudowana karta DMX lub urządzenia USB DMX).

DMX USB

USB-DMX to sterowanie urządzeniami DMX przez komputer ( połączenie USB )

Polecenia oprogramowania sterującego są konwertowane na standard DMX poprzez interfejs USB DMX. Oznacza to, że w niektórych zastosowaniach nie ma potrzeby stosowania lekkiego miksera. Ponadto, w przypadku niektórych interfejsów, dane DMX mogą być również wczytywane do komputera i tam przetwarzane, na przykład w celu sterowania programami komputerowymi za pomocą DMX.

Sterowanie USB DMX można podzielić na dwie kategorie:

• Klasyczne konsole oświetleniowe , które podłączane są przez port USB do komputera PC lub notebooka, na którym działa oprogramowanie rozszerzające funkcje biurka. Zaleta tych systemów: przyciski i suwaki na biurku pozwalają na szybki i precyzyjny dostęp do funkcji.
• Oprogramowanie komputerowe, które przekazuje polecenia bezpośrednio do interfejsu USB przez port USB, dzięki czemu działa bez klasycznego pulpitu. Zaletą tych systemów jest niemal nieograniczona funkcjonalność oprogramowania PC oraz niska cena, ponieważ nie jest wymagane dodatkowe biurko. Niemniej jednak często stosuje się dodatkowe urządzenia wejściowe w postaci klasycznego pulpitu oświetleniowego, ponieważ sterowanie oprogramowaniem oświetleniowym za pomocą suwaków i przycisków pozwala na szybsze i bardziej bezpośrednie sterowanie. Ponadto niektórzy producenci oprogramowania oferują dodatkowe funkcje, które wykraczają poza zwykłe sterowanie oświetleniem. Następnie mówi się o systemach ILPS (zintegrowane systemy planowania i sterowania oświetleniem), jeśli planowanie oświetlenia jest integralną częścią całego systemu.

W-DMX

W-DMX (Wireless DMX) umożliwia bezprzewodowe połączenie z urządzeniem DMX. Do tego potrzebna jest stacja nadawcza i odbiorcza.

Alternatywy

Ethernet jest obecnie szeroko stosowany w sektorze transmisji. W tym miejscu należy ogólnie rozróżnić między wykorzystaniem fizycznego okablowania Ethernet z konwencjonalnymi sygnałami elektrycznymi DMX a wykorzystaniem protokołów do przesyłania informacji DMX w sieci Ethernet z warstwy łącza danych .

W przypadku stosowania kabli Ethernet z elektrycznymi sygnałami DMX stosuje się proste konwertery połączeniowe do mostkowania większych odległości kablami. Poziom i protokół przesyłanych sygnałów są identyczne jak normalne DMX i nie są ani elektrycznie, ani protokołowo kompatybilne z Ethernetem, używane jest tylko okablowanie Ethernet.

Inną możliwością transmisji sygnałów DMX jest wykorzystanie sieci Ethernet z warstwy łącza danych , za pomocą której sygnały mogą być przynajmniej przełączane i, jeśli to konieczne, również trasowane . Zalety polegają na powszechnym stosowaniu technologii Ethernet, jak również na bardzo dużej szybkości transmisji i elastyczności oraz możliwości generowania ich bezpośrednio na zwykłym komputerze PC z dostępną w handlu kartą sieciową . Upraszcza to korzystanie z oprogramowania sterującego opartego na komputerach PC i zmniejsza koszty początkowe, ale do przejścia na natywną infrastrukturę DMX wymagany jest konwerter. Rozwiązania takie jak B. Art-Net używa tego do przesyłania wielu uniwersów DMX przez jedną linię Ethernet, podczas gdy z. B. ACN lub PSI to nowe rozwiązania o rozszerzonej funkcjonalności. Ponieważ rozwiązania te są oparte na protokole internetowym (IP) (głównie z wykorzystaniem UDP / IP ), ich zastosowanie nie ogranicza się do sieci Ethernet, ale przynajmniej teoretycznie jest możliwe na wszystkich mediach obsługujących protokół IP.

Indywidualne dowody

1. ↑ Kruse, Diana 1980-, Hascher, Ralph 1967-2011, S. Hirzel Verlag Stuttgart, strona 268: Technologia oświetleniowa i zasilanie dla techników imprez podczas szkolenia i ćwiczeń . Wydanie drugie poprawione i rozszerzone. Stuttgart, ISBN 978-3-7776-2557-7 . 
2. ↑ Link do archiwum ( Pamiątka z 22 sierpnia 2011 w Internet Archive )

literatura

• Michael Ebner: technologia oświetlenia sceny i dyskoteki; Podręcznik dla praktyków. Wydanie 1, Elektor-Verlag, Aachen, 2001, ISBN 3-89576-108-7
• Frank Burghardt: Technologia oświetleniowa dla początkujących - profesjonalnie steruj własnym pokazem świetlnym za pomocą DMX. Wydanie 1, Elektor-Verlag, Aachen, 2009, ISBN 978-3-89576-188-1

linki internetowe

Ogólnie

• Podstawowe informacje o DMX
• Podstawowe sygnały sterujące w technice oświetleniowej w technice eventowej
• Sygnał DMX zarejestrowany za pomocą technologii pomiarowej
• Rozdzielacz i łączenie DMX (w dalszej części artykułu)
• Więcej informacji na temat standardu DMX

Wdrożenia

• Interfejs USB DMX i inne projekty DIY
• Oprogramowanie open source, interfejs USB DMX, oprogramowanie sprzętowe i porady dotyczące majsterkowania
• Darmowe oprogramowanie, porady dla majsterkowiczów, duże forum
• Projekt Open Lighting, Open Source, również dla Linuksa