DMX (светотехника)

Кабель DMX с 5-контактным XLR штекер / гнездо

DMX (старые версии DMX512 , DMX512 / 1990 и текущая версия DMX512-A ) - это протокол цифрового управления, который используется в технологии сцены и событий ( освещение событий ) для управления такими технологиями освещения, как диммеры , «интеллектуальные» прожекторы, движущиеся головы и эффекты. устройств. Аббревиатура DMX означает D igital M ultiple x .

DMX был сначала стандартизирован USITT («USITT DMX512», «USITT DMX512 / 1990»), затем в 2000 году DIN 56930-2 (стандарт на основе DMX512 / 1990) и в ноябре 2004 года ANSI E1.11 (известный как DMX512 - A; с инновациями по сравнению с DMX512 / 1990).

Электрические характеристики

DMX основан на RS-485 , используется симметричный метод передачи , дифференциальные уровни находятся в диапазоне от ± 1,5 В до ± 5 В. Допускаются синфазные напряжения от -7 В до +12 В. Благодаря симметричной передаче DMX имеет высокий уровень помехоустойчивости, поскольку внешние помехи оказывают равномерное влияние на обе линии данных, а разница уровней оценивается на приемнике, а не на уровне.

Для подключения требуются пятиконтактные штекеры XLR , но из-за более низкой цены часто используется трехконтактная версия. Свободная контактная пара (контакты 4 и 5) предназначена для других задач, которые более подробно описаны в DMX512-A. В отличие от обычной практики в аудиотехнологиях , DMX имеет гнездовой контакт на передатчике и штекерный контакт на приемнике. Однако в случае микрофонов микшер или процессор рассматривается как передатчик из-за фантомного источника питания. Это также защищает выход от короткого замыкания при контакте с металлическими частями. Кроме того, сигнальные линии (по сравнению со звуковыми сигналами) меняются местами.

(*) 3-полюсная версия не соответствует стандарту DMX.

Со старыми трехполюсными устройствами от производителя Martin Professional, т.е. ЧАС. Построенные в 2000 году и ранее, линии DMX + и DMX− поменялись местами. Стандартное назначение используется для новых устройств Martin.

Временной протокол

Передача данных происходит через асинхронный последовательный интерфейс , который управляется универсальным асинхронным приемным передатчиком (UART). В DMX кадр данных состоит из фиксированных параметров: 8 бит данных, бит без четности, 2  стоповых бита ( 8N2 ) и символьная скорость 250  кбод . Таким образом, один бит имеет длину 4 мкс, другие скорости передачи данных не предусмотрены.

Благодаря UART передача осуществляется побайтно: состояние ожидания шины (логическая 1) прерывается стартовым битом (логический 0). Далее следуют восемь бит данных и два стоповых бита (логическая 1). После этого шина снова переходит в состояние ожидания, и при необходимости может быть передан следующий байт.

Пакет DMX начинается не менее чем с 88 мкс (длина 22 бита) низкого уровня (логический 0) - этот раздел называется «Break». Это позволяет легко идентифицировать начало пакета, поскольку практически каждый коммерчески доступный UART сообщает о разрыве как недопустимый байт данных с отсутствующими стоповыми битами. После этого следует «Mark after Break» с не менее 8 мкс (длиной 2 бита) высоким уровнем / состоянием ожидания шины (логическая 1). В это время более медленные контроллеры могут адаптироваться к новому пакету DMX. Затем передается стартовый байт со значением 0. Затем байты канала отправляются, начиная со значения канала 1 (подсчет каналов DMX начинается с 1, а не с 0). Все байты 512 каналов могут передаваться, но не обязательно. Однако адресация байтов канала невозможна - первый отправленный байт канала предназначен для первого канала, второй байт канала - для второго канала и т. Д. Если передача будет прервана в любое время, ее можно возобновить, отправив новый DMX. пакет. Последовательность прерывания автоматически сбрасывает все открытые передачи.

В DMX-A начальный байт также может иметь значения, отличные от 0 (от 1 до 255). Приемники (диммеры или другие параметры управления) должны игнорировать все пакеты, инициированные с начальным байтом, отличным от 0. Это означает, что шина DMX z. B. возможность запускать запросы RDM (Remote Device Management = обратная связь) или загружать новое программное обеспечение в устройства. Однако, поскольку на рынке есть устройства DMX, которые игнорируют начальный байт и обращают внимание на байты канала, даже если начальный байт не равен 0, эта функция фактически не используется во всех приложениях. Последовательные потоки данных также могут передаваться по отдельным каналам (например, для прокрутки текстовых дисплеев). Однако для этого обычно требуется, чтобы входной контроллер и устройство были напрямую подключены и чтобы сигналы не прерывались преобразованием или смещением (например, микшированием HTP).

Источники точных спецификаций можно найти по веб-ссылкам.

Состав автобуса

Шина имеет шинную топологию в соответствии со стандартом EIA-485 (« гирляндная цепь »). К передатчику можно подключить до 32 приемников, после чего потребуется ретранслятор. Для ответвлений необходимо использовать разветвители DMX . Каждая цепь должна быть завершена на конце оконечным резистором на 120 Ом (также известным как оконечный резистор или терминатор), чтобы предотвратить отражение сигнала . Эту задачу также может взять на себя последнее устройство DMX в цепочке (например, переключаемый согласующий резистор или автоматическое распознавание в качестве последнего звена в цепочке).

Поскольку сигнал содержит высокие частоты (прямоугольная волна 125 кГц, частота среза ~ 2,5 МГц), необходимо использовать надлежащим образом экранированный кабель с сопротивлением 110 Ом . Предпочтительно использовать кабель витой пары , но это также специальные микрофонные кабели на рынке, электрические свойства которых также подходят для передачи DMX. Тем не менее, обычно используются обычные микрофонные кабели без заданного импеданса, часто в сочетании со сценической коробкой .

Адрес шины должен быть установлен на каждом устройстве; для устройств, которые принимают несколько каналов, это начальный адрес (12-канальный диммер с начальным адресом 25 принимает каналы с 25 по 36). Однако это основной источник ошибок, особенно при использовании интеллектуального освещения. Неправильная адресация устройств обычно приводит к нежелательному поведению, поскольку они реагируют на управляющие данные, которые не предназначены для них, или каналы смещаются. С другой стороны, вполне возможно намеренно адресовать два устройства одинаково, например, если недостаточно доступных каналов, или упростить программирование светового шоу. Устройства с одинаковым адресом и одинаковым назначением каналов ведут себя полностью идентично.

использовать

Простое устройство управления DMX для управления до двенадцати устройств с, среди прочего, восемью фейдерами для настройки каналов и джойстиком

Первоначально DMX был разработан для управления цепями освещения с помощью регуляторов яркости. Количество 512 каналов и разрешение 8 бит на канал (соответствует ²⁸ = 256 шагов на канал) оказались для этого достаточными. В то же время, однако, практически все сценические и световые устройства управляются через DMX. Примерами являются диммеры , преобразователи цвета , стробоскопы , сканеры и движущиеся головки . Последние два, в частности, требуют наличия нескольких каналов для управления их разнообразными функциями. Кроме того, разрешение канала слишком низкое, чтобы зеркало или движущаяся голова могли плавно перемещаться. По этой причине два канала (например, Pan Coarse и Pan Fine) обычно используются для двух осей движения Pan и Tilt. Это означает, что атрибут панорамирования разрешается с помощью 16 битов (соответствует 2 ¹⁶ = 65536 уровням). Это приводит к большому количеству каналов для многих устройств (например, для сканера: 2 канала панорамирования, 2 канала наклона, лампа, яркость (диммер), затвор, 1-е колесо гобо, 2-е колесо гобо, вращение гобо, 1-е цветовое колесо, 2-е колесо цветовое колесо, колесо эффектов, фокус, масштабирование, управление устройством = 16 каналов для одного устройства).

Сигналы DMX обычно генерируются контроллером, но существует также программное обеспечение для управления освещением, которое может выводить DMX через специальные компьютерные интерфейсы (встроенная карта DMX или устройства USB DMX).

USB DMX

USB-DMX - это управление устройствами DMX через компьютер ( USB- соединение)

Команды управляющего программного обеспечения преобразуются в стандарт DMX через интерфейс USB DMX. Это означает, что в некоторых приложениях нет необходимости в легком смесителе. Кроме того, с помощью некоторых интерфейсов данные DMX также можно считывать в ПК и обрабатывать там, например, для управления компьютерными программами через DMX.

Элементы управления USB DMX можно разделить на две категории:

• Классические осветительные консоли , которые подключаются через порт USB к ПК или ноутбуку, на котором запущено программное обеспечение, расширяющее функции стола. Преимущество этих систем: кнопки и фейдеры на столе обеспечивают быстрый и точный доступ к функциям.
• Программное обеспечение для ПК, которое пересылает команды непосредственно на интерфейс USB через порт USB и, таким образом, работает без классического стола. Преимущество этих систем заключается в практически неограниченной функциональности программного обеспечения для ПК и низкой цене, так как не требуется дополнительный рабочий стол. Тем не менее, часто используются дополнительные устройства ввода в виде классического светового пульта, поскольку управление программным обеспечением освещения с помощью ползунков и кнопок обеспечивает более быстрое и прямое управление. Кроме того, некоторые производители программного обеспечения предлагают дополнительные функции, выходящие за рамки простого управления освещением. Затем говорят о системах ILPS (интегрированные системы планирования освещения и управления), если планирование освещения является неотъемлемой частью общей системы.

W-DMX

W-DMX (беспроводной DMX) обеспечивает беспроводное соединение с устройством DMX. Для этого требуются передающая и принимающая станции.

Альтернативы

В настоящее время Ethernet широко используется в секторе передачи данных. Здесь обычно следует различать использование физических кабелей Ethernet с обычными электрическими сигналами DMX и использование протоколов для передачи информации DMX по Ethernet с уровня канала данных .

При использовании кабелей Ethernet с электрическими сигналами DMX используются простые соединительные преобразователи для подключения кабелей на большие расстояния. Уровень и протокол передаваемых сигналов идентичны нормальному DMX и не являются ни электрически, ни технически совместимыми с Ethernet, используется только кабель Ethernet.

Другой возможностью для передачи сигналов DMX является использование Ethernet на уровне канала передачи данных , с помощью которого сигналы могут, по крайней мере, коммутироваться, а при необходимости также маршрутизироваться . Преимущества заключаются в широком использовании технологии Ethernet, а также в очень высокой скорости и гибкости передачи данных, а также в возможности их создания непосредственно на обычном ПК с помощью имеющейся в продаже сетевой карты. Это упрощает использование управляющего программного обеспечения на базе ПК и снижает начальные затраты, но тогда для перехода к собственной инфраструктуре DMX требуется преобразователь. Такие решения, как B. Art-Net использует это для передачи нескольких вселенных DMX по одной линии Ethernet, в то время как z. B. ACN или PSI представляют собой новые разработки с расширенными функциональными возможностями. Поскольку эти решения основаны на Интернет-протоколе (IP) (в основном с использованием UDP / IP ), их использование не ограничивается Ethernet, но, по крайней мере, теоретически возможно на всех носителях, поддерживающих IP.

Индивидуальные доказательства

1. ↑ Круз, Диана, 1980-, Хашер, Ральф, 1967-2011, С. Хирцель Верлаг, Штутгарт, стр. 268: Осветительная техника и энергоснабжение для специалистов по организации мероприятий, обучающихся и практикующих . 2-е, переработанное и дополненное издание. Штутгарт, ISBN 978-3-7776-2557-7 . 
2. ↑ Архивная ссылка ( Мементо от 22 августа 2011 г. в Интернет-архиве )

литература

• Майкл Эбнер: светотехника для сцены и дискотеки; Справочник для практиков. 1-е издание, Elektor-Verlag, Aachen, 2001, ISBN 3-89576-108-7
• Франк Бургхардт: Светотехника для начинающих - профессионально управляйте собственным световым шоу с помощью DMX. 1-е издание, Elektor-Verlag, Аахен, 2009 г., ISBN 978-3-89576-188-1

веб ссылки

В целом

• Основная информация о DMX
• Основные управляющие сигналы в светотехнике для событийной техники
• Сигнал DMX, записанный с использованием измерительной техники
• Разветвитель DMX и слияние (далее в статье)
• Дополнительная информация о стандарте DMX

Реализации

• Интерфейс USB DMX и другие проекты DIY
• Программное обеспечение с открытым исходным кодом, интерфейс USB DMX, прошивка и советы DIY
• Бесплатное программное обеспечение, советы DIY, большой форум
• Open Lighting Project, открытый исходный код, также для Linux