Zaloguj się | Zarejestruj się
 

dmx512-sterowanie

Sterowanie DMX512

Instalacje oświetlenia elektrycznego w większości przypadków kojarzą się z tymi używanymi zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz budynków, bądź oświetleniem obiektów sportowych czy ulic. Poruszanie tematyki oświetleniowej wiąże się również ze sterowaniem zainstalowanymi oprawami. Wśród obecnych standardów i protokołów wymiany danych, możemy wyróżnić ze względu na ciekawe zastosowanie, sięgający swymi korzeniami do lat 80tych, DMX512.

 

Początki DMX512

 

DMX512 (Digital MultipleXed)- to cyfrowy standard wymiany danych pomiędzy urządzeniami dedykowany do zarządzania oświetleniem scenicznym i kontrolą nad efektami świetlnymi. Opracowany w 1986 roku przez USITT (United States Institute of Theater Technology) miał ujednolicić współpracę i podłączenie wszystkich urządzeń używanych na scenie podczas przedstawień czy koncertów. Bardzo szybko stał się uniwersalnym standardem wymiany danych i w 1990 roku po dokonaniu poprawek technicznych otrzymał nazwę DMX512(1990). Obecnie jest jednym z najbardziej powszechnych w użyciu standardów, a pierwotne zastosowanie zostało rozszerzone i za pomocą DMX512 możemy sterować m.in billboardami.

 

Opis standardu DMX512

 

Protokół sygnałowy DMX wykorzystuje kontrolery i przemysłowy interfejs szeregowy EIA485, znany również jako RS485 (Recommended Standard) lub ANSI/TIA 485 (skrót pochodzi od nazwy stowarzyszenia firm telekomunikacyjnych odpowiedzialnych za opracowanie techniczne- Telecommunications Industry Association/Electronic Industries Alliance). System ten znajduje zastosowanie w instalacjach o rozległej topologii, oraz zagrożonymi możliwością częstego wystąpienia zakłócenia sygnału.

Protokół umożliwia wykorzystanie 512 niezależnych kanałów, z których każdy może przyjąć 1 z 256 dostępnych poziomów natężenia. Komunikacja w systemie DMX odbywa się w jednym kierunku. Odbiorniki i nadajniki mają charakter różnicowy i sa połączone szeregowo. Maksymalnie w jednej linii przesyłowej mogą znaleźć się 32 moduły, natomiast zwiększenia pojemności gałęzi można dokonać za pomocą urządzeń aktywnych lub splitterów sygnału. Na końcu każdej linii umieszczany jest tzw. terminator, czyli rezystor 120Ω 0,2W mający za zadanie odszumienie próbkowanego sygnału.

 dmx-1

Rys.1. Przebieg sygnału w układzie z zastosowanym terminatorem linii

 

 

dmx-2 

Rys.2. Przebieg sygnału w układzie bez zastosowanego terminatora linii

 

Połączenie odbiorników torem różnicowym i przesył sygnału realizuje się za pomocą 2 lub 3 przewodów jednożyłowych:

            
  • przewód sygnałowy "+" (s+),

  • przewód sygnałowy "-" (s-),

  • "masa" lub "przewód 0" (GND lub 0).

 

 dmx-3

Rys.3. Przykładowe połączenie odbiornika i nadajnika w systemie DMX512

 

Nośnikiem sygnału jest w tym przypadku różnica potencjałów między torem "+" i "-", a nie między poszczególnymi przewodami a potencjałem ziemii. W przypadku niektórych ustaleń EIA485 możliwe jest wykluczenie 3 przewodu (masy lub 0), który pełni głównie rolę ekranu chroniącego "+" i "-" przed zakłóceniami. Jeśli sieć instalacji ma charakter bardzo rozległy, wtedy do ekranowania ,zamiast 3ciego przewodu, używa się przewodów sterujących wykonanych ze skrętki ekranowanej o dobrych parametrach. Sygnał napięciowy taktowany jest zegarem 250 kHz, co wyklucza zastosowanie kabli mikrofonowych w instalacji (kable te mogą przenosić pasmo 80-100 kHz bez zniekształceń, co przy częstotliwości 250 kHz sygnału prostokątnego powoduje zniekształcenia uniemożliwiające poprawną pracę układu). Długość przewodów instalacji sterującej definiowana jest przez następujące czynniki:

 

         
  • wielkość spadku napięcia,

  • zakłócenie sygnału spowodowane różnicą stałych czasowych wyższych harmonicznych, z których składa się sygnał,

  • jakość uzwojenia użytego w odbiorniku, oraz jakość zastosowanych złączy,

  • ilości odbiorników podłączonych do danego przewodu,

  • specyfikacja nadajnika i odbiornika wg EIA RS-485.

 

Jeśli we wszystkich kategoriach zostaną spełnione zalecenia zawarte w EIA RS-48, można użyć kabla o długości 500m, a w przypadku potrzeby wykorzystania dłuższego przewodu trzeba również uwzględnić w instalacji powielacze sygnału.

Zakres napięcia pracy zawarty w zaleceniach EIA485, ustala się między +12V a -7V. Uwzględniając architekturę systemu DMX minimalna, wykrywalna przez system, różnica potencjału wynosi 200mV.

 

Struktura sygnału DMX512

 

 dmx-4

Rys.4. Wykres sygnału DMX przy przesyłaniu 1 pakietu danych

 

DMX512 jest oparty na cyfrowym przesyle danych, to znaczy że występują 2 stany logiczne:

           
  • Stan HI, czyli wysoki (poziom napięcia- logiczne 1),

  • Stan LO, czyli niski (poziom napięcia- logiczne 0).

 

Poprzez odpowiednią kombinację stanów logicznych przesyłany jest zakodowany sygnał do urządzenia. Poniżej opis poszczególnych faz sygnałowych:

 ______   
  1. Brak sygnału- określa się wystąpieniem stałego stanu HI.

  2. Break- cechuje się wystąpieniem stanu LO na czas minimum 88 μs (może trwać dłużej lecz nie może być krótszy), co odpowiada wysłaniu 22 bitów stanu LO przez linię sygnałową (1 bit odpowiada 4 μs).

  3. MAB (Mark After Break)- to 8 μs (2 bity) faza występująca zaraz po fazie Break. W starszych (DMX do 1990r) kontrolerach faza ta wynosiła 4 μs (1 bit), w związku z czym może wystąpić konflikt we współpracy ze starszymi typami konsolet. Wynikiem tego może być odrzucenie całego pakietu danych, bądź przekierowanie pakietu do nieodpowiednich urządzeń.

  4. SC (Start Code)- występuje zaraz po MAB. Jego struktura wygląda następująco: pierwszy bit to bit startu i zawsze ma logiczną wartość LO, 8 następnych bitów to bity danych, a 2 ostatnie bity to bity stopu (ich stan logiczny zawsze jest równy logicznej 1). Łączna długość to 44 μs (11 bitów).

  5. MTBF (Mark Time Beetwen Frames)- czas trwania zawiera się między 0-1s. Oddziela bity stopu poprzedzającego pakietu, od bitów startu następnego pakietu. Jego stan logiczny zawsze jest na poziomie HI.

  6. CD (Channel Data)- w tej fazie przesyłane są dane dla kolejnych kanałów (1-512), sformatowane tak samo jak w przypadku Start Code, rozdzielone pomiędzy sobą MTBF.

  7. MTBP (Mark Time Beetwen Packets)- stan w którym znajduje się linia po przekazaniu danych do ostatniego kanału (logiczne HI), trwa od 0 do 1s. Powyżej 1 s czasu trwania, traktowany jest jako BREAK, czyli przerwa w nadawaniu pakietów.

 

 

System DMX512 nie wprowadza przymusu wysyłania danych pakietowych do wszystkich kanałów. Możemy zatem wysłać dowolną ilość danych poprzez linię sygnałową.

Bardzo ważną sprawą jest, że standard DMX nie posiada wykrywania wad i korekty sygnału, stąd też zabronione jest stosowanie go do sterowania systemami, które na wskutek wadliwego sygnału mogą stworzyć zagrożenie utraty życia dla zwierząt i ludzi.

Najczęstszym przypadkiem złego funkcjonowania systemu DMX512 jest błędne podłączenie poszczególnych przewodów i wtyczek. Poniżej schemat poprawnego połączenia:

 

 dmx-5

Rys.5. Sposób podłączenia przewodów do złączy typu XLR

 

Pin 1 – "ekran" czyli "kabel 0" lub "masa",

Pin 2 – przewód sygnałowy "-",

Pin 3 – przewód sygnałowy "+",

Pin 4 – pin dodatkowy,

Pin 5 – pin dodatkowy.

 

Pin 4 i 5 zostały uwzględnione w standardzie EIA485 jako piny służące do przesyłania diagnostycznych informacji zwrotnych do kontrolera DMX512, jednak nigdy nie zostało to wprowadzone w życie.

 

Opracował: Kacper Rakowiecki (Grupa lednews.pl)

 

Źródło:

  1. www.dmx512.krb.com.pl - strona internetowa poświęcona tematyce sterowania DMX512.

  2. www.pinouts.ru - strona internetowa poświęcenia wykonawstwu instalacji i oprzewodowania.

  3. www.pxm.pl - strona domowa przedsiębiorstwa Proxima.

  4. www.theater-technisch-lab.nl - strona internetowa poświęcona tematyce oświetlenia scenicznego.

  5. Rysunki (odnośniki do literatury): Rys.1. [3], Rys.2.[3], Rys.3.[3], Rys.4.[1], Rys.5.[4].

 

Joomla SEF URLs by Artio

Partnerzy

Banner po prawej



Dołącz do nas

icon-facebook  icon-in  icon-twitter  icon-youtube

Strona wykorzystuje pliki cookie w celu realizacji usług zgodnie z Polityką Prywatności.

Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do cookie w Twojej przeglądarce lub konfiguracji usługi.

Zamknij