DMX 512. Описание протокола, (краткое)
Стандарт передачи данных DMX-512.
Передача данных по протоколу DMX512 (Digital Multiplex) был разработан в 1986 году комитетом USITT (U.S. Insnitute of Theatre Tecnology) для управления диммерными каналами со световой консоли (пульта) при помощи стандартного интерфейса. До появления протокола DMX контроль над диммерами осуществлялся либо по отдельным несущим проводам, либо при помощи разнообразных цифровых или мультиплексных аналоговых соединений.
Стандарт DMX512 позволяет управлять по одной линии связи одновременно 512 каналами, (канал-это не приемный прибор). Несколько включенных одновременно приборов, поддерживающих DMX512, позволяют создавать световые картины и элементы оформления самой различной сложности, как внутри помещений, так и снаружи. По одному каналу передаётся информация для управления одним параметром прибора, например в какой цвет окрасить луч прожектора или на какой угол повернуть зеркало по горизонтали в данный момент чтобы изменить направление лазерного луча.
Протокол DMX512 имеет ряд преимуществ и недостатков, но он получил широкое распространение и сейчас де-факто является главным стандартом создания большинства светотехнических систем. Он отличается простотой и универсальностью.
Основа протокола связи DMX – множественность кодов. Каждый код — это уникальная последовательность высоких и низких уровней сигнала, которые называются битами и посылаются через определенные интервалы времени (4 µs для DMX512). Все коды в DMX512 содержат 8 бит. Группа из 8 бит называется байтом. Байт содержит 256 различных кодов от 0 до 255. Для определения начала байта, к нему добавляется 3 бита — стартовый (логический 0), и 2 стоповых (логическая 1). Если по линии не передается никакой информации, то она находится в состоянии с высоким уровнем (логическая 1). Чтобы переслать байт информации передатчик посылает стартовый бит, сообщающий приемнику о начале обмена. Приемник считывает биты с интервалом в 4 µs до тех пор, пока не примет все 8, а затем сканирует линию, ожидая высокого сигнала для принятия стоповых битов. В конце второго стопового бита линия может перейти в состояние ожидания (уровень у нее уже высокий), либо новый стартовый бит начнет передачу следующего байта. Если передача информации в линии происходит непрерывно без промежутков между кадрами, то интервал в 4 µs позволяет передать 250 000 бит в секунду.
Стандарт передачи данных DMX512 реализуется асинхронным протоколом (кадры могут быть посланы в любой момент времени, когда линия находится в состоянии ожидания). На практике, большинство световых устройств делают промежутки между кадрами, потому что быстродействие консоли не позволяет подготовить к передаче следующий кадр к моменту отправки предыдущего.
Протокол DMX512 содержит 512 каналов, последовательно пересылающих данные, начиная с канала 1 и заканчивая самым большим номером канала (512), содержащимся в данном устройстве. Не допускается более 512 связанных каналов. Устройства, способные работать с более чем 512 диммерными выходами (декодерами), имеют больше одного порта
DMX512. Каналы DMX512 нельзя путать с каналами устройства или диммера. Канал приемника (декодера) может использовать несколько каналов DMX512 или ни одного.
Для определения приемным устройством информации, предназначенной для первого канала, в линию посылается специальный сигнал — прерывание (все 256 кодов отведены для определения уровней). Условие наступления прерывания — продолжительный сигнал низкого уровня длительностью не менее 88 µs (два полных кадра), являющийся сигналом для принимающего устройства о начале передачи пакета данных.
После окончания сигнала прерывания линия переходит на некоторое время в состояние высокого уровня сигнала. Этот промежуток времени называется “метка после прерывания” (Mark-after-break). После сигнала “метка после прерывания” посылается специальный код. В протоколе DMX512 первый байт, посланный после прерывания, называется стартовым кодом. Для декодера уровень данных этого байта имеет нулевое значение. Стартовый байт с нулевым значением говорит о том, что передаваемые далее байты будут содержать 8-битную информацию об уровнях диммера. Стартовый байт также называют байтом режима, кодом типа, заглавным байтом или заголовком пакета. Остальные 255 возможных стартовых кодов в DMX512 не используются, хотя некоторые из них зарезервированы. Ряд производителей использует ненулевой стартовый код, чтобы сообщить дополнительную информацию, уникальную для конкретных приборов. Изначально стандарт DMX512 был разработан для управления диммерами. Но в настоящее время широко используется для управления движущимися и интеллектуальными приборами и скроллерами. По существу, не имеет значения чем управлять в системе «передатчик-приемник» протокола DMX512, потому что на декодер можно подключить любую нагрузку.
Использование DMX512 позволяет объединять приборы в линии с рекомендуемой максимальной длиной до 1 км. Практически же следует ограничить длину линии до 500 м или использовать усилители сигнала (повторители). Для длинных сетей очень важно качество кабеля. Его сопротивление должно позволять получать не менее 0.2 В на терминирующем резисторе 120 Ом на удаленном конце линии при напряжении 2 В на передающем устройстве. Сечение кабеля должно быть не менее 0,22 мм кв. Сопротивление постоянному току должно находиться в согласовании с характеристическим импедансом (не более 200 Ом на жилу). Во избежание интерференционных процессов и различного рода ошибок все линии DMX512 должны быть изолированы от влияния силового кабеля и не должны пролегать в трубопроводах или объединяться в жгуты с силовыми кабелями.
Все приборы, декодирующие сигнал протокола DMX512, за исключением тех, которые принимают все 512 каналов, имеют средства определения адреса (адресов), на которые данный прибор будет реагировать. Наиболее часто используемый метод адресации – базовый. Выбранный адрес является первым адресом блока последовательно пронумерованных каналов, которые будет воспринимать данное устройство.
Терминаторы и их установка.
Некорректная установка терминаторов или их отсутствие является, пожалуй, наиболее часто встречающейся ошибкой в ненадежно работающих системах DMX512.
Терминатором называется нагрузочный резистор, который располагается между двумя проводами с данными (штырьки 2 и 3 разъема типа XLR) на конце кабеля максимально удаленного от передающего устройства.
В том случае, когда терминатор не установлен, сигнал, приходя к самому дальнему концу линии, «отражается» обратно по направлению к передающему устройству. При определенной длине линии и определенном стечении обстоятельств этот отраженный сигнал может внести серьезные помехи в настоящий сигнал DMX, что приведет к возникновению ошибок и сбоев. Резистор-терминатор «впитывает» сигнал на дальнем конце кабеля и не позволяет ему отражаться.
В качестве терминатора обычно используется резистор с характеристиками 90-120 Ом мощностью 1/4 Ватта. Если строго придерживаться стандарта EIA485, то следует монтировать резисторы-терминаторы с параметром 120 Ом на обоих концах линии. Однако в линиях DMX512 на одном из концов кабеля всегда установлено только передающее устройство, (т.е. пульт управления), а на другом конце линии всегда находятся приборы, которые только принимают сигнал (без передачи). Поэтому, в линиях DMX512, установка терминаторов нужна только на самом дальнем от консоли конце линии.
Рекомендуется проектировать системы DMX512 таким образом, чтобы на одном конце линии всегда находилась консоль (пульт управления), а на другом — терминатор.
Сопротивление терминатора должно соответствовать волновому сопротивлению кабеля. Волновым сопротивлением называется сопротивление линии передачи, имеющей бесконечную длину, при котором, по определению, линия не будет страдать от отражения сигнала. Установка резистора с значением, равным волновому сопротивлению кабеля, на конце линии, приводит к тому, что состояние кабеля, (с точки зрения передающего устройства), изменяется так, как если бы он был бесконечно длинным.
Кабели, используемые для передачи сигнала DMX512, обычно имеют волновое сопротивление в диапазоне от 85 до 120 Ом. Стандарт RS422 (предшественник стандарта EIA485) был оптимизирован для линий с волновым сопротивлением 100 Ом. Стандарт EIA485 оптимизирован для линий с волновым сопротивлением 120 Ом. Так как в настоящее время встречаются передающие устройства выполненные как в соответствии со стандартом RS422, так и в соответствии с EIA485, то идеальным кабелем является кабель типа Proplex PC22xx/x, имеющий волновое сопротивление 110 Ом. Этот кабель будет лучшим решением в том случае, если на нем установить терминатор номиналом 110 Ом. Следует отметить, что номиналы в диапазоне от 90 до 120 Ом также дадут хороший результат.
Системы DMX512 могут нормально работать без терминаторов довольно продолжительное время (в случае если их забыли установить или не установили вовсе). Однако, в определенный момент, работоспособность может кончится при внезапном отказе системы по этой причине.
Всегда проверяйте наличие терминаторов. Это можно сделать просто измерив сопротивление между двумя штырьками разъема, отсоединив его со стороны консоли. Значение сопротивления должно быть от 90 до 120 Ом для коротких кабелей и кабелей, имеющих больший порядковый номер в соответствии с американским сортаментом проводов AWG. Для очень длинных линий, это значение может быть несколько больше, так как в этом случае к сопротивлению терминатора прибавляется сопротивление самого кабеля. Слишком большое или слишком малое значение сопротивления сообщит вам о том, что терминатор или не установлен вовсе, или установлен не правильно.
Некоторые приборы оснащены встроенными терминаторами и переключателями, которые позволяют подключить встроенный терминатор к линии. Обычно такой переключатель помечается надписями «end of line» (конец линии) или «last rack» (последнее устройство в линии). Этот переключатель должен находиться во включенном положении только если этот прибор — последнее устройство в линии.
Другим очень распространенным типом терминатора является 5-ти или 3х штырьковый разъем XLR, в который встроен резистор нужного номинала, (т.е. резистор номиналом 120 Ом между 2 и 3 штырьками). Такая разъем просто вставляется в выходной разъем последнего прибора в линии.
Источник
Подключение световых приборов для «Чайников»
Скачать эту статью в PDF
dmx-manual.pdf
Нам часто задают вопросы относительно монтажа и подключения световых приборов, управляемых по протоколу DMX 512. Как правильно все смонтировать и подключить, чтобы все работало, а так же, как в дальнейшем работать с данным оборудованием. Эта статья ставит целью рассказать простым языком, что же такое DMX управление вообще и как быстро научиться монтировать, настраивать, а в последствии и управлять световым оборудованием.
Что нужно знать в первую очередь о протоколе DMX 512? Нужно знать, что есть такой протокол управления как вид и что приборы, которые Вы планируете покупать и эксплуатировать, его поддерживают. ВСЕ!
Если у читателя есть желание прочитать более подробно о тонкостях данного вида передачи данных, то это возможно сделать, прочитав ВОТ ЭТУ статью .
И так, у нас есть некоторое количество световых приборов, которые имеют возможность управления по DMX, а так же световой пульт, который и будет управлять всей этой световой красотой. Как же настроить эту, на первый взгляд очень сложную систему?
На самом деле, все намного проще, чем кажется на первый взгляд. Мы имеем световой пульт DMX, к которому необходимо подключить все приборы. Работает это так: К пульту подключается кабель управления, а другим концом этот кабель подключается к ближайшему прибору. На каждом приборе, поддерживающим управление DMX 512, имеются два разъема (3 или 5 штырьковых) с обозначениями «DMX IN» и «DMX OUT». Соответственно это «ВХОД» и «ВЫХОД» для управляющего кабеля. Кабель от пульта ДМХ подключается к «ВХОДУ» первого прибора, а дальше, подключение идет последовательно от прибора к прибору по принципу вход – выход.
В конце всей линии, на выходе последнего прибора, в некоторых случаях устанавливают так называемый «ТЕРМИНАТОР»
Терминатором называется нагрузочный резистор, который располагается между двумя проводами с данными (штырьки 2 и 3 разъема типа XLR) на конце кабеля максимально удаленного от передающего устройства.
В качестве терминатора обычно используется резистор с характеристиками 90-120 Ом мощностью 1/4 Ватта. Если строго придерживаться стандарта EIA485, то следует монтировать резисторы-терминаторы с параметром 120 Ом на обоих концах линии.
В принципе, если оборудование устанавливается в небольшом помещении и длинна всей линии ДМХ не превышает 50м, установка «ТЕРМИНАТОРА» не является обязательной.
И так, с подключением разобрались, осталось настроить всю систему.
Принцип настройки тоже не должен вызвать затруднений, главное понять общий принцип:
- Каждый прибор должен иметь свой уникальный адрес.
- Каждый прибор имеет некоторое количество каналов управления.
Принцип тут вот какой. Подключаем первый прибор. Выставляем ему адрес 001 (это делается на световом приборе в его меню). Далее, смотрим инструкцию к этому прибору, тот ее раздел, где указанно количество каналов управления и то, за что отвечает каждый канал. Допустим, что наш прибор имеет 5 каналов управления. Это означает, что адрес следующего прибора, должен быть 006. То есть формула следующая: Адрес прибора + количество его каналов управления = адрес следующего прибора.
Абсолютно не важно, одинаковые у вас световые приборы или нет, общий принцип подключения остается одинаковый для приборов любого типа, главное, чтобы все они имели возможность управления по протоколу DMX 512!
Пара слов насчет управляющих кабелей
В идеале, вся система должна соединяться специальным кабелем, предназначенным для передачи сигнала ДМХ и имеющим соответствующую маркировку. Нельзя сказать, что кабель DMX сильно дороже, или его сложно купить, но очень часто данный вид кабеля продается в бухтах по 100 метров, а такая длинна не всем и не всегда нужна. С одной стороны это очень удобно, так как можно спаять кабель нужной длины. А с другой стороны, не всем нужны такие длинные провода, да и с паяльным процессом знаком не каждый.
Если у Вас не большое помещение и Ваша линия ДМХ не будет превышать длину в 40 метров, для соединения световых приборов можно воспользоваться готовыми микрофонными кабелями. Купить их гораздо проще, кроме того не придется заморачиваться с процессом пайки разъемов.
Как работать со световым пультом?
Существует множество моделей световых пультов DMX 512. И работа с каждой конкретной моделью, требует определенных знаний последовательности действий непосредственно для данной модели.
В большинстве случаев, для небольших проектов, используются пульты начального уровня. Они могут называться совершенно по разному, быть разных производителей, но принцип работы у них один и тот же.
Внешний вид световых пультов такого типа может слегка различаться, однако схема работы с данным типом световых контроллеров одинаковая.
Источник
