DMX512 to standard komunikacji sieciowej służący głównie do sterowania źródłami światła w technice teatralnej i scenicznej. Pozwala sterować zarówno oświetleniem (blinderami, głowami, stroboskopami, skanerami, reflektorami, itp.), jak i efektami scenicznymi, takimi jak wytwornice dymu czy wyrzutnie konfetti. Standard opracowano w latach 80. i pozwala w pełni zautomatyzować sterowanie i wywoływanie skomplikowanych efektów świetlnych z jednego sterownika obsługiwanego przez realizatora światła.

Rys. 1. Zaawansowana konsola DMX512 MagicQ MQ70 umożliwiająca sterowanie 12288 kanałami DMX512

Specyfikacja transmisji DMX512

Fizycznie DMX512 pracuje na transmisji szeregowej RS-485. Potrafi obsługiwać do 512 kanałów i nadawać im 256 wwartości, co w przypadku lampy lub grupy lamp może oznaczać np. natężenie światła w danym kanale. Jedna magistrala może być dołączona do maksymalnie 32 urządzeń, ze względu na wydajność prądową sterownika. Warto używać jednak nieco niższej liczby urządzeń na magistralę. Z drugiej strony można tą liczbę zwiększyć włączając w tor sygnałowy wzmacniacz lub aktywny splitter sygnału, nie można jednak przy tym przekroczyć 512 kanałów na magistralę.

Urządzenia są połączone z interfejsem szeregowo. Używa się w tym celu ekranowanych przewodów XLR, 3-pinowych, lub rzadziej 5-pinowych. Sygnał jest wysyłany różnicowo, co pozwala na lepszą eliminację zakłóceń z zewnątrz. Zaleca się używanie specjalnych kabli XLR DMX, gdyż transmisja cyfrowa o stromych zboczach wymaga znacznie szerszego pasma częstotliwości niż typowy sygnał audio. W praktyce jednak zdarza się używanie zwykłych przewodów mikrofonowych, ale tylko w prostych systemach i na niewielkie odległości. Na końcu magistrali wymagany jest terminator o impedancji 120 Ω, czyli impedancji falowej magistrali. W praktyce jest to rezystor włączony pomiędzy linie danych Data+ i Data-.

Minimalna różnica napięć pozwalająca na odróżnienie stanu wysokiego od niskiego wynosi 200 mV. W praktyce stosuje się zasilanie z zakresu od -7 V do +12 V, ze względu na przewidywane spadki napięcia na przewodach i urządzeniach. Maksymalna dopuszczalna długość przewodu to 1200 m, ale zaleca się ograniczenie do 300 m.

Protokół DMX512

Dane w protokole DMX512 przesyłane są z prędkością 250 kb/s, a więc pojedynczy bit trwa 4 μs. Transmisja jest asynchroniczna – nie jest przesyłany zegar, a dane i ramki są oddzielane przez specjalne sygnały.

W DMX512 transmisja rozpoczyna się sygnałem MTBP (MARK TIME BEFORE PACKETS), który jest stanem wysokim. Wtedy nie jest prowadzona transmisja. Początek pakietu sygnalizowany jest sygnałem BREAK, podczas którego linia wchodzi w stan niski na co najmniej 88 μs (w praktyce ok. 100-120 μs). Następnie wysyłany jest sygnał MAB (MARK AFTER BREAK) – dwa bity o wartości logicznej 1. Następnie wysyłane są ramki sygnału.

Ramka składa się z jednego bitu Start o wartości 0 logiczne, 8 bitów danych i dwóch bitów Stop o wartości logicznej 1. Pomiędzy ramkami znajduje się sygnał MTBP (MARK TIME BETWEEN PACKETS), w którym linia jest w stanie wysokim. Jego czas nie jest dokładnie określony, ale nie może on trwać krócej niż jeden bit. Zazwyczaj dla oszczędności czasu trwa on dość krótko, np. dwa bity. Po tym następuje kolejna ramka i tak dalej…

Poniżej ilustracja protokołu DMX512.

Rys. 2. Ilustracja protokołu DMX512 (Źródło: Elektronika Praktyczna 4/2008)

Kolejne ramki są przyporządkowane kolejnym kanałom DMX. Najpierw jednak nadawany jest kanał zerowy, zwany kanałem SC, w którym musi zostać wysłana wartość zero. W przeciwnym wypadku nastąpi błąd transmisji. Następnie nadawane są kanały kolejno od 1 do 512. Urządzenie odbiorcze otrzymując pakiet po prostu liczy kolejność ramek w pakiecie i reaguje na wartość w odpowiednim kanale. Kanały zazwyczaj ustawia się ręcznie na urządzeniu. Protokół dopuszcza możliwość wcześniejszego przerwania pakietu, w przypadku, gdy nie wykorzystujemy wszystkich kanałów, poprzez nadanie sygnału MTBP, BREAK i rozpoczęcia nowego pakietu.

Transmisja w protokole DMX jest w pełni jednokierunkowa. Do magistrali może być podłączone tylko jedno urządzenie nadawcze – reszta może wyłącznie odbierać dane. W przypadku wysyłania wszystkich kanałów, częstotliwość nadawania wynosi ok. 44 pakietów na sekundę, co powinno wystarczyć dla większości zastosowań. Oczywiście, gdy nie wykorzystujemy wszystkich kanałów, to pakiety przesyłane są częściej.

W protokole nie ma żadnych nadmiarowych informacji. Nie ma też możliwości wysłania polecenia do sterownika, np. w celu powtórzenia transmisji. Oznacza to, że DMX512 nie nadaje się do żadnych zastosowań, które mogłoby wiązać się z niebezpieczeństwem, w tym do sterowania pirotechniką, czy ruchomymi dekoracjami.

Prosty sterownik DMX512 – KAmod DMX512

Aby rozpocząć pracę z oświetleniem, nie musisz kupować zaawansowanych sterowników. Wystarczy pojedynczy konwerter USB – DMX512, taki jak KAmod DMX512. Jest to interfejs sterowany z USB, który można podłączyć do komputera. Zawiera jedno wyjście XLR 3-pinowe, co pozwala dołączyć do systemu urządzenia DMX512. Według specyfikacji można więc obsłużyć do 32 urządzeń i do 512 kanałów. Nie pozwoli to na podłączenie wyrafinowanych systemów scenicznych, ale wystarczy do obsługi małych setupów.

Rys. 3. Konwerter KAmod DMX512

Interfejs współpracuje z wieloma wirtualnymi konsoletami, zarówno bezpłatnymi, jak i płatnymi, m.in. z QLC+, DMX512 Light Control czy Freestyler. Umożliwiają one zaawansowane sterowanie efektami świetlnymi, takie jak grupowanie kanałów, tworzenie scen, sekwencji itd. Daje więc możliwości koordynacji wszystkich elementów systemu scenicznego. KAmod DMX512 jest zgodny ze standardem „Enttec Open DMX”

Dodatkowo, moduł ma izolację galwaniczną do 1 kV. Pozwala to na izolację zakłóceń i lepszą pracę interfejsu cyfrowego. Konwerter ma też dwie diody LED – zieloną, sygnalizującą zasilanie oraz niebieską, oznaczającą prawidłową pracę interfejsu DMX.

Podsumowanie

Konwerter KAmod DMX512 pozwala na zestawienie prostego systemu oświetlenia sterowanego z interfejsu DMX512. Daje to spore możliwości w zakresie sterowania urządzeniami świetlnymi, takimi jak reflektory czy ruchome głowy, a także efektami scenicznymi. Moduł jest w pełni zgodny ze standardem i pozwala małym kosztem rozpocząć pracę z techniką sceniczną.

Konwerter KAmod DMX512 jest dostępny w ofercie Kamami.pl