Пожалуйста, помните, что этот документ носит описательный характер, и не заменяет полный текст стандарта USIIT DMX-512 (1990г). 

Вступление :

    Развитие требований к художественному оформлению зрелищных предприятий, ресторанов, кабаре, дискотек и т.д, привели к пониманию недостаточности “обыкновенных“ т.е. просто работающих от звука световых приборов, благодаря чему и был создан новый класс приборов: управляемых на расстоянии. У нормального человека может появиться вопрос: зачем нужны приборы, которыми еще нужно управлять, если есть отличные аппараты, которые работают сами, и при этом весьма не хило работают, надо сказать!? Ответ прост как двери. Если у Вас парочка приборов, то тратить время и деньги еще и на управление ими – неразумно и смешно. А если приборчиков поболее, то некоторое время можно выходить из положения, по очереди включая и выключая их. Но, как только Вам понадобится провести какую-то сюжетную линию в своем шоу, то есть внести в него мысль, а к этому приходят все гармонично развивающиеся предприятия, становится ясно: если светить одним и тем же прибором на девчонок из кабаре, приглашенных певцов, эстрадных артистов и прочая, то это быстро надоест посетителям, и они пойдут в другое место, чего конечно допускать нельзя. Вывод – если свет должен соответствовать сюжету, им надо управлять.

1.Описание протокола и преимуществ DMX-512

 Вот тут Вам на помощь приходят протоколы управления световыми приборами. До эры цифровой техники самое большое распространение получил аналоговый протокол – так называемый 0-10 вольт. Очень хорошая система, достаточно гибкая, быстрая, но требующая чтобы к каждому прибору протягивали отдельный кабель с таким числом жил, сколько каналов требует прибор. Если приборов несколько, то кабелей получалось не очень много, и жить было можно. Но увеличением числа приборов, а главное в случае обрыва или к.з. в кабеле, становилось тоскливо. Срочно требовалось сократить кабельное хозяйство. Было создано и опробовано несколько разных цифровых стандартов, но достаточно хорош оказался только DMX-512 созданный в 1986г и 1990г ставший стандартом де факто. DMX-512 предназначенный для управления световыми приборами, создан на основе стандартного промышленного интерфейса EIA 485 (часто называемого RS 485), который использовался для компьютерного управления промышленными роботами и автоматизированными станками. Стандарт DMX-512, позволяет управлять по одной линии связи, одновременно 512 каналами, (не путать каналы с приборами, один прибор может использовать иногда несколько десятков каналов). Несколько понимающих DMX-512 аппаратов, (обычно четное число), работающих одновременно, позволяют создавать световые картины и элементы оформления самой различной сложности, как внутри помещений, так и снаружи. Эффект достигаемый грамотной подсветкой, колоссален, и чаще всего, недоступен другими средствами. Для передачи данных управления в этих системах, и используется последовательный цифровой протокол связи, и всего два провода в экране, кабель очень похожий на микрофонный. Число 512 означает число каналов передачи информации. По одному каналу передается один параметр прибора, например в какой цвет окрасить луч, какой рисунок (гоботрафарет) выбрать, или на какой угол повернуть зеркало по горизонтали в данный момент, т.е. куда будет попадать луч. Каждый прибор имеет определенное количество управляемых дистанционно параметров и занимает соответствующее количество каналов в пространстве DMX-512. Например, управляемый прибор StarTrack версии 1.0 в этом пространстве занимает 5 каналов:

     a Угол отклонения по горизонту;

     b Угол отклонения по панораме;

     c Скорость перемещения луча;

     d Выбор гоботрафарета и режима стробо;

     e Выбор цвета луча и режима ‘радуга’;

Некоторые, очень серьезные приборы занимают до 34х каналов.

2. Описание кабелей и терминирования DMX-512

Для соединения приборов между собой в стандарте DMX-512, используются разъемы типа XLR на пять, или на три контакта (рис.1).

Рис. 1

     Хотя буква стандарта требует пяти контактного разъема, большинство приборов использует трех контактные разъемы. Разъем со штыревой группой (папа) это вход сигнала управления в прибор, с гнездовой группой (мама) выход сигнала на следующий прибор. Распайка кабеля показана в табл.1. Одинаковые номера контактов соединяются. В трех контактных разъемах, отсутствующие контакты просто не используются. Металлический корпус разъема никуда не присоединять не надо.

Таблица 1.

     Рекомендуемый стандартом кабель – PCxx/x фирмы Proplex или аналогичный. Хороший результат на коротких линиях длинной до 20 - 30 метров, дает использование качественного микрофонного кабеля (Proel и ему подобный).

3. Система соединения приборов с использованием DMX-512

     Работа приборов в условиях сильных радио помех которые создают терминалы мобильной связи, (т.е. Мобильные телефоны), близлежащие телецентры, и т.д, электро и осветительное оборудование: лифты, рекламные вывески, театральный свет, лампы дневного освещения или просто неправильная прокладка DMX кабеля, может сопровождаться хаотическим ‘подергиванием’ на фоне нормальной работы приборов. В этом случае необходимо пересмотреть прокладку силовых и сигнальных кабелей (постараться размещать их подальше друг от друга), и применить концевые заглушки - (терминаторы) линии. В системе DMX-512, всегда на одном конце линии находится передающее устройство - ‘мастер прибор’ или главный пульт, остальные приборы ‘нанизываются’ на линию по очереди (рис.2), и завершаются концевым терминатором. Концевой терминатор в простейшем случае представляет собой кабельную часть штыревого разъема (папа), с припаянным резистором примерно 120 ом, (рис. 3). Если необходимо управлять более чем 512 каналами, необходимо иметь две (три и более) линии DMX-512.

Рис. 2

Рис. 3

     Стандартом не рекомендуется подключение более 32 приборов к одной линии DMX 512.

4. Описание системы адресации и методика установки необходимого адреса в DMX-512

     Каким образом можно выбрать необходимый адрес для работы прибора во всем адресном пространстве DMX-512? Существуют два основных метода:

А)Метод колесных переключателей, в котором используется набор из трех переключателей, имеющих по десять положений каждый. Такая комбинация позволяет непосредственно задать число в диапазоне 000 – 999. Или система с цифровым индикатором и кнопками. Это просто и понятно для пользователя, так как все происходит в десятичной системе.

Б)Метод DIP переключателей, (набора микротумблеров) каждый из которых имеет два положения - вкл/выкл. Метод требует задавать базовый адрес в двоичном коде, что не очень удобно для пользователя, для этого необходимо разобраться с двоичной системой адресации. Но исторически сложилось так, что на недорогих приборах, метод DIP переключателей используется чаще. Принцип установки нужного адреса в такой системе, показан в таблице 2. Для облегчения понимания представим, что каждый разряд переключателя имеет свой “вес”:

Таблица 2. 

     Как видно из таблицы, нужный адрес находится суммой “весов” соответствующих переключателей. Переключатели с большим весом могут отсутствовать на данном конкретном приборе, чаще всего это переключатель с “весом” 256. Вот тут надо остановиться на одном нюансе. По букве стандарта различаются двоичный код и номер DMX канала. Таблица 2 взята из самого текста стандарта USITT 1990г. Видно, что номер (адрес) DMX канала – это двоичный код плюс единица. Хотя это и выглядит запутано, на деле все просто, надо только привыкнуть.

     В заключение хотелось бы отметить, что не все световые приборы в полной мере соблюдают основные положения стандарта DMX512. Из за этого, вроде бы стандартное устройство не хочет работать в паре или под управлением другого, тоже вроде бы совершенно стандартного устройства. Поэтому перед покупкой оборудования убедитесь, что все что Вы собираетесь купить, будет реально работать вместе. Исходя из нашего опыта, почти все проблемы, возникающие у пользователей при применении протокола DMX512, связаны с невнимательностью при покупке оборудования, неисправностью или неудачным расположением кабелей, использованием двухпроводной сети вместо трехпроводной (с защитным заземлением), отсутствием заземления конструкций подвеса (ферм).

http://www.usitt.org/DMX512FAQ.aspx

Протокол DMX512 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 DMX контроль над диммерами осуществлялся либо по отдельным несущим проводам, либо при помощи разнообразных цифровых или мультиплексных аналоговых соединений.

Основа протокола связи - пространство кодов. Каждый код - это уникальная последовательность высоких и низких уровней сигнала, называемых битами и посылаемых через определенный интервал времени (4 µs для DMX512). Все коды в DMX512 содержат 8 бит. Группа из 8 бит называется байтом. Байт определяет 256 различных кодов от 0 до 255. Чтобы приемник мог определить начало байта, к байту добавляется 3 бита - стартовый (низкий уровень), и 2 стоповых (высокий уровень). Если по линии в данный момент не передается ни­какой информации, она находится в состоянии с высоким уровнем. Для пересылки байта 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 инициирует 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.        

DMX512 реализует асинхронный протокол (кадры могут быть посланы в любой момент времени, когда линия находится в состоянии ожидания). На практике, большинство световых консолей делают промежутки между кадрами, потому что быстродействие консоли не позволяет подготовить к передаче следующий кадр к моменту отправки предыдущего.

Пакет DMX512.

DMX512 поддерживает работу 512 каналов, последовательно пересылающих данные, начиная с канала 1 и до канала с самым большим номером, существующего в данной консоли. Стандарт DMX512 не допускает более 512 связанных каналов. Консоли, обеспечивающие работу с более чем 512 диммерными выходами, имеют больше одного порта DMX512. Каналы DMX512 нельзя путать с каналами консоли или диммера. При пэтчировании текущий канал консоли может задействовать несколько каналов DMX512 или ни одного. В свою очередь, каналы DMX512 могут пэтчироваться на различные диммеры, или ни на один из них.

Для идентификации приемным устройством информации для первого канала, в линию посылаются специальный сигнал, называемый прерыванием (все 256 кодов отведены для определения уровней). Условие наступления прерывания - низкий продолжительный сигнал на линии длительностью по крайней мере 88 µs (два полных кадра), являющийся сигналом для принимающего устройства о начале передачи пакета данных.

В конце сигнала прерывания линия переходит на короткий промежуток времени в состояние высокого сигнала. Этот промежуток времени называется "метка после прерывания" (Mark-after-break). После сигнала "метка после прерывания" посылается специальный код. В стандарте DMX512 первый байт, посланный после прерывания, называется стартовым кодом. Для данных уровня диммера этот байт 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 иногда 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. В дальнейшем в спецификации DMX512 планируются альтернативные стартовые коды, например, для проверки на ошибку и обратной связи или для посылки данных другого типа. Совместимость однако останется, так как нулевой стартовый код всегда будет означать передачу 8 битной информации об уровнях.

DMX512 был изначально разработан для управления диммерами, в настоящее время широко используется для управления движущимися и интеллектуальными приборами и скроллерами. Строго говоря, эти устройства не являются диммерами, тем не менее удобно использовать стандартную консоль для управления оборудованием такого типа.

Сети DMX 512.

DMX512 функционирует адекватно в случае, когда от передающего устройства к принимающему идет единственная линия. Обычное принимающее устройство является приблизительно одной единичной нагрузкой и должно соединяться с линией кабелем (стандарта USITT). На практике при работе с высококачественными приборами, объединяемыми в цепочку через собственные входные и выходные разъемы, допустимы длинные линии кабельной системы.

Использование DMX512 позволяет объединять приборы в линии с рекомендуемой максимальной длиной до 1 км (328 Г). Практически же следует ограничить длину линии 500 метрами (1640') или рассмотреть вопрос об использовании усилителей сигнала (повторителей). При построении сетей с длинными линиями необходимо уделить пристальное внимание выбору кабеля. Сопротивление кабеля должно позволять получать по крайней мере 0.2 V на терминирующем резисторе в 120 Ohms на удаленном конце линии при 2 V на передающем устройстве. Не следует применять в длинных линиях проводники тоньше 22 AWG. Сопротивление по постоянному току должно находиться в согласовании с характеристическим импедансом (оно может быть измерено обыкновенным омметром и не должно превышать приблизительно 200 Ohms на проводник). Во избежание интерференционных процессов и различного рода ошибок линии DMX512 должны быть изолированы от влияния силового кабеля и ни в коем случае не должны пролегать в трубопроводах или объединяться в жгуты с кабелями, проводящими ток большой силы.  

Все приборы 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, при котором выбранный адрес является первым адресом блока последовательно пронумерованных каналов, которые будет воспринимать данное устройство.

Пользователь должен проверить поведение каналов, адреса которых выходят за пределы 512. Например, если у 48-канального диммера за базовый адрес принят 501, 36 каналов оказываются незадействованными, но некоторые разработчики могут перенести эти адреса "по кругу", в результате чего они будут относиться к каналам 1-36. Некоторые приборы допускают "хаотичную" схему адресации, по которой каждый канал прибора может быть назначен на любой канал DMX512. Необходимо помнить, что во всех примерах номер канала - это номер канала DMX512.