PORADNIK: Czym jest DMX?

Inteligentne systemy oświetleniowe mogą sterować intensywnością światła, zmieniać kolor, wyświetlać wzory świetlne, kierować strumień światła w dowolnym kierunku, a nawet odbierać muzykę i wyświetlać swój własny pokaz świetlny, synchronizując się z innymi inteligentnymi urządzeniami.

Choć posiadają mikroprocesor - mózg ich inteligencji - sterujący ruchem silników wewnętrznych w odpowiedzi na sygnały sterujące, jednak aby uzyskać ciekawe efekty, użytkownik musi je własnoręcznie wysterować.

Spis treści

• Czym jest tak na prawdę DMX
• Jak podłączyć urządzenia DMX
• Co trzeba wiedzieć o przewodach?
• Ustalamy adresy DMX
• Sterowanie - czyli urządzenia 
• Programowanie 
• Podsumowanie
• Więcej tematów dziale OŚWIETLENIE SCENICZNE I TEATRALNE
  

1. Czym jest DMX?

DMX (Digital Multiplex Signal), a właściwie DMX512 lub USITT DMX512 to obsługiwany z poziomu konsoli realizatora standard cyfrowego sygnału komunikacyjnego, sterującego oświetleniem estradowym i teatralnym – reflektorami, głowami, blenderami, stroboskopami, skanerami itp., ale także maszynami do dymu, a nawet urządzeniami do wyrzucania konfetti. Został on opracowany przez Amerykański Instytut Technik Scenicznych (USITT), który w 1986 roku wprowadził jednolity standard komunikacji konsolety z dimerami (ściemniaczami), co pozwoliło zredukować niezbędne sterowniki do kontroli urządzeń, a po modernizacji w 1990 roku otrzymał finalną nazwę DMX512.

System DMX składa się ze sterownika (nadajnika), urządzeń świetlnych (odbiorników) i okablowania. Urządzenia połączone są w łańcuch zwany „Daisy Chain” - ze sterownikiem na początku i terminatorem (rezystorem) na końcu. Sterowanie urządzeń odbywa się poprzez ustalenie adresów DMX.

2. Podłączanie urządzeń DMX

Ze względu na wydajność prądową nadajnika, można do niego podłączyć maksymalnie do 32 odbiorników, ale praktyczna maksymalna ilość odbiorników może być mniejsza w zależności od długości toru transmisyjnego. Jeśli zachodzi potrzeba wysterowania więcej niż 32 urządzeń, należy zastosować wzmacniacz (booster) lub rozdzielacz (splitter). Połączenie odbywa się szeregowo, czyli konsoleta podpinana jest do DMX IN pierwszego urządzenia, DMX OUT pierwszego do DMX IN drugiego itd. Przyporządkowanie gniazd jest odwrotne niż w sprzęcie audio - wyjście zawsze jest żeńskie,  a wejście męskie. Na końcu każdego nieobciążonego nadajnika stosuje się rezystor 120 Om, 0.2 W, czyli tzw. terminator. Umieszcza się go poprzez przylutowanie rezystora do styków 2 i 3 męskiego wtyku XLR 5 pin i wetknięcie tego do DMX Out ostatniego urządzenia. Jeśli używa się splittera, należy umieścić terminator na końcu każdego odgałęzienia. Urządzenia DMX mogą być połączone w różnej kolejności, ale warto stosować się do zasady jak najkrótszej drogi połączeń.

Strumień DMX przesyła dane do maksymalnie 512 kanałów. Aby zwiększyć ich ilość, trzeba wyprowadzić ze sterownika kolejny strumień danych (osobne fizyczne wyjście-gniazdko w konsolecie) dla następnych 512 kanałów, przy czym w każdym osobnym strumieniu kanały liczy się od zera. Strumień DMX jest nadawany kolejno i powtarzany, czyli dane są transmitowane od 1 kanału do 512 bez przeskakiwania, a nadawanie strumienia od nowa rozpoczyna się zaraz po zakończeniu nadawania aktualnego. Ciąg informacji dla kanałów wraz z bitami kontrolnymi nazywany jest pakietem DMX lub po prostu pakietem.

3. Przewody

Przesyłając informację protokołem DMX wykorzystuje się standard transmisji szeregowej RS-485 (przemysłowy interfejs szeregowy standardu EIA485). Składa się on z nadajnika różnicowego, dwuprzewodowego toru transmisyjnego (zakończonego 3-stykowym złączem XLR w przypadku transmisji jednokierunkowej lub 5-stykowym w przypadku, gdy potrzebny jest sygnał zwrotny) oraz odbiornika różnicowego (w zastosowaniach estradowych i mobilnych łączenie odbywa się poprzez gniazda i wtyki XLR 3- i 5-pinowe, a w przypadku oświetlenia architektonicznego stosuje się połączenia zacisków śrubowych). 

Nieautoryzowane użytkowanie pinów 4 i 5 w połączeniu 5-pinowym XLR może doprowadzić do zniszczenia sprzętu DMX. 

Nośnikiem informacji jest różnica potencjału pomiędzy przewodami Data+ i Data- (nazywane też s+ i s-), dlatego przewód masy nie jest konieczny. Stan HI (wysoki) występuje, gdy przewód Data+ ma potencjał wyższy niż Data-, a stan LO (niski), gdy przewód Data+ ma potencjał niższy niż Data-. Zaletą transmisji różnicowej jest odporność na zakłócenia - sygnał o takim samym potencjale w obu przewodach jest pomijany, więc zakłócenie nie wpływa na wyjściowy sygnał odbioru. 

Podstawową przyczyną problemów i wadliwego działania systemu DMX są niskiej jakości kable i uszkodzone połączenia, dlatego tak istotne jest stosowanie wyłącznie przewodów do transmisji cyfrowej i porządnych złączy. Należy stosować kable mające skręcone ze sobą żyły sygnałowe i dobry ekran z folii i plecionki, odpowiadające zaleceniom EIA485. Gotowe przewody DMX różnej długości są dostępne w ofercie sklepu www.prosklep.com pod symbolem PLFL09.

Ze względu na wysoką częstotliwość - 250kHz fali prostokątnej - nie powinno się stosować kabli mikrofonowych. Zastosowanie takiego przewodu powoduje zniekształcenia uniemożliwiające poprawną pracę systemu i przekłamania sygnału.

4. Ustalanie adresów DMX

Każde urządzenie, które podłączamy do systemu DMX musi mieć ustalony swój adres początkowy, by móc odbierać dane, jakie mu przesyła sterownik. Wszelkie błędy powstałe na skutek złego zaadresowania urządzenia widoczne są jako brak reakcji na sygnał ze strony sterownika albo niepożądane działanie urządzenia. 

Większość urządzeń świetlnych DMX posiada rząd 9 przełączników, każdy o określonej wartości adresowej. Licząc od lewej strony, każdy następny przełącznik posiada podwojoną wartość poprzedniego. 

• Przełącznik DMX123456789 
• Wartość adresu 1248163264128 256 

Adres jest sumą wartości wszystkich przełączników DMX. Nie należy zaczynać ustalania adresów od przełączników o najmniejszych wartościach, tylko od tych, które zajmują najwięcej kanałów DMX. Dla przykładu, kiedy mamy do połączenia skanery Eurolite TS-255 i chcemy je sterować standardowym sterownikiem DMX512, trzeba:

Różne sposoby adresowania okazują się bardziej lub mniej praktyczne w zależności od zastosowanego sterownika. Kalkulator do DMX przeliczający i ukazujący ułożenie mikro przełączników (DMX Dip Switches) dostępny jest na przykład tutaj.

5. Urządzenia

Sterowanie systemem DMX jest zabronione w przypadku systemów pirotechnicznych, systemów ruchomych dekoracji, sterowania wciągarkami ramp itp., czyli w urządzeniach, w których nieodebranie lub odebranie przekłamanego sygnału DMX mogłoby spowodować zagrożenie zdrowia lub życia. 

Kiedyś 8-bitowa struktura używana była do określenia 256 poziomów jasności świecenia reflektorów, ale obecnie służy także określaniu różnych parametrów rozmaitych urządzeń - od pozycji lustra skanującego, wyboru koloru, wzorów świetlnych (gobo), efektu strobo i jego szybkości, po ustawianie ostrości, czy określanie wydajności maszyn do dymu i wyrzutni konfetti.

Również sterowniki zostały rozbudowane. Mogą być nimi tradycyjne konsolety, ale także komputery klasy PC lub Mac, czy sterowniki samodzielne do sterowania oświetleniem architektonicznym. Urządzeniami, które odbierają i wysyłają sygnał DMX mogą być konwertery z DMX na inne standardy i odwrotnie, multiplexery i demultiplexery DMX oraz splittery. Do procesorów zalicza się także mergery, miksery i urządzenia testujące DMX.

6. Programowanie DMX

7. Podsumowanie

Zestawianie całego systemu DMX składa się z podłączania urządzeń i adresowania DMX. Jakość i poprawność połączeń i brak błędów przy adresowaniu wpływają na prawidłowe działanie systemu, dlatego bardzo ważne jest zrozumienie metody transmisji cyfrowego sygnału DMX. Na koniec pozostaje już tylko najprzyjemniejsze - oprogramowanie zestawu, czyli wprowadzenie kolejnych scen i ruchów dla urządzeń.

Artykuł został stworzony przez specjalistów firmy Pro Lighting, właściciela sklepu internetowego, oferującego sprzęt oświetleniowy i nagłośnieniowy www.prosklep.com.