DMX 512-Opis systemu

Wstęp

Wstęp
Protokół
Połączenie
Urządzenia
Problemy
DMX 512 jest cyfrowym systemem sterowania oświetleiem estradowym i teatralnym.
Ale może zacznijmy od początku:

Na samym początku historii, kiedy nie było jeszcze urządzeń cyfrowych, sterowanie jasnością świecenia reflektorów odbywało się przy pomocy ręcznie nastawianych autotransformatorów.
Stanowisko realizatora usytuowane było z boku sceny, otoczone pękami grubych kabli i bardzo niewygodne w obsłudze.
Oczywiście nie było mowy o żadnej pamięci scen czy innych udogodnieniach.

Pierwszym krokiem w stronę ułatwienia życia oświetleniowcom był pomysł rozdzielenia stanowiska operatora od sterowni. W tym celu zastosowano silniki elektryczne zmieniające nastawy autotransformatorów w sposób zdalny. Sterowanie silnikami odbywało się z pulpitu, połączonego z urządzeniami wykonawczymi za pomocą kabli sterujących.
Teraz urządzenia można było ustawić w dogodnym miejscu - sterownię za lub pod sceną, pulpit - przed lub z boku sceny.

Następnym etapem rozwoju było zastąpienie elektromechaniki elektroniką. Zbudowano elektroniczne ściemniacze, mające możliwość sterowania zdalnego.
Tak powstał stosowany do dzisiaj system 10V, w którym każdy kanał dimmera ma swój przewód sterujący z konsolety. Napięciu 10V odpowiada pełne wysterowanie (pełna jasność), napięciu 0V - wygaszenie.
Pojawiły się konsolety wyposażone w proste pamięci scen, podwójne grupy regulatorów itp.
Wadą tego systemu był duży koszt instalacji (mając np. 100 kanałów w dimerze potrzeba 100-żyłowego kabla sterującego!) i nieodporność na zakłócenia a także zmienność napięcia sterującego zależna od długości kabla.

Wraz z pojawieniem się urządzeń cyfrowych podjęto próby zastosowania ich do budowy systemów sterowania światłem.
Pojawiły się pierwsze komputerowe konsolety, nadal z wyjściami w systemie 0-10V, ale z możliwością programowania scen, pamięcią.
Od tej chwili pojedynczy suwak w sterowniku przestał być sztywno przypisany do konkretnego kanału dimmera, a mógł sterować całymi grupami kanałów.
Także w urządzeniach wykonawczych zaczęto coraz szerzej stosować urządzenia cyfrowe.

Mając komputer i po stronie konsolety i po stronie układów wykonawczych oczywistą była potrzeba eliminacji łącza analogowego.
Pracę nad systemem sterowania cyfrowego rozpoczęło wiele firm, każda opracowała własny.
Problemem był całkowity brak porozumienia między producentami co do protokołu przesyłania danych.
W efekcie użytkownik konsolety firmy X był skazany na zakup wyłącznie urządzeń tej firmy (albo skompletowanie drugiego systemu...).

W roku 1986 U.S.Institute of Theatre Technology (USITT) wprowadził jednolity standard komunikacji konsolety z dimerami. Był on na tyle prosty, że wprowadzenie go przez wszystkie koncerny było tanie, łatwe i szybkie.
Cztery lata później (1990) wprowadzono kilka poprawek i powstał standard znany pod nazwą USITT DMX 512 (1990)
Pod koniec lat dziewięćdziesiątych, w roku 1998 wprowadzono następne poprawki i stworzono standard USITT DMX 512 (1998).
System miał z początku sterować dimmerami, obecnie używa się go do sterowania najróżniejszych urządzeń: świateł inteligentnych, yoke, maszyn do dymu, stroboskopów a nawet urządzeń do wyrzucania konfetti.

Podstawy

Przedmiotem niniejszego opisu jest protokół USITT DMX 512 (1990), zwany w dalszej części krótko DMX. Jeżeli omawiany element występuje w innym standardzie - jest to wyraźnie zaznaczone.

DMX jest strumieniem danych cyfrowych przesyłanych po symetrycznej magistrali szeregowej pomiędzy nadajnikiem (z reguły konsoleta lub komputer) a odbiornikiem (jedno z urządzeń wymienionych wcześniej).
W strumieniu jest przesyłana informacja o maksymalnie 512 kanałach (może być ich mniej), tak więc aby zwiększyć ilość kanałów należy wyprowadzić z sterownika drugi (trzeci, czwarty itd) strumień danych dla następnych 512 kanałów (nr 513-1024, 1025-1536, 1537-2048...)
Tutaj mała uwaga: Urządzenia odbiorcze rozpoznają tylko 512 kanałów. Tak więc w każdym osobnym strumieniu kanały liczy się od zera!
Dla przykładu: fizyczny adres dimmera (ustawiany w dimmerze) kanału 200 i 712 jest taki sam - 200.
Dla uzytkownika jednak są to dwa różne kanały - pierwszy sterowany strumieniem 1, drugi - 2, stąd dla pierwszego nr jest [0*512+200=200] a dla drugiego [1*512+200=712] (w tym przykładzie strumień 1 ma nr 0, drugi - 1 itd).
Oczywiście każdy następny strumień oznacza osobne fizyczne wyjście (gniazdko w konsolecie).

Strumień DMX jest nadawany kolejno i powtarzany. Co to znaczy?
Nadawanie po kolei oznacza, że dane są transmitowane począwszy od kanału 1 do kanału 512 bez przeskakiwania.
Powtarzanie to nic innego jak nadawanie strumienia od nowa zaraz po zakończeniu nadawania aktualnego.
Cały ciąg danych dla kanałów wraz z bitami kontrolnymi nazywamy pakietem DMX - krótko pakietem.

Każdy pakiet rozpoczyna się serią bitów sygnalizujących początek pakietu.
Następnie następuje przesył danych kanałów.
Każdy kanał oddzielają od innych bity startu i stopu.

Cechą charakterystyczną takiego sposobu przesyłania jest brak adresów dla danych.
Odbiornik po prostu liczy ilość nadanych już kanałów, jeżeli liczba ta zgadza się z jego adresem to zapamiętuje dane.
Dla przykładu: Nasz dimmer o adresie 200 ignoruje dane kanałów 1-199, odbiera i zapamiętuje dane dla 200 i dalej ignoruje następne aż do końca pakietu.