Dmx декодер что это
Абсурдно простой и невероятно эффективный: как протокол DMX-512 сделал революцию в сценическом свете
Довольно долго я работал со звуком на мероприятиях, куда попадали в основном по знакомству и связям. И все бы хорошо, но однажды пришлось переехать в другой город, начинать все с нуля и ходить по собеседованиям. На одном из таких меня попросили рассказать о протоколе DMX-512. Собеседование я тогда не прошел.
Зато появился повод детально изучить вопрос. Само существование DMX-512 и его появление, как оказалось, довольно интересная история. Хотя и для узкого круга людей.
Сегодня протокол DMX-512 (Digital Multiplex) для художников и техников по свету стал неотделимым от их работы. Его используют для управления большинством осветительных приборов и эффектов — c его помощью выставляют свет на массовых мероприятиях по всему миру. Все потому что он до абсурда прост и при этом невероятно эффективен. В момент своего появления DMX-512 стал абсолютной революцией в сценическом свете.
Произошло это примерно так.
Начало
Впервые электричество проникло на сцену в 1849 году, а именно в парижский театр Grand Opera. В опере Мейербера «Пророк» для эффекта восхода солнца использовали дуговой прожектор с лампой и параболическим зеркальным отражателем. А сноп окрасили с помощью шелкового светофильтра.
С тех пор дуговые лампы стали применять повсеместно, хоть они и были крайне неудобны в обращении. Привычный для нас сценический свет появился почти сто лет спустя.
Рубеж
До появления интеллектуального управления в 60-70-х годах для освещения сцены использовали прожекторы с регулируемой яркостью с помощью диммеров и заранее установленными светофильтрами. Приборы направляли на нужные точки для окраски сцены, а «перемигивание» прожекторов осуществляли вручную через пульты.
Главной проблемой здесь становилось соединение пультов с прожекторами напрямую. Очевидное решение — силовые кабели. Но оно подходит только для прожекторов небольшой мощности (около 500 Вт), и уже с десятком мощных приборов подключение становится невозможным. Для решения этой проблемы и начали придумывать интерфейсы управления без силовых элементов внутри пульта, а только со слабыми управляющими напряжениями.
Прорыв
В середине 70-х годов приняли единый диапазон изменения управляющего напряжения 0-10V, использующийся во многих диммерах до сих пор. Один диммер занимал один канал управления и контролировал одну группу прожекторов.
Со временем количество каналов и расстояние управления увеличивалось. В конце 80-х 0-10V стал устаревать и, что самое главное, изменялся концепт самих световых приборов. Автоматику стали прятать внутрь, а сам прибор получал только постоянное питание, в связи с чем обострилась проблема передачи сигналов управления. Появилась необходимость разветвлять кабели, что увеличивало количество контактов и затрудняло поиск неисправностей. Для техников на выездных концертах задача выставить свет усложнилась в разы. Но рынок микроконтроллеров развивался и управление упрощалось. Тогда (а конкретно в 1986 году) и возник протокол DMX-512.
В данном случае термин «протокол» можно разделить на две части — физическую и формат данных.
Физически микросхемы приемопередатчиков и правила монтажа линии (усилители, опторазвязки, терминаторы) базируются на стандарте RS-485 и завернуты в трехконтактные разъемы. Кабели делаются чаще всего с волновым сопротивлением 120 Ом.
Формат данных — стартовый флаг и 512 байт. Данные отсылаются в линию с частотой 50-60 раз в секунду. То есть для управления нужен только один мастер — световой пульт. Да, протокол настолько простой. Он не контролирует одинаковые адреса, их перекрытие и правильность. Пульт посылает байты, а приборы выбирают «свои», игнорируя «чужие». Всё остальное назначается конфигуратором системы.
Кроме того, выход из строя одного прибора не нарушал работу других за счет параллельного соединения разъемов входа и выхода. Простота и эффективность протокола DMX-512 позволила форсированно изобретать интеллектуальные системы управления сценическим светом. А также развивать уже существующие приборы и эффекты.
Результат
Один важный эволюционный скачок, как это часто бывает, повлек за собой другой — развитие вращающихся голов. Это еще радикальнее изменило световое представление на сценах.
Уже в 1986 году представили первый такой прибор на протоколе DMX-512, что позволило увеличить углы движения луча и добиться оборота примерно в 300 градусов. Одна голова могла светить по всей сцене и даже в зрительный зал, что невероятно расширило возможности художников по свету. Вообще само появление вращающихся голов тоже полноправно можно считать эволюционным скачком в сценическом свете, но о них нужно рассказывать отдельно.
Прогнозы
Изначально DMX-512 задумывали и разрабатывали только для передачи данных между консолью и диммерами. Механизм исправления и предотвращения ошибок не учитывали, как и более-менее сложную систему адресов. На сегодняшний день протокол используют для управления практически всеми световыми приборами и эффектами, в том числе и теми, которые еще не изобрели в момент появления протокола.
Многие специалисты считают, что технология уже достигла своего предела — уже изобрели протоколы SMX и SDX, которые компенсируют слабые места DMX-512, но пока они не пользуются большой популярностью. Стагнация в технологиях не может длиться долго. Она либо развивается, либо отмирает, уступая место принципиально другим решениям. Но свет точно никуда не денется, так что в ближайшее время ждем нового прорыва.
Управление DMX 512
Управление DMX 512 управление светом от английского «Digital Multiplex». Несмотря на то, что управление DMX 512 светом было первоначально создано для показа на сцене, в современном мире его также используют в различных приложениях, где мы захотим полностью контролировать светодиодное освещение. В этом учебном пособии вы узнаете все компоненты, которые вам понадобятся, а также правильные методы установки, чтобы начать управлять своими светодиодными светильниками именно так, как вы хотите, чтобы получить DMX управление светом.
Посмотрите контроллер DMX 512 – разработано и произведено в Lightru
Пример установки DMX-декодера
Управление DMX 512 примеры установки
Для начала приведем несколько структурных схем устройства DMX управления светом.
Пример установки декодера DMX с использованием DMX сплиттера Splitter
Пример установки декодера DMX с использованием беспроводного передатчика
Подробная схема устройства системы управления светом DMX 512.
Это подробная схема DMX управления светом архитектурной подсветки здания. Для лучшего восприятия опишем подробно все тонкости устройства системы управления светом DMX 512, а также приведем наиболее частые ошибки и проблемы при работе с ней.
Управление DMX на примере архитектурной подсветки здания
Самые распространенные ошибки.
Некорректная установка терминаторов.
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).
Неправильно выбран кабель управления DMX.
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 ОмТак 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. Управление DMX 512 может нормально работать без терминаторов довольно продолжительное время (в случае если их забыли установить или не установили вовсе).
Схема сборки управления DMX с использованием Сплитеров/Разветвителей. Разветвитель DMX сигнала.
Разветвитель DMX сигнала применяют при большом количестве светильников и нехватке адресов. Сплиттер позволяет создать дополнительное количество DMX адресов.
Схема сборки щита управления DMX.
На мой взгляд один из самых надежных схем сборки системы управления светом DMX. Для этого стоит использовать RGB светильники на 24 В, а декодеры установить в щите управления в сухом отапливаемом помещении. Вы конечно же можете столкнутся с проблемой падения напряжения в линии 24 В. Но этот вопрос легко решается если грамотно, равномерно распределить нагрузку между всеми потребителями.
Управление DMX 512. Программы для управления светом DMX.
После того, как вы включили все свои компоненты, вы можете загрузить программное обеспечение для правления DMX 512, входящее в комплект поставки контроллера DMX. Если все правильно подключено, вы сможете настроить свои светильники и начать программировать сцены в режиме реального времени, видя изменения в освещении, как вы их делаете. Вы также можете запрограммировать свои сцены, не подключаясь ни к одному из светильников, но мне легче сделать это, когда свет включен и работает. Каждый контроллер имеет возможность хранить определенное количество сцен. Вы можете сделать сцену в основном тем, что хотите, и вы можете сгруппировать свои светильники и назовите их, чтобы упростить программирование. Мы не предлагаем техническую поддержку на компьютерном программном обеспечении и рекомендуем практиковать это самостоятельно.
После того, как вы создали сцену или сцены освещения, которыми вы довольны, теперь вы можете записывать сцены в память на вашем DMX-контроллере и управлять сценами, не подключаясь к компьютеру, или тем, что мы называем «Stand Alone». Это распространяется в отношении большинства контроллеров DMX – это возможность создавать несколько сцен и возможность запускать триггеры. Если вы находитесь в автономном режиме, убедитесь, что используете свой источник питания для своей системы управления DMX 512. После того, как вы написали память, вы можете подключить контроллер DMX в автономном режиме и перетасовать ваши сцены, которые вы сохранили.
Необходимые компоненты управление DMX 512
DMX LED Controller – идеальный контроллер как для новичков пользователей DMX, так и для продвинутых дизайнеров освещения. Благодаря возможности управлять до 256 DMX-каналами в режиме Stand Alone или вдали от компьютера, этот контроллер позволит вам создавать собственные сцены освещения для 85 RGB-переключателей цвета или 256 одноцветных светильников. Работая в режиме реального времени с Mac или ПК, U9 может управлять всеми DMX устройствами или 170 приборами RGB. Следуйте инструкциям ниже для инструкций по эксплуатации светодиодного контроллера DMX.
Компоненты продукта.
Ваш контроллер DMX будет включать следующие части:
Что еще вам нужно, чтобы все работало?
Кабель DMX XLR3
Для управления DMX 512 с контроллера вам понадобится разъем типа XLR3 для подключения к гнезду XLR3 или RJ45 Ethernet. Сигнал DMX использует 3 провода для управления DMX +, DMX- и Ground. Если вы более продвинутый пользователь, вы можете создавать свои собственные кабели DMX или припаивать непосредственно на плату ПК контроллера U9.
DMX декодер / драйвер
Для управление DMX 512 нужен DMX-декодер необходим для преобразования вашего управляющего сигнала DMX в сигнал понижения ШИМ для светодиодов низкого напряжения. Каждый канал декодера DMX будет использовать один DMX-адрес и может управлять одним цветом светильника. Для одного цвета требуется только один DMX-канал для работы, RGB требует 3 канала, а RGBW – 4 канала. Большинство наших DMX-декодеров имеют набор из 10 dip-переключателей, которые могут использоваться для установки начального адреса для вашего DMX-драйвера.
Светодиодные светильники, блок питания и провод подключения
Вам также понадобятся светодиодные светильники на постоянное напряжение 5-24 В постоянного тока, совместимый источник питания постоянного тока стабилизированный по выходному напряжению 5-24 В, а также многожильный соединительный кабель 18-22 AWG для завершения вашей системы DMX. Используйте одноцветные светильники (1 канал) для эффектов затемнения и мигания или светодиодов RGB (3 канала) / RGBW (4 канала) для эффектов изменения цвета. Управление DMX 512 светом имеет огромное множество возможностей. Все зависит от бюджета и концепции.
Компьютер Windows или Macintosh
Управление DMX 512 требует для работы программного обеспечения ESA (Easy Stand Alone) от производителя требуется компьютер с ОС Windows или Macintosh, см. Ниже требования к системе.
Минимальные требования к компьютеру:
Рекомендуемые требования к компьютеру:
Программы для управления светом DMX
Загрузите программное обеспечение с диска
На включенном диске запустите функцию автоматической установки, выберите свой язык и затем выберите программное обеспечение, а затем значок компьютера. Следуйте инструкциям по установке и загрузите все включенные драйверы при появлении запроса.
Подключите ваши светильники и питание от постоянного тока к вашему декодеру DMX
При подключении вашего DMX-декодера есть несколько вещей, которые вам нужно запомнить. Входное напряжение постоянного тока должно быть в пределах номинального значения драйвера и должно также соответствовать напряжению подключаемых светильников к управлению DMX 512. Также каждый блок имеет максимальную производительность на каждый канал в усилителях. Не превышайте эту величину при подключении светильников и убедитесь, что источник постоянного тока достаточно большой, чтобы подключить ваши светильники.
Это очень важно учесть выходную мощность на каждом канале декодера, она должна быть всегда на 10% выше чем суммарная мощность всех светильников или лент, подключаемых на этот канал
Примечание. Не включайте питание декодера в это время.
Подключите кабели DMX и установите DIP-переключатели
Используйте совместимые кабели DMX управления для подключения входного сигнала DMX. Для того, чтобы программирование DMX работало, вы должны установить начальный адрес DMX для вашего DMX-декодера. Это поможет в компьютерном программном обеспечении, если вы начнете думать о своем декодере DMX в качестве светильника. Вы можете подключить несколько DMX-драйверов и установить уникальные адреса DMX, как показано на примерной фотографии, для управления каждым прибором или для установки всех ваших декодеров на один и тот же адрес, чтобы управлять всеми вашими декодерами в качестве одного прибора.
Включите устройства и откройте программное обеспечение.
Для того, чтобы управление DMX 512 работало, вы должны установить начальный адрес DMX для вашего DMX-декодера. Это поможет в компьютерном программном обеспечении, если вы начнете думать о своем декодере DMX в качестве светильника. Вы можете подключить несколько DMX-драйверов и установить уникальные адреса DMX, как показано на фотографии для примера, для управления каждым прибором или для установки всех ваших декодеров на один и тот же адрес, чтобы управлять всеми вашими декодерами в качестве одного прибора.
Посмотрите контроллер DMX 512 – разработано и произведено в Lightru
Цифровое управление на основе контроллера DMX512
Главным элементом любой DMX системы является контроллер, часто называемый пультом управления. С его помощью оператор сначала создаёт несколько статичных сцен, затем объединяет их в чейзы и в результате получает готовую программу, наполненную световыми эффектами разного уровня сложности. Принцип действия DMX-контроллера основан на передаче данных в цифровом формате DMX512, который реализован во всём современном светотехническом и сценическом оборудовании.
Сфера применения
Основными преимуществами протокола DMX512 являются простота и универсальность, что положительно оценивают большинство пользователей при построении светотехнических систем различного уровня сложности. Благодаря наличию в продаже DMX-контроллеров разной конфигурации, каждый желающий может научиться создавать световые, лазерные и дымовые эффекты, например:
Протокол DMX512
Взаимодействие контроллера со световыми приборами и вспомогательными устройствами осуществляется на уровне протокола передачи данных DMX512, специально разработанном для этих целей в далёком 1986 году. Он создан на базе интерфейса RS-485, который предусматривает передачу сигнала по двум проводам в экранирующей оплётке. Подключение производится с помощью пяти- или трёхконтактных XLR-разъёмов.
Стандарт DMX512 (Digital Multiplex) позволяет с одного контроллера осуществлять управление 512 каналами (но не приборами). Многие осветительные приборы имеют несколько каналов для управления (диммирование, цветность, угол наклона и т.д.). Чтобы не запутаться в потоке передаваемых данных, каждому подключаемому устройству присваивается адрес. Для задания адреса на корпусе есть дисплей или многопозиционный переключатель.
Схема подключения
Протокол DMX512 применяется для подключения самых разнообразных приборов: светодиодных прожекторов; LED-лент; туман, дым и снег машин. В зависимости от типа, поколения и количества соединяемых световых приборов, а также коммутационной аппаратуры, предназначенной для переключения, усиления и диммирования. Можно выделить 4 основные схемы включения.
Первый и наиболее простой вариант подключения DMX-контроллера заключается в использовании в качестве нагрузки готовых DMX световых приборов. Всё, что понадобится для реализации подобной схемы – это несколько экранированных кабелей нужной длины с XLR-разъёмами на концах. На корпусе любого современного DMX-оборудования можно увидеть трёхконтактные XLR-разъёмы двух типов: со штырьками (вход) и с гнёздами (выход). Внутри корпуса эти разъёмы запаяны параллельно, обеспечивая тем самым транзитное объединение всех устройств между собой. 
Чтобы к пульту управления подключить несколько устройств, управляемых по протоколу DMX512, необходимо произвести следующие манипуляции. Выход контроллера (DMX OUT) соединить кабелем с входом первого прожектора (DMX IN). Выход первого прожектора соединить с входом второго и так далее. Таким образом, все приборы в нагрузке соединяются друг с другом последовательно. Но, за счёт того, что на каждом из них разъёмы DMX IN и DMX OUT запараллелены, каждый прожектор работает независимо от остальных и в случае неисправности не влияет на работу всей группы.
Второй способ подключения подразумевает использование DMX-декодера. Данный электронный блок востребован в случае, когда с пульта необходимо управлять RGB-лентой, RGB-прожектором и прочими устройствами, которые не имеют встроенного преобразователя сигнала. DMX-декодер работает на базе микроконтроллера, конвертируя цифровой сигнал формата DMX512 в постоянное напряжение +12В с последующим ШИМ-преобразованием для каждого канала. 
Каждый DMX-декодер оснащён многопозиционным переключателем или цифровым экраном для задания DMX адреса, а также клеммами для подключения:
Важно! Нагрузочная способность DMX-декодера должна быть больше, чем мощность потребления прибора.
Для построения сложных схем включения светового оборудования, управляемого по протоколу DMX512, используют сплиттеры. DMX-сплиттер или разветвитель сигнала представляет собой устройство, имеющее DMX-вход для подключения к контроллеру и несколько независимых выходов для разделения сигнала и передачи его в нагрузку. В качестве нагрузки могут быть использованы любые световые приборы и устройства с DMX-управлением. Кроме своего основного назначения, некоторые модели сплиттеров выполняют роль усилителя сигнала, тем самым позволяя увеличить протяжённость сигнальной линии. Включать в систему управления освещением сплиттер очень удобно в тех случаях, когда необходимо одновременно контролировать работу нескольких групп световых приборов, расположенных друг от друга на расстоянии в десятки метров. Чтобы не допустить возникновение разности потенциалов, все выходы сплиттера гальванически развязаны между собой. На практике это означает что DMX-прожектора, подключенные к выходу №1, могут быть запитаны от одного источника питания, а прожектора, подключенные к выходу №2, – от другого. 
Для регулировки яркости обычных ламповых световых приборов с помощью DMX-контроллера используют DMX-диммер. Данный электронный блок подключается к одно- или трёхфазной сети переменного тока. Выход на нагрузку осуществляется через специальные розетки или клеммы с защитой от короткого замыкания (КЗ). Для подключения DMX кабеля на корпусе диммера предусмотрен XLR-разъём, а для задания адреса и выбора режима работы – дисплей с кнопками управления. В зависимости от модификации и торговой марки функциональные возможности DMX-диммеров от разных производителей могут сильно отличаются. Поэтому прежде чем собрать схему, следует внимательно изучить техническую документацию к изделию. 
Разновидности DMX-контроллеров
На рынке светотехнического оборудования можно найти различные по форме и набору функций DMX-контроллеры. Самыми компактными и простыми в управлении принято считать DMX сенсорные панели, встраиваемые в стену. Они имеют лишь 4 канала управления и предназначены для регулировки яркости и переключения цветов RGB или RGBW светодиодных лент. Подключаются сенсорные панели к выносному блоку питания и эксплуатируются в паре с декодером. Это отличный вариант для домашнего использования. 
Намного больше возможностей у простейших пультов управления на основе DMX. На их панели расположено несколько фейдеров, кнопки для выбора каналов и программирования, небольшой ЖК-дисплей и прочие полезные опции, освоить которые не составит труда. Стоимость таких контроллеров колеблется от 50 до 500$. Они идеально подходят для воспроизведения светодинамических эффектов на дискотеках и в ресторанах. 
Наибольшим функционалом обладают DMX-контроллеры профессионального класса (чаще называемые DMX-пультами). Помимо стандартного набора опций, у них есть собственная операционная система, поддерживающая удалённую работу с компьютерами и гаджетами на iOS, Android или Windows Mobile. Несмотря на высокую стоимость (стоимость сценических доходит до 40000$), DMX пульты класса hi-tech востребованы во всех масштабных проектах, где требуется управление десятками световых приборов, установленных на большом расстоянии друг от друга.