DMX512

DMX512

美國舞台燈光協會提出了一種數據調光協議
DMX512協議最先是由USITT(美國劇院技術協會)發展成為從控制台用标準數字接口控制調光器的方式。DMX512超越了模拟系統,但不能完全代替模拟系統。DMX512的簡單性、可靠性以及靈活性使其迅速成為資金允許情況下選擇的協議,除了調光器外,一系列不斷增長的控制設備就是證據。DMX512仍然是科學上的一個新領域,具有在規則基礎上産生的各種奇妙技術。[1]
    中文名:DMX512 外文名: 别名: 起源:美國劇院技術協會 實質:标準數字接口控制調光器 意義:是科學上的一個新領域

光控制卡

CREATOR快捷CR-DMX512擴展卡,是根據用戶實際需要而自行選配的,主要是用來增加中控主機對DMX512控制協議的支持。用來控制支持DMX512協議的系列燈具,如電腦搖頭燈、LED跑馬燈、LED旋轉燈泡、DMX水晶魔球燈、家用舞台燈具等。

主要特點:

采用國際通行的DMX512 傳輸協議;

單卡最多可達512 個通道輸出,單台中控可支持4張DMX512控制卡;

256 級調光灰度;

标準的EIA485接口;

采用平衡驅動器和差分接收器的組合,抗共模幹擾能力增強,即抗噪聲幹擾性好;

DMX512卡可以把舞台燈光的控制移植到觸模屏或則平闆電腦上來,可以做場景預設,簡化操作等;

可直接控制采用相同協議的任何調光器,組成數碼調光控制系統;

可控制各類DMX512協議的調光器、矽箱、控制器,甚至冷焰機、煙幕機、電腦燈等效果設備;

可儲存燈光場景,可編輯走燈程序,同時支持調光台運行手動調光場景,集控場景,走燈程序。

設計标準

DMX512是圍繞工業标準EIA-485接口設計的。EIA-485屬于接口、電壓、電流等的“電”端。

系統是基于沿着屏蔽導體雙絞線的向下對稱發送而建立的。這種纏繞結構确保所産生的幹擾會同樣地作用于兩個信号,因此保證了一緻的數字定相。所用的導線應該是由一條或兩條雙絞線、箔片和編織篩所構成的合适的數據導線。對稱音頻導線則不能完成這個工作。

通常地,就如任何網段一樣,導線兩頭應該有兩個終端。燈光控制台通常在一頭作為終端,而另一頭應該隻有一個120Ω的電阻。EIA485規範隻支持“雛菊鍊”或每段上最多以32個“單元負載”所構成的串行網絡。制造商聲稱每段可以長達1000m。但是,要特别指出的是,中繼器的作用應該考慮到700m或800m左右,這樣可以防止環境的異常。

針口分配

XLR連接器的針口分配如下:

信号

1

屏蔽

地/0伏

2

内部導體(黒)

數據–

3

内部導體(白)

數據+

4

内部導體(綠)

備用數據-

5

内部導體(紅)

備用數據+

DMX512控制線采用5針XLR(有時候是3針)連接設備(如表1);母接口适用于發送器,而公接口适用于接收器

規範中建議用一條兩對導線(4個連接口)來實現屏蔽,雖然隻是需要其中一對。第二對導線用于未指定的可選場合中。必須注意的是一些調光器使用這些線來指示故障和狀态信息。如果調光器用第二個信道,則需要專門配置的分路器和中繼器。

把線連接到邏輯電平最安全的方法是使用一個“标準”接口IC—TexasInstruments的SN75176B,如果要實現連接以及隔離,Burr-Brown的ISO485P是好的選擇。使用這些接口方法為每個設備提供一個額定的單元負載,這些設備都允許在段上最多安裝32個接收器。不推薦通過直接橫跨線路來連接高靈敏度光隔離器的直接聯機接口方式,它所提供的負載會比正常接收器的負載大5倍左右,從而減少了在段上可安裝的接收器數目。另外還會引起失真,增大出錯率并導緻符合EIA485的接收器出現故障。

相關資料

資料發送基于一種8位異步串行協議,帶一個開始位(低電平)和兩個停止位(高電平),沒有奇偶校驗。因此一個資料幀有11位元。由于每一位的寬度是4us,所以發送一個幀需要44us的時間。如果線路要發送一個連續的數據流,則會産生250000b/s的波特率,或稱250kbps。

8位字對于每個調光器允許以0到255的範圍來發送256個獨立級别。

開始位和停止位用于使發送器和接收器同步。資料線通常處于高電平;實際上它空閑時會處于高電平狀态(更多的是處于這種狀态)。開始位的出現促使接收器投入工作,後面的8位元資料被掃描且被譯碼(希望如此)。然後接收器等待停止位到來,停止位過後會再次出現這個過程。我們需要停止位有兩個理由:讓接收器有充分的時間處理輸入的資料;讓線路處于高電平的狀态,這樣下一個“開始”才能被檢測到。圖1描述了一個幀裡面的位電平,這個幀中含有資料“0”和“255”。

迄今為止已經解釋得很清楚了,但是還沒有完,DMX512最多可支持512個調光器,現在我們隻看到了第1個,那麼怎樣為所有的調光器處理資料呢?答案是簡單的,隻是不斷重複這個過程!好的,就是那麼簡單。不過現在的情況可不是那麼簡單了,我們在段上取得了一個數據流,但是沒有辦法辨别哪一幀是屬于哪一個調光器的。看“DMX包”部分的提示。

DMX512

DMX512包是這個标準的核心,它由一個包含深層同步信息的幀集合構成,其中的深層信息也就是一個“Break”和一個“Mark-after-break”。就是這個信息使接收器能夠檢測到一個幀的開始,因此能夠處理接收到的資料。幀定時檢驗顯示了線路處于低電平的最長時間是4祍(開始位)+8×4祍(資料位)=36祍,但是一個“Break”包含至少88祍的“低電平”,這兩者的不同很容易被檢測到,可用于調光器的同步。"Mark-after-break”在線路上是“高”狀态,至少8祍時間的寬度,“Mark-after-break”是必需的,因為這樣才能檢測到“Break”,否則幀的開始位會緊随“Break”,使線路一直陷入低電平狀态。此時将會非常混亂!一個描述“包”的圖2有助于說明以上問題。

“0”數值表示後面的幀包含調光器級别的信息。另外的255個代碼在規範中沒有定義,但是一些制造商卻使用了其它代碼來發送産品的特殊信息。一個接收了非零開始碼的調光器“将會”忽略包餘下的部分,不過要小心,它不會總被檢驗到!

定時總結

定時總結如下:

最小最大

Break 88μs 1秒

Mark-after-break 8μs1秒

Inter-frame-time 0μs1秒

“Inter-frame-time”用于減低資料率。有些調光器不能處理高速運行的資料,或者在控制台處理其它任務的同時用于“插入”發送過程。它的數值可以在0到1秒之間。

規範中對于定時設置了一些限制。

從上面可以看出,資料率有很大的擴展性,但是要注意的是,不允許線路狀态持續處于“高”或“低”狀态超過一秒的時間,而且此時應該考慮出錯的條件。

差不多DMX512系統中出現的所有誤操作都是源于系統知識的缺乏。引起問題的一個地方是在信号分離中。記住,系統以段終結的方式運行。簡單地把線路分離(看上去是符合邏輯的)會由于歐姆量的反複變化而不能工作。這樣做容易導緻信号的破壞。

解決辦法是使用“分路器”和“中繼器”,通電設備“監聽”段上的資料,然後進行廣播,或根據需要在下一個段上“重現”。

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