DMX – Informatie

DMX voorziet 512 controlekanalen per data link (vandaar die 512). Elk van deze 512 kanalen waren van oorsprong bedoeld om de 'dimmer level' van een lamp aan te sturen - denk aan 512 schuifjes op een lichtconsole aangesloten op 512 lampen - elk schuifje positie wordt verstuurd over de data kabel als een 8-bit nummer met een waarde tussen 0 and 255. De waarde 0 correspondeerd met een lamp die volledig gedimd is, terwijl 255 correspondeert met een lamp die volledig ongedimd is.

Met de ontwikkelingen in licht aansturing is het een eenvoudige stap om met deze 0-256 waarden de rotatie van een gobo of kleurenwiel aan te sturen en bijvoorbeeld de 'pan' of 'tilt' van een spiegelkop. Dit zoals het wordt toegepast bij intelligenteverlichting als scanners, movingheads, kleurenwisselaars, lasers, stroboscopen etc.

Het DMX protocol is eenvoudig en robust, de data wordt continu verzonden tot 1000 keer per seconde, zodat, om welke reden dan ook, de data die de eerste keer niet goed is 'gelezen' opnieuw wordt verzonden in een fractie van een seconde.

De verschillen van een 8 of 16 bits controller laten zich met name zien wanneer een 8 bits controller een 16 bits scan/movinghead gaat aansturen, de bewegingen zijn dan minder fijn, lees schokkerig. Om het kort samen te vatten: de meeste scans/movingheads zijn in 8 bit modus aan te spreken, maar reageren dan niet zo vloeiend in hun bewegingen als wanneer ze in 16 bit modus worden aangesproken.

DMX staat voor Digital MultipleXed: de stuurkring-informatie wordt in digitale vorm, kring voor kring, dus na elkaar (gemultiplexeerd) over de kabel verzonden. De snelheid waarmee dit plaatsvindt is dermate hoog dat het als gelijktijdig overkomt. Deze snelheid veroorzaakt echter dat een DMX-net op een specifieke manier moet zijn opgebouwd (zie ook het onderdeel DMX-bekabeling ). De stuurkring-informatie heeft de vorm van een wisselend spanningspatroon. De spanning kan hierbij slechts twee waarden aannemen.

<b>Dieper in de techniek van DMX</b>
Voor DMX512 geldt: De spanning tussen de aders van de stuurkabel is of ongeveer +2,5[V] of ongeveer -2,5[V]. Is de spanning 4[us] lang positief, dan is er een "1" verstuurd. Is de spanning daarentegen 4[us] lang negatief, dan is er een "0" verstuurd. De inhoud van de informatie is dus tweewaardig; het is of een "0" of een "1". Deze kleinste hoeveelheid informatie noemt men "bit". Het versturen van 1 bit informatie duurt bij DMX512 dus 4[us]. Door meerdere bits te combineren verkrijgt men informatie die meer dan twee waarden kunnen bezitten.
De combinatie van 8 bits kan 256 verschillende waarden weergeven: 00000000=0, 00000001=1 ,00000010=2, 00000011=3, 00000100=4 ,00000101=5 enz. Het uitdrukken van informatie in "0"-en en "1"-en noemt men digitaliseren.

Een combinatie van 8 bits noemt men een byte. Bij DMX512 wordt de informatie voor een stuurkring weergegeven met een byte. Dus als de stuurinformatie voor een dimmer bedoeld is, dan kan de lichtintensiteit op maximaal 256 verschillende waarden worden ingesteld (oplossendvermogen is 256). Deze stapgrootte is in de praktijk meestal voldoende; want voor lampen met een vermogen >100W is een intensiteit-stap van 1/256 niet waarneembaar. Voor bewegend licht kan een kleinere stapgrootte nodig zijn. Het DMX-protocol wordt dan meestal gemodificeerd naar 16-bits. Zie ook het al eerdere beschreven effect van 8 en 6 bits.

<b>De opbouw van het DMX512-signaal</b>
Het DMX512-signaal bestaat uit een zich herhalende bitstroom die als volgt is opgebouwd.
Het begin van de stroom van kringinformatie wordt aangekondigd door gedurende minimaal 88[usec] "0"-en te verzenden. Deze markering in het DMX512-signaal noemt men de "break". De DMX512-ontvanger in bijvoorbeeld een dimmer zet bij het ontvangen van het breaksignaal een teller op nul. Met deze teller houdt de ontvanger het volgnummer van de bytes bij. Door de dimmer een "adres" (nummer) te geven wordt het voor de ontvanger mogelijk te bepalen welke databyte voor haar bedoeld is.

Na het verzenden van het breaksignaal wordt een zogenaamde startbyte verzonden. Deze startbyte maakt het mogelijk aan te geven voor welk soort apparaten de informatie bedoeld is. Voor dimmers bestaat de startbyte uit acht "0-en". De startbyte verruimt de mogelijkheden van het DMX512-protocol.

Na de startbyte volgen maximaal 512 bytes met stuurkringinformatie. Het volgnummer van de bytes bepaalt het kringnummer waarvoor de informatie is bedoeld.

<b>Startbits, Stopbits en data-frame</b>
Teneinde de afzonderlijke bytes in de stroom van "0-en" en "1-en" te kunnen onderscheiden heeft men afgesproken een byte te markeren door altijd eerst een "0" te verzenden, dan de bewuste byte en hierna als eindteken twee "1-en". Men spreekt van respectievelijk een startbit en twee stopbits. Bij elkaar zijn dit elf bits. Het geheel noemt men het data-frame. Het verzenden van een dataframe neemt 44[usec] in beslag. De tijdsduur tussen het verzenden van opeenvolgende bytes en breaks is binnen bepaalde grenzen willekeurig. DMX512 wordt daarom een asynchroon data-protocol genoemd.
Samenvattend: communicatie tussen ontvanger (dimmer) en zender (stuurtafel) is mogelijk door de afspraken (zie afbeelding):
bitduur = 4[usec] en breakduur >= 88[usec]
eerst break, dan startbyte en dan maximaal 512 kringdatabytes
een byte wordt geflankeerd door een startbit en twee stopbits

<b>Hoe DMX bekabeling en units aan te sluiten</b>
Elke lichtunit in een DMX systeem is "rond-gekoppeld" naar de volgende unit die gebruik maakt van speciale DMX kabels, normaliter 3-pin of 5-pin XLR connectors - Elk dmx effect of dimmer heeft een 'input socket' (XLR male) en 'output socket' (XLR female).

3-pin XLR connecties
1=GND
2=DATA (-)
3=DATA (+)

5-pin XLR connecties
1=GND
2=DATA (-)
3=DATA (+)
4=NOT USED
5= NOT USED

RJ45 connecties:
1=Data 1 (+)
2=Data 1 (-)
3=Data 2 (+) (optioneel)
4= Niet aangesloten
5=Niet aangesloten
6=Data 2 (-) (optioneel)
7=Data 1 massa
8=Data 2 massa (optioneel)

<a href="http://domoticx.com/wp-content/uploads/2018/09/DMX-RJ45-pinout.jpg"><img class="alignnone wp-image-14868" src="http://domoticx.com/wp-content/uploads/2018/09/DMX-RJ45-pinout.jpg" alt="" width="343" height="200" /></a>
De lichtcontroller zit aan het begin van de 'ketting' lees bus en een 120 ohm weerstand in de vorm van een terminator aan het eind van de 'ketting' gekoppeld. De terminator 'absobeerd' het signaal welk anders terug reflecteerd in de kabel en zo de data transmissie instabiel maakt. Bij kleine opstelling tot max 10 dmx units mag het geen probleem opleveren. Worden de de opstellingen groter en worden er lange kabels gebruikt is het sterk aan te bevelen de bus aftesluiten met een terminator. Lees verderop hoe deze zelf te maken.

<strong>Waarom eerder 5-pins dan 3 pins gekozen? (ENG)
</strong>The main reason we see 5 pin DMX connectors rather than 3 pin ones is to avoid confusion between DMX and Audio XLR cables, because using XLR cables for DMX can result in bad data transmission or even damage the equipments.  In most of the 5 Pin configurations the pin 4 and 5 are either not used or used for other datas, the pin 1, 2 and 3 are used exactly the same as the 3 pin version: Pin 1 +, Pin 2 -, Pin 3 Ground.
You can buy 3 pin to 5 pin DMX convertor if you mainly use 3pin DMX cables or vice versa.
Bron: <a href="http://www.phantos.com.au/news/item/246-dmx-5-pin-and-3-pin-connector-difference-explained.html" target="_blank" rel="noopener">phantos.com.au</a>

Conversie tussen 3 en 5 pins:

<a href="http://domoticx.com/wp-content/uploads/2018/09/DMX-3-en-5-pins-conversie.jpg"><img class="alignnone wp-image-14866" src="http://domoticx.com/wp-content/uploads/2018/09/DMX-3-en-5-pins-conversie.jpg" alt="" width="508" height="300" /></a>

<b>Welke type kabels te gebruiken? </b>
DMX512 omvat de elektrische specificaties van het industriele RS-485 dataprotocol. RS-485 is een symmetrische spanningssturing; zowel het signaal als de inverse daarvan t.o.v. een common worden verzonden. Hierbij haalt een ontvanger de informatie uit het verschil van deze twee signalen. Storing, aanwezig in beide signalen, valt zo weg. Dit verhoogt de bedrijfszekerheid.

De kabel moet afgeschermd zijn en een getwist aderpaar bevatten. De afscherming moet bestaan uit een gevlochten mantel. De karakteristieke weerstand van dergelijke kabels is +/- 120[Ohm]. Het aderpaar voert het signaal (aangeduid met '+') en haar inverse (aangeduid met '-'). De mantel wordt gebruikt als laagohmige verbinding voor de signaalcommon. Zij is zeer belangrijk voor het beheersen van de common mode spanningen en voor het EMC-gedrag van de kabel.

<b>Welke connectoren en hoe aan te sluiten? </b>
Indien connectoren worden toegepast dan moeten het 5-polige of 3 polige XLR typen zijn.
Pin1 = signaalcommon = kabelafscherming
Pin2 = signaalgespiegelde = "-"
Pin3 = signaal = "+"
Pin4 = optioneel (bijv terugmelding)
Pin5 = optioneel (bijv terugmelding)

<b>Hoelang mag een kabel zijn? </b>
De lengte van de stuurkabel wordt beperkt door:
- spanningsverliezen in de draden
- signaalvervorming door looptijdverschillen voor de harmonischen waaruit het signaal is opgebouwd
- het aantal ontvangers die op de kabel zijn aangesloten
- de specificaties van de zender en ontvangers (EIA RS-485 specificaties!)
Indien alle regels in acht genomen worden kan de kabel 500[m] zijn, bij één of twee ontvangers en een ader doorsnede van 0,2[mm2]. In het geval een grotere afstand moet worden overbrugd, moet een repeater/booster worden ingezet. Bij meerdere ontvangers bepaalt de kwaliteit van de ontvangers de maximale lengte van de kabel waarbij een repeater moet worden toegepast.

<b>Hoe moet worden bekabeld? </b>
De manier waarop een DMX-net is opgebouwd verdient bijzondere aandacht. Ter voorkoming van signaalvervorming door reflecties moeten de volgende zaken in acht genomen worden:
De DMX-kabel moet van ontvanger naar ontvanger gaan ("door lussen", oftewel "daisy chain").

Een met DMX512 aanstuurbaar apparaat is hierop voorbereid door de aanwezigheid van een DMX-in en DMX-out XLR-connector. In een aangesloten apparaat mag de verbinding van de XLR-connector naar het ontvang-IC niet langer zijn dan 30[cm]. Indien de kabel vertakt wordt moet er gebruik worden gemaakt van een splitter. Het is dus niet mogelijk y kabels te gebruiken. Uiteraard dient de volledig lus afgesloten te worden.

<b>Hoe dmx units in te stellen</b>
Iedere dmx unit dient ingesteld worden op het kanaal waarop het aangesproken dient te worden. Oudere en goedkoper dmx effecten maken gebruik van de zogenoemde dipswitches en de duurdere dmx effecten kunnen digitaal ingesteld worden.

De instelling van dipswitches brengt nog weleens problemen met zich mee. Wanneer je vanuit de stuurtafel kanaal 7 wenst aan te spreken aangezien kanaal 1 tot 7 al bezet zijn met een dmx scanner met 6 kanalen dienen de dipswitches ingesteld worden zodat de dmx unit reageert wanneer op de stuurtafel kanaal acht wordt aangeroepen.

De switches 1 tot 10 staan gelijk aan een oplopende rij die zichzelf verdubbeld.

Dipswit nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

instelling 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512