Управление освещением

Некоторые устройства снабжены встроенными терминаторами и переключателями, которые позволяют подключить встроенный терминатор к линии. Обычно такой переключатель помечается надписями «end of line» (конец линии) или «last rack» (последнее устройство в линии). Этот переключатель должен находиться во включенном положении только на последнем устройстве в линии. Другим очень распространенным типом терминатора является 5-ти штырьковая вилка разъема XLR, в которую встроен резистор нужного номинала (т.е. резистор номиналом 120 Ом между 2 и 3 штырьками). Такая вилка просто вставляется в выходной разъем последнего устройства в линии.

В наборе инструментов каждого инженера, занимающегося осветительным оборудованием, должна быть такая вилка.

Сети DMX512.

Корректная работа сети DMX512 (особенно при использовании длинных кабелей) возможна только в том случае, когда от передающего устройства к принимающему идет одна единственная линия. В линию может быть включено до 32 устройств, расположенных как угодно по всей ее длине. Допустимое количество устройств уменьшится в том случае, если в линии используются устройства, которые не соответствуют стандарту EIA485 (см. подраздел «Применение оптической изоляции»).

Устройства должны соединяться в линию очень короткими кабелями (длиной не более 30 см (12 дюймов)) для того, чтобы избежать возникновения Y-расщепления. На практике, однако, эта длина может быть увеличена до нескольких метров. Обычно линия также проходит внутри устройства, соединяя его входной и выходной разъемы и позволяя тем самым образовывать цепочки устройств. Стандарт EIA485, используемый DMX512, способен работать с линиями длиной до 1 км. Эта величина является рекомендуемым максимумом. На практике рекомендуется использовать линии длиной не более 500 м. В противном случае надо предусмотреть возможность использования усилителей сигнала (репитеров).

При построении систем с длинными линиями следует соблюдать особую осторожность при выборе кабеля, который должен иметь подходящее поперечное сечение. Используемый кабель должен обеспечивать на терминаторе номиналом 120 Ом на дальнем конце линии напряжение не менее 0.2 В в том случае, если на выходе передающего устройства напряжение составляет всего 2 В. Не рекомендуется использовать кабели, у которых номер по американскому сортаменту проводов составляет менее 22 AWG.

Сопротивление кабеля на постоянном токе не следует путать с волновым сопротивлением. Сопротивление на постоянном токе может быть измерено обычным омметром и не должно быть более 200 Ом для каждого провода. Линии передачи сигнала DMX512 должны находиться вдали от кабелей электрического питания, в особенности от нагрузочных кабелей диммеров, и не должны прокладываться в одной оплетке с этими кабелями или кабелями, по которым протекают токи большой величины, т.к. это может привести к проникновению помех и ошибкам.

Не используйте Y-кабели (разветвители DMX). Y-кабелем называется кабель, соединяющий одну вилку (подключаемую к консоли) и две розетки (подключаемые к диммерам). При этом, штырьки 1 объединены для всех трех разъемов, штырьки 2 - тоже и т.д. Использование Y-кабелей в линии DMX512, особенно на большом удалении от передающего устройства, приводит к возникновению сложного набора отраженных сигналов, что с свою очередь вызывает серьезные искажения сигналов и увеличение числа сбоев всей системы.

Единственным надежным методом разделения линии DMX512 на две или несколько ветвей является использование усилителей-разветвителей.

Репитеры, разветвители и усилители. Репитеры.

В том случае, когда используются линии передачи очень большой протяженности, или в линию включено более 32 устройств, для прохождения сигнала необходимо использовать репитеры-усилители, называемые также буферными усилителями. Вход репитера аналогичен входу любого принимающего устройства DMX512, а его выход аналогичен выходному разъему любого устройства, передающего сигнал DMX512. На линии, идущей от консоли, должен быть установлен обычный терминатор - ведь нет необходимости устанавливать репитер в конце линии. Вторая линия, идущая от репитера, тоже должна быть снабжена терминатором на своем дальнем конце. Таким образом, можно проводить многократное усиление сигнала, используя несколько репитеров до тех пор, пока не произойдет ошибка при регенерации сигнала.

Однако все это возможно только в том случае, если репитер (в особенности опто-изолированная схема), обладают достаточным быстродействием. Если применяемая схемотехника не может обеспечить воспроизведение фронтов и срезов сигнала без искажений и задержек, то последовательное соединение таких устройств приведет к неизбежному искажению сигнала. Репитеры только восстанавливают уровни электрических сигналов для DMX512, не производя при этом коррекции временных интервалов для передачи отдельных битов. Регенерация временных интервалов возможна только в том случае, когда применяются специальные устройства, которые декодируют сигнал DMX512 при получении, а затем производят его повторную генерацию, используя отдельный кодировщик (UART) и отдельную схемотехнику.

Устройства такого рода могут также использоваться для изменения временных интервалов DMX512 при подключении старых медленных приборов к современным быстродействующим консолям (см. раздел «Настройка длительностей сигналов»).

Встроенные репитеры.

Многие устройства, в особенности устройства смены светофильтров и большие стойки диммеров, имеют встроенные репитеры для регенерации поступающего DMX сигнала. Кроме того, они обычно имеют встроенные реле, которые переключают входной сигнал на выходной разъем в том случае, если происходит сбой по питанию или нарушение функционирования прибора. Это делается для того, чтобы приборы, расположенные далее на линии, продолжали получать данные при сбое репитера.

Обратите внимание на то, что это переключение производится чисто механическим способом без синхронизации с данными DMX512. Поэтому, при переключении сигнала будет происходить кратковременная его потеря. При этом устройства, которые расположены далее по линии, могут получить неверный DMX сигнал. Эта ошибка не будет скорректирована до тех пор, пока не придет новый пакет с данными. Таким образом, при использовании медленного пульта управления этот сбой может длиться настолько долго, что будет весьма заметным. В том случае, когда репитер активен, его выход управляет новой линией DMX, которая должна быть снабжена отдельным терминатором.

В том случае, если используемые линии являются очень короткими, например от одного модуля стойки к другому, применение терминаторов не является необходимым. Тем не менее, желательно использовать терминаторы во всех без исключения случаях по следующей причине.

В том случае, когда при выключении устройства или его сбое происходит непосредственная передача сигнала с входа прибора на его выход, терминатор этого прибора не будет использоваться. Тогда будет использоваться терминатор следующего в линии прибора. Последний модуль в цепочке должен иметь терминатор, установленный в выходной разъем.

В случае, если все устройства в стойке будут выключены или дадут сбой, будет использоваться этот терминатор в выходном разъеме. Таким образом, для остальных устройств в этой линии всегда будет присутствовать терминатор. Если у вас возникают сомнения по поводу наличия встроенных репитеров и их влияния на работу сети в целом, попробуйте измерить сопротивление терминатора, включая и выключая питание на каждом из устройств в линии. Сопротивление должно оставаться постоянным (100-120 Ом) и при выключении питания одного из устройств все устройства, расположенные далее по линии, должны по прежнему управляться сигналов DMX. Тем не менее, в их работе могут наблюдаться небольшие сбои, как это было описано выше.

Разветвители.

Разветвители похожи на репитеры, однако они имеют несколько выводов. На каждый вывод передаются одинаковые сигналы, при этом их дальнейшее распространение происходит по разным линиям. Эти устройства иногда называются усилителями-дистрибьюторами, так как они позволяют производить разделение линии DMX512 и посылать сигнал по различным направлениям к различным устройствам, расположенным по всему зданию или концертному залу.

Существует очень важное различие между изолирующими и неизолирующими репитерами и разветвителями, которое объясняется далее.

Подсоединение 4-ого и 5-ого штырьков разъема.

Вторая пара проводов в линии DMX512 описывается в стандарте, но ее назначение не определено конкретно. Существует много различных устройств и систем, которые используют эту пару проводов для различных целей. Некоторые приборы возвращают по этой линии сигнал для консоли в соответствии со стандартом EIA485. Другие используют ее для передачи информации о сбоях и статусе устройства.

В некоторых устройствах вторая пара проводов используется для передачи прямых управляющих сигналов, например для индикации температуры. В большинстве DMX512 устройств, в которых есть входной и выходной разъем, производится простое соединение первых трех штырьков: 1 с 1, 2 со 2 и 3 с 3. В некоторых устройствах проведено соединение остальных штырьков: 4 с 4 и 5 с 5.

Для использования систем с обратной связью по второй паре проводов необходимо использовать специальные усилители, репитеры и прочие устройства.

Изоляция сети. Заземление.

В производстве оборудования DMX512 нет определенного стандарта по подсоединению линий «общий» и «земля» к нулевому проводу питания или заземлению корпуса прибора. Стандарт EIA485 требует, чтобы линия «земля» подключалась к линии «земля» питающего напряжения как у приемника, так и у передатчика. Исключение может быть сделано в том случае, когда применяемое напряжение не превышает определенных значений (см. радел «Описание стандарта EIA485 (RS485) »).

На практике это означает, что часто производители производят подключение земли питающего напряжения и оставляют линию «земля» в приборе под плавающим потенциалом. Земляной (нулевой) провод линии должен подключаться к нулевой точке питающего напряжение со стороны передающего устройства в большинстве систем DMX512 (за исключением передающих устройств на аккумуляторном питании, тестеров и т.п.). Это необходимо делать из соображений ослабления влияния внешних помех и увеличения электробезопасности.

Стандарт EIA485 также определяет, что линия с другого конца может подключаться к нулевой точке принимающего устройства. Это обычно может привести к возникновению ряда специфических проблем при использовании систем большого масштаба - от ошибок в приеме сигнала до катастрофических сбоев.

При установке сети DMX512 важно заранее определить, у каких устройств экранирующий кабель подключен к нулевой точке электрического питания, а у каких - нет. Это можно сделать, просто проверив проводимость между штырьком 1 разъема DMX и нулевой точкой прибора (или корпусом).

В том случае, если все устройства (за исключением передающего устройства - консоли) изолированы от нулевой точки питающего напряжения, обычно не требуется проводить какие-либо действия по обеспечению надежной работы системы. В том же случае, когда одно или несколько устройств подсоединяются к нулевой точке, может оказаться необходимой установка специальной изолирующей схемотехники на часть сети DMX512 или на всю сеть в целом.

Ошибки в данных, возникающие в результате плохого заземления.

В том случае, когда используемое оборудование широко рассредоточено в различных залах одного большого здания и на прилегающей к нему местности, между локальными точками заземления могут возникать значительные разности потенциалов. Это происходит из-за того, что по проводам заземления в общую точку заземления текут токи. При этом следует принимать во внимание, что эта точка может быть расположена на значительном удалении (например, на трансформаторе подстанции).

Стандарт EIA485 определяет, что разность потенциалов между нулевыми точками линий передающего и принимающего устройств может находиться в диапазоне от +12 В до -7 В. Это напряжение может быть приложено между проводом с данными и локальной точкой заземления принимающего или передающего устройства без каких-либо последствий. Если величина этого напряжения выйдет за рамки указанного диапазона, резко возрастет вероятность ошибок и сбоев устройств EIA485.

Проблемы безопасности, возникающие при ненадежном заземлении.

В том случае, если происходит возникновение неисправности в каком либо приборе (например, в прожекторе) и при этом сам прибор и диммеры заземлены неправильно, то у тока, текущего в точку заземления остается единственный путь - по экрану кабеля DMX512. При большой величине этого тока кабель DMX512 может взорваться в прямом смысле этого слова. Кроме того, в этой ситуации очень велика вероятность разрушения всей схемотехники, которая подключена к линии. Такие случаи действительно имели место.

Когда передающее и принимающее устройства (консоль и диммеры) находятся в непосредственной близости друг от друга и подключены к одной и той же линии электрической сети, возникновение такой ситуации маловероятно. Однако ситуация может быть очень серьезной в том случае, если диммеры питаются от другой линии, или, что еще хуже, от отдельного генератора с неправильным заземлением.

Применение оптической изоляции для надежного заземления.