X4L - wzmacniacz z DSP z serii X
Biznes „nagłośnieniowy” – w porównaniu z innymi dziedzinami techniki (np. przemysłem samochodowym, czy ...
W poprzednich dwóch odcinkach cyklu omawialiśmy urządzenia wchodzące w skład systemu, które w taki czy inny sposób zajmują się obróbką sygnału (wzmacniają, rozdzielają lub łączą sygnał DMX itp.), czyli stanowiące - używając terminologii anglosaskiej - processing equipment. W tym numerze zajmiemy się nie mniej ważnymi składnikami, często niestety niedocenianymi, tj. kablami i złączami. Zacznijmy od tych pierwszych.
KABLE SYSTEMU DMX
Jeszcze kilkanaście lat temu wśród producentów sprzętu oświetleniowego, konkretnie urządzeń przystosowanych do pracy w systemie DMX, trwał spór dotyczący rodzaju kabli, którymi przesyłane są dane DMX. Spór ten dotyczył konkretnie tego, czy stosować 3-, czy 5-pinowe złącza XLR, co przekładało się na rodzaj stosowanych kabli - dwie czy jedna para przewodów.
"Puryści" twierdzili, że skoro w specyfikacji protokołu DMX512 zalecane jest stosowanie 5-pinowego złącza XLR i przewodu dwuparowego, to znaczy, że takie kable trzeba stosować. "Niskokosztowcy" natomiast uważali, że skoro do transmisji danych DMX-owych używana jest tylko jedna para przewodów, a druga nie jest wykorzystywana, to nie ma sensu stosować droższych kabli dwuparowych, a także złączy 5-pinowych, skoro wystarczą 3-pinowe. Mało tego, takie przewody "nagminnie" wykorzystują przecież dźwiękowcy, więc dlaczego nie "wypożyczyć" ich od nich?
Niestety, to nie do końca jest racja. XLR-owe przewody dźwiękowców wykorzystywane są do transmisji sygnałów audio w paśmie 20 Hz-20 kHz. Sygnał DMX to sygnał cyfrowy, w formie fali prostokątnej (a więc o dużej zawartości wyższych harmonicznych i potrzebie szerokiego pasma), wymagający przepływności rzędu 250 kbitów/sekundę.
Na szczęście cała debata zakończyła się w 2004 roku, kiedy pojawił się nowy standard DMX512-A, a przynajmniej powinna była się zakończyć. Niestety, do dziś "niskokosztowcy" wciąż propagują swoje idee i, co gorsza, sami korzystają ze standardowych kabli symetrycznych audio, zwłaszcza że wciąż wielu producentów daje im do ręki argument w postaci instalowania w swoim sprzęcie nie tylko "obowiązujących" gniazd 5-pinowych, ale też i 3-pinowych XLRów.
My jednak przyłączamy się do głosów propagujących właściwe okablowanie i złącza, które obecnie jest nie tylko "zalecane", ale wręcz "wymagane". Standard DMX512 jest bardzo wrażliwy na typ i rodzaj stosowanych kabli. Wymogiem jest korzystanie z ekranowanych kabli, złożonych z dwóch par skręconych ze sobą przewodów oraz dodatkowego ekranu z foli aluminiowej.
Kable takie powinny też charakteryzować się małą pojemnością pomiędzy przewodnikami oraz impedancją charakterystyczną (falową) w granicach 85-150 Ω (preferowane 120 Ω). Dla długich połączeń kable powinny charakteryzować się żyłami 7/0,2 (7 nitek przewodów o średnicy 0,2 mm2 w pojedynczej żyle). Kable powinny być chronione płaszczem z PVC, PTFE, poliuretanu lub polietylenu.
W zależności od zastosowania mogą też być dodatkowe wymagania w stosunku do przewodów DMXowych, np. zdolność do pracy w wysokiej temperaturze dla kabli instalowanych w okolicach podwieszanych urządzeń oświetleniowych. Maksymalna długość połączeń kablowych wynosi 300 m, bez konieczności używania urządzeń wzmacniających sygnał (wzmacniaczy dystrybucyjnych). Przy krótszych połączeniach można wykorzystywać kable z cieńszymi żyłami, aczkolwiek trzeba liczyć się z tym, że są one mniej wytrzymałe mechanicznie.
W przypadku montowania wtyków istotną sprawą jest, aby nie przylutowywać ekranu do obudowy wtyku. Ekran powinien być zamocowany tylko do pinu 1 we wtyku XLR, co pozwoli zminimalizować ryzyko pojawienia się pętli masowych (jako że urządzenia łączone za pomocą takiego przewodu z dużym prawdopodobieństwem będą miały masę połączoną z uziemieniem, w celu zmniejszenia ryzyka porażenia prądem).
Odpowiedni schemat połączeń żył kabla DMXowiego do 5-pinowego wtyku XLR przedstawiony jest w tabeli poniżej. Kolorystyka żył jest przykładowa, ta akurat odpowiada kablom firmy Belden. Inni producenci mogą mieć własny, odmienny od przedstawionego, sposób kolorowego kodowania żył.
Do bezpośredniego lutowania do wtyków XLR powinno używać się wyłącznie kabli, w których żyły są w formie linki (kilka cienkich drucików w jednej wiązce). Kable z żyłami o jednym przewodzie nie są dostatecznie wytrzymałe do takich zastosowań. Są to np. kable Ethernetowe Cat 5 czy Cat 6. Czy to oznacza, że nie nadają się one do transmitowania sygnałów DMX?
CAT 5, CAT 5E, CAT 6
Wprost przeciwnie, można je z powodzeniem używać jako przewody DMXowe, pod tym wszakże warunkiem (o którym pisałem przed chwilą), że nie będziemy ich przymocowywać bezpośrednio do końcówek wtyku XLR. Co w takim razie z nimi zrobić? Kable Ethernetowe są z "natury" dostosowane do mocowania w złączach typu RJ45, i tak też należy je konfekcjonować. "Przejścia" z formatu RJ45 na XLR możemy zaś dokonać za pomocą adapterów XLR/RJ45, produkowanych przez firmę Neutrik i ogólnie dostępnych na rynku.
Stosowanie kabli Ethernetowych, szczególnie w instalacjach stałych, ma jeszcze inną zaletę - jest "przyszłościowe". Za parę lat z dużym prawdopodobieństwem transmisja za pomocą protokołu DMX, szczególnie na większe odległości, np. w obrębie całego budynku lub kompleksu budynków, zostanie zastąpiona przez protokoły oparte na Ethernecie, jak np. opisywany już przez nas w numerze 6/2010 Art-Net.
Dzięki temu uniknie się kosztownej wymiany całego okablowania w być może ogromnym budynku, a przecież zainstalowanie w obecnych czasach okablowania strukturalnego (np. Cat 6, albo jeszcze lepiej Cat 7) nie jest wcale droższe. W zasadzie nawet tańsze, gdyż koszt skrętki jest niższy, niż dobrej jakości kabli DMXowych.
Trzeba się jednak liczyć z tym, że pewne reguły Ethernetowe różnią się znacznie od DMXowych. Oczywiście, inny rodzaj złącz nie stanowi problemu, gdyż te można wymienić "bezboleśnie" i stosunkowo szybko (czego nie można powiedzieć o wymianie okablowania).
Kwestią, na którą należy zwrócić uwagę, jest maksymalna odległość między kolejnymi urządzeniami - w przypadku protokołu Ethernet jesteśmy ograniczeni do 90 m (dla DMX maksymalna długość połączeń wynosi 300 m). Kolejną kwestią jest topologia połączeń - w DMXie stosuje się raczej połączenia typu daisy-chain, czyli łańcuchowego (od jednego do drugiego, itd.), podczas gdy sieci Ethernetowe oparte są w znakomitej większości przypadków na topologii gwiazdy.
Nie są to jednak problemy nie do przeskoczenia. Nic bowiem nie stoi na przeszkodzie, aby konfigurację sieci DMXowej zrealizować na podobieństwo topologii gwiazdy (centralny patch-bay w "centrum dowodzenia" - będziemy o tym pisać w jednym z najbliższych odcinków).
Trzeba też pamiętać, aby nie stosować dłuższych połączeń, niż 90 m. W takiej sytuacji, w razie konieczności, przesiadka z systemu DMX na Ethernetowy (w kwestii okablowania oczywiście) wiąże się tylko z koniecznością wspomnianej wcześniej wymiany złączy z XLR na RJ45, a nawet i to nie, gdyż, jak pamiętamy, złączy XLR nie lutujemy bezpośrednio do żył jednoprzewodowych, a takie głównie możemy spotkać w kablach Cat. Jeśli więc już na wstępie położymy zamiast kabli DMX okablowanie Ethernetowe, korzystając póki co z przejściówek RJ45/DMX, w przypadku zmiany systemu musimy tylko "pozbyć" się owych przejściówek. I po sprawie!
Do niedawna stosowane kable Cat 5 zostały już w zasadzie całkowicie wyparte przez Cat 5e, zaś te powoli również wypierane są przez Cat 6, i w zasadzie obecnie dobrze jest stosować właśnie "szóstki". Zasadnicze różnice pomiędzy kablami Cat6 a Cat5e to lepsza jakość transmisji oraz szersze pasmo tych pierwszych - ze 100 MHz dla Cat 5e do 200 MHz dla Cat 6. Poprawiono też stosunek sygnał/szum, co zwiększa niezawodowość transmisji w sensie mniejszego prawdopodobieństwa wystąpienia błędów transmisji.
Na koniec kilka słów o
INSTALOWANIU I PROWADZENIU OKABLOWANIA
głównie rzecz dotyczyć będzie instalacji stałych. W przypadku nowych budynków okablowanie DMX będzie niewątpliwie miało towarzystwo w postaci okablowania innych mediów: dźwięku, wideo, telekomunikacyjnego, sterującego. Z wideo, telekomunikacją itp. nie ma problemu, podobnie jak z przewodami głośnikowymi, jednak przewody DMX (i inne cyfrowe) dobrze jest izolować od przewodów prowadzących analogowe sygnały audio o poziomach liniowych. I to bynajmniej nie z powodu złego wpływu tychże na "światło" czy "wideo", ale wręcz przeciwnie - sygnały cyfrowe płynące w przewodach sterujących oświetleniem czy multimediami mogą powodować słyszalne "kliki" w systemach nagłośnieniowych niższej jakości.
Oczywiście, całe te opisane wcześniej "towarzystwo" trzymamy możliwe jak najdalej od kabli energetycznych i zasilających (w odległości co najmniej 60 cm jedne od drugich), a jeśli już muszą się one ze sobą przeciąć w bliskiej odległości, upewnijmy się że, skrzyżowanie to będzie przebiegało pod kątem prostym, aby ograniczyć do minimum możliwość zakłóceń interferencyjnych indukowanych w kablach sygnałowych.
W kolejnym odcinku powrócimy do tematu składników systemu DMX, powiemy m.in. co to są te tajemnicze DMX universe (czyli po naszemu linie DMXowe) oraz spróbujemy wgłębić się nieco w temat bezprzewodowego DMXa (wireless DMX).
Jacek Sitarski
Przy przygotowaniu artykułu autor korzystał z książki "Practical DMX" Nicka Mobsby’ego.
