DMX. Co, jak, z czym i dlaczego?

Gdzieś pomiędzy tymi dwiema skrajnościami, aczkolwiek bliżej „końca” niż „początku”, znajduje się protokół DMX, czyli Digital MultipleXed Protocol. Choć nie jest to bynajmniej nic nowego ani też nowatorskiego, nie każdy – zwłaszcza ktoś będący u początku swojej drogi oświetleniowca – wie, co to tak naprawdę jest, jak działa i „czym się to je”, a nawet jeśli zna te podstawowe informacje, być może chciałby poszerzyć swoją wiedzę na ten temat. W tym artykule postaramy się w skondensowanej formie przedstawić najważniejsze informacje dotyczące protokołu DMX.
Na początek

TROCHĘ HISTORII

Zanim na dobre systemami sterowania zaczęła rządzić technika cyfrowa, przesyłanie odpowiednich sygnałów sterujących urządzeniami oświetleniowymi odbywało się w domenie analogowej. Systemy analogowe mają tę przewagę nad cyfrowymi, że są… proste – tak w obsłudze, serwisowaniu, jak i w zrozumieniu zasady ich działania. Bo cóż tu jest do rozumienia? Napięcie jest albo go nie ma (urządzenie jest włączone lub nie), lub też ma swoją określoną wartość, która odpowiada wartości napięcia, jakie dostarczone ma być do urządzenia, aby zaświeciło z pożądaną jasnością (sterowanie dimmerami). Sprawa nieco, ale tylko nieco, skomplikowała się, gdy weszły do użytku urządzenia, w których nie tylko można było zmieniać jasność ich świecenia, ale również kolor, a także sterować zdalnie ich ustawieniem.

Tu jednak też wszystko było jasne i czytelne, gdyż sterowane było to napięciowo (lub prądowo), a więc odpowiedniej wartości napięcia (prądu) sterującego odpowiadało wcześniej zdefiniowane „działanie” urządzenia. Również serwisowanie systemów analogowych nie nastręczało zbytniego problemu i, prawdę powiedziawszy, sam użytkownik – za pomocą popularnych przyrządów, takich jak woltomierz czy nawet bateryjka i żarówka – bez konieczności interwencji wykwalifikowanego serwisanta, mógł zdiagnozować, dlaczego dany kanał przesyłowy nie działa tak, jak powinien. Wystarczyło stwierdzić, czy na końcu kabla napięcie występuje czy nie, a jeśli tak, to zmierzyć, jaka jest jego wartość i czy odpowiada ona właściwej dla danego ustawienia urządzenia sterującego.

We współczesnych systemach już nie jest to takie proste i aby zdiagnozować, gdzie jest problem, nie obejdzie się bez o wiele bardziej specjalistycznego sprzętu niż żaróweczka czy choćby woltomierz napięcia stałego (bądź multimetr). Niełatwo też, w kilku zdaniach, wytłumaczyć komuś zupełnie „zielonemu” zasadę funkcjonowania oraz obsługę tychże systemów.

To jednak tylko jedna strona medalu – gdyby współczesne systemy, takie jak DMX, A-Net, RDM czy ACN, oprócz większego skomplikowania i złożoności obsługi nie oferowały nic więcej, do dziś nie znalazłoby się zapewne zbyt wielu chętnych do zajmowania się droższymi i bardziej skomplikowanymi urządzeniami cyfrowymi, skoro mamy sprawdzone i znane od podszewki oraz często tańsze „analogi”.

Gdy z biegiem czasu systemy oświetleniowe zaczęły się coraz bardziej rozrastać, a liczba urządzeń niezbędnych do osobnej regulacji przekraczała kilkadziesiąt, zwykłe przesyłanie sygnałów sterujących typu „punkt-punkt” (tzn. od nastawni do konkretnego urządzenia, a w zasadzie dimmera) zaczynało być zbyt uciążliwe. Wymagało to sporej liczby kabli i o ile w systemach stacjonarnych, tj. w teatrach, operach itp., było to jeszcze do zaakceptowania, o tyle w systemach przenośnych, czyli używanych podczas koncertów, wydłużało nadmiernie czas instalacji oraz utrudniało życie ekipie technicznej. Dodatkowo stosowanie różnorakich złączy, często niezbyt odpornych na nieustanne wpinanie i odłączanie (zwłaszcza w wielopinowych gniazdach kabli multicore’owych), powodujące konieczność stosowania różnych przejściówek i konwerterów, potęgowały ten efekt, tak że nawet w teatrach pomieszczenia operatora światła bardziej zaczynały przypominać magazyn kabli i wtyczek niż miejsce pracy.

Na początku lat 80. ubiegłego stulecia pojawił się więc pomysł, aby połączenie między sterownikiem a urządzeniami na scenie realizować za pomocą minimalnej liczby kabli, a najlepiej tylko jednego. I tak pojawiły się analogowe systemy multipleksowania sygnału, które – niestety – każdy rozwijał i wdrażał po swojemu. Dopóki więc użytkownik pracował w obrębie systemu opartego na urządzeniach tej samej firmy, wszystko grało. Ale przecież po to jest wolny rynek i wybór, jaki on oferuje, aby z niego korzystać, tzn. wybierać to, co w moim mniemaniu jest najlepsze, zarówno cenowo, jak i jakościowo. Dlatego użytkownicy chcieli np. korzystać ze sterowników ADB, ale już dimmery woleli kupować np. Stranda. I wtedy znów zaczynał się problem, nie tylko już z innymi rozwiązaniami gniazd i wtyków, ale i formatami sygnałów. Problemu też nie rozwiązały pierwsze systemy cyfrowe, gdyż znów producenci wdrażali je bez oglądania się na konkurencję, która system oparty na podobnych zasadach zaprojektowała jednak w nieco inny sposób. Trzeba było znów korzystać z przejściówek, konwerterów formatów, co nie tylko zwiększało koszty, ale przede wszystkim znów „zagracało” system.

Tych najbardziej znanych systemów z multipleksowaniem sygnałów sterujących, zarówno analogowych, jak i cyfrowych, było (i jest, bo wciąż można je spotkać np. w mniejszych teatrach, operach itp.) kilka, a najważniejsze z nich to D54 (analogowy protokół wprowadzony i rozwijany przez firmę Strand Lighting, który pozwalał na przesyłanie jednym kablem typu mikrofonowego do 384 kanałów), PMX (protokół firmy Pulsar, wykorzystujący 5-pinowe wtyki XLR), CMX (pierwowzór DMX-a, z którego się on „zrodził”, wprowadzony przez Colortran), SMX (kolejne „dziecko” Strand Lighting, tym razem wykorzystujące technologię cyfrową), Compulite – (własny cyfrowy protokół przesyłania wielokanałowego sygnałów sterujących izraelskiego producent sterowników), S20 (pomysł belgijskiej firmy ADB Lighting, który w domenie analogowej, za pomocą złączy 5-pinowych XLR, mógł przesłać maksymalnie 480 kanałów), Avab (szwedzki, również analogowy protokół, pozwalający na przesyłanie do 256 kanałów) i K96 (protokół cyfrowy, zaprojektowany pierwotnie przez amerykańską firmę Kliegl, dzięki któremu można było kontrolować pracę – uwaga! – nawet 10.000 dimmerów za pośrednictwem 480 kanałów sterujących).

STANDARYZACJA

Wymienione wyżej, oraz inne, protokoły nie mogły bezkonfliktowo współpracować ze sobą, a tylko w ramach urządzeń danego producenta. Nie do końca o to chodziło użytkownikom zmęczonym mnogością formatów, sygnałów i złączy. Toteż w końcu United States Institute of Theatre Technology (USITT) wzięto byka za rogi i postanowił wprowadzić standard, który każdy z producentów mógł rozwijać we własnym zakresie i w swoich urządzeniach, ale mający cechy pozwalające na bezkonfliktową współpracę tych różnych urządzeń. Bazując na Colortranowskim standardzie CMX USITT stworzył podwaliny standardu DMX512.

Za datę narodzin DMX-a można przyjąć rok 1986. Powstały pod nazwą „USITT DMX512 Standard” protokół miał w swoich założeniach zapewniać transmisję wielu kanałów na duże odległości. W 1990 roku USITT dokonał pewnych korekcji specyfikacji standardu, co sprawiło, że protokół stał się łatwiejszy w implementacji. Można przyjąć rok 1990 za przełom, nie tylko we wdrażaniu systemu DMX, ale wręcz w historii systemów oświetleniowych. Od tego bowiem momentu na rynku rozpoczął się wykwit nowych firm, produkujących stosunkowo niedrogie urządzenia oświetleniowe z zaimplementowanym protokołem DMX512/1990, a firmy, które już wcześniej zainteresowały się nim, poszerzyły znacząco asortyment swoich produktów supportujących ten protokół. Dzięki temu urządzenia, dotychczas często horrendalnie drogie i mocno skomplikowane, a przy tym sporych rozmiarów, stały się nie tylko „przyjaźniejsze” w transporcie, instalacji i – w pewnym sensie – obsłudze, ale również osiągalne dla przysłowiowego „Kowalskiego”, który chciał działać w branży oświetleniowej.

W roku 2004 nastąpiła kolejna „rewizja” założeń i specyfikacji standardu, w efekcie czego w roku 2005 pojawił się stary/nowy standard DMX512-A, będący obecnie w powszechnym zastosowaniu. Czemu stary/nowy? Nowy, gdyż poczyniono w nim pewne zmiany w stosunku do DMX512/1990, a stary, gdyż jego założenia i główny „powód” istnienia jest niezmienny od momentu narodzin w 1986 roku – przesyłanie 512 niezależnych kanałów za pomocą pary skręconych przewodów. I… to w zasadzie cała „filozofia”.

CECHY DMX

Z racji tego, że nierzadko jeszcze możemy natknąć się na protokół DMX w standardzie z 1990 roku, omówimy sobie cechy i właściwości tegoż właśnie standardu (USITT DMX 512/1990), a następnie powiemy, co nowego pojawiło się w obecnie używanym standardzie DMX512-A z 2004 roku.

Na początek wypunktujemy sobie najistotniejsze cechy i właściwości protokołu DMX512:

1. Jedna linia DMX-owa (universe) pozwala na przesyłanie „w dół” do 512 kanałów za pomocą jednego kabla DMX-owego. Oczywiście takich linii może być kilka – każda będzie przesyłać 512 kanałów – przy czym każda będzie wymagała osobnego kabla.

2. Jedną linią (kablem) możemy sterować maksymalnie 32 odbiornikami, czyli urządzeniami oświetleniowymi, przy czym im ich mniej, tym lepiej.

3. Dane DMX są odświeżane ok. 44 razy na sekundę, dlatego też do przesyłania sygnałów DMX wymagane są kable wysokiej jakości, pozwalające na bezproblemową transmisję sygnałów wysokoczęstotliwościowych (średni czas odświeżania danych przeważnie wynosi ok. 25 razy na sekundę).

4. DMX nie jest protokołem z kontrolą błędów, gdyż sygnały są przesyłane tylko w jednym kierunku, a więc nie ma możliwości uzyskania „odpowiedzi” od odbiorników w celu zweryfikowania poprawności odebrania danych.

5. Standard DMX nakazuje, aby w przypadku utraty połączenia odbiornik utrzymywał ostatnie prawidłowo odebrane dane przez 1 sekundę. Niestety standard nie definiuje, co powinno się wydarzyć po upływie tego czasu.

6. Dane są wysyłane jako „elektroniczna wiadomość”, toteż muszą być wzmacniane, a w szczególności łączone, również na drodze elektronicznej. Oznacza to, że wszelakie fizyczne łączenie czy linkowanie przewodów, tak jak w przypadku sieci i sygnałów analogowych, NIE MOŻE mieć tutaj miejsca (nie stosujemy na przykład tzw. kabla Y).

7. Sygnały DMX muszą być traktowane z „szacunkiem”. Większość problemów powstałych podczas pracy z siecią DMX wynika ze złego zaplanowania bądź zainstalowania systemu lub używania kabli do tego nie przeznaczonych, np. zwykłych mikrofonowych.

8. Na końcu linii DMX-owej ostatnie urządzenie w szeregu musi być wyposażone w terminator. Jest to niewielki rezystor łączący dwa przewody, którymi płyną sygnały cyfrowe, którego zadaniem jest przeciwdziałać szkodliwym odbiciom na końcach linii (o tym za miesiąc).

9. Szczególną uwagę należy zachować przy długich połączeniach, aby rezystancja przewodów była na tyle mała, żeby uniknąć zbyt dużego spadku napięcia na całej jego długości (a więc strat sygnału). O prawidłowym prowadzeniu długich połączeń – o spliterach, boosterach i repeaterach – będzie mowa w kolejnym artykule.

Wygląda to trochę jak „DMX-owe 9 przykazań” (zawsze to jedno mniej niż „zwykle”), ale warto je znać.

STRUKTURY PROTOKOŁU DMX

DMX w gruncie rzeczy „pochodzi” od dobrze znanego standardu przemysłowego RS485. Standard ten definiuje sposób transmisji sygnału, i w tej kwestii mówi, że dane są przesyłane „w dół” za pomocą pary przewodów. Dodatkowy przewód (może być np. w formie ekranu) określa punkt (napięcie) odniesienia dla tych dwóch „sygnałowych”. Oczywiście to nic innego, jak znane nam z sieci komputerowych połączenie symetryczne, które charakteryzuje się dużą odpornością na zakłócenia (i to jest jego najważniejsza cecha). Wspomniane wcześniej dwa przewody kabla DMX-owego definiowane są jako Dane– (Data Complement) i Dane+ (Data True), a to oznacza, że sygnały w nich płynące są względem siebie w przeciwfazie. Trzeci przewód (common) nazywamy masą albo – rzadziej – wspólnym. Dwa przewody sygnałowe są ciasno ze sobą skręcone, a masa wykonywana jest w formie oplotu, stanowiącego jednocześnie ekran poprawiający odporność przewodów sygnałowych na zakłócenia i powstawanie szkodliwych interferencji. W kablach DMX-owych mamy jeszcze jedną taką parę przewodów, również definiowanych jako Data Complement i Data True, które jednak w standardzie DMX512 nie mają wyznaczonej „roli”.

DMX to oczywiście cyfrowy protokół i takiego też formatu sygnały są za jego pomocą przesyłane. To oznacza, że w przewodach – teoretycznie – pojawiają się tylko dwa stany – 0 (odpowiadające napięciu 0 V) oraz 1 (napięcie +5 V). Ponieważ sygnały płynące w przewodach kabla DMX-owego są w przeciwfazie, toteż gdy w jednym z nich będzie 5 V, w drugim pojawi się 0 V, i na odwrót. Dzięki temu odporność na zakłócenia takiego typu sygnału jest o wiele większa niż analogowego, ale bynajmniej też ograniczona. Odbiornik na wejściu bardziej „interesuje” różnica pomiędzy tymi sygnałami niż ich wartość bezwzględna, toteż nawet jeśli w sygnałach pojawią się szumy czy zakłócenia, w obu żyłach będą one jednakowe (a przynajmniej bardzo zbliżone), a więc odbiornik niejako „zignoruje” je.

Każdy protokół komunikacyjny musi mieć zdefiniowany zestaw kodów pozwalających odbiornikowi na zdekodowanie zawartych w sygnale informacji. Każdy z tych kodów składa się z „porcji” informacji, toteż pojedynczą wartość napięcia sygnału (logiczne zero albo jedynkę) nazywa się „bitem” informacji. Oczywiście odstępy czasowe pomiędzy tym bitami muszą być ściśle określone, aby odbiornik mógł prawidłowo zdekodować sygnał (bez tego nie będzie wiedział, czy wysoki stan napięcia to tylko jeden bit o wartości 1, czy już kilka takich jedynek). W przypadku sygnału DMX odstęp taki również jest zdefiniowany i wynosi 4 µs.

Każdy kod składa się z 8 bitów, co w sumie składa się na jeden bajt. Za pomocą jednego bajtu możemy zakodować maksymalnie 256 różnych wartości sygnału, a to oznacza, że np. parametry (bądź wartości) konkretnego sygnału mogą przyjmować wartości od 0 do 255 (np. intensywność światła, obrót głowicy, zmiana koloru). W sygnale DMX oprócz 8 bitów danych (naszego bajtu niosącego informację) mamy jeden bit startu (0) i dwa bity końca (stop 1), co w sumie – wraz z 8 bitami danych – tworzy jedną ramkę sygnału DMX (DMX frame).

Trzeba pamiętać (a żeby pamiętać, to najpierw trzeba wiedzieć), że DMX jest standardem ASYNCHRONICZNEGO przesyłania danych, co oznacza, że ramki mogą być przesyłane w każdej chwili, gdy tylko linia jest w stanie bezczynności (idle). To również oznacza, że zegar albo kod czasowy jest raczej „wbudowany” w sygnał zawierający dane, niż wysyłany jako oddzielny sygnał. Pozwala to konsoletom, podczas „pracochłonnych” czynności, wstawiać na linii DMX-owej stan wysoki (idle), kiedy są zbyt zajęte, aby odświeżać dane DMX, jeśli parametry nie ulegają żadnym zmianom. To z kolei pozwala utrzymywać aktualny stan sygnału DMX w odbiornikach bez żadnych zmian.

DMX UNIVERSE

to inaczej – stosując nomenklaturę polską – po prostu linia DMX-owa. Każda linia DMX-owa zawiera 513 bajtów. Pierwszy bajt – zgodnie z tym co przeczytaliśmy wcześniej – to Start Code, po którym następuje 512 bajtów danych, które są wysyłane „w dół” (oznacza to, że dane te wędrują tylko w jedną stronę – DMX to protokół z przesyłaniem jednokierunkowym – „unidirectional”). Oczywiście system nie musi być ograniczony tylko do jednej linii – jeśli konsoleta ma takie możliwości, może obsługiwać 2, 3 czy nawet kilkanaście linii.

W przypadku pracy z jedną linią temat jest prosty – wszystko jest jasno i wyraźnie określone (każdy odbiornik DMX-owy musi mieć nadany swój, jeden z 512 adresów). Jeśli linii jest więcej, trzeba mądrze rozplanować dystrybucję sygnałów w takim systemie. O ile np. z jednej konsolety sterujemy tylko światłem konwencjonalnym (dimmerami), a z drugiej urządzeniami inteligentnymi, też nie ma jeszcze „tragedii”. Gorzej, gdy cały „majdan” jest sterowany z jednej konsolety, ale z której wychodzą 3 linie DMX-owe. Zachowanie w tym przypadku porządku i logiki przy instalowaniu systemu to klucz do tego, aby nie zginąć w całym tym „bałaganie”.

NADAJNIKI I ODBIORNIKI DMX

Jak już wspomniałem, sygnał w systemie DMX wędruje tylko w jednym kierunku, a więc będziemy mieć do czynienia z dwiema grupami urządzeń – nadajnikami i odbiornikami sygnału (jednokierunkowość transmisji w zasadzie wyklucza, aby urządzenie było jednocześnie nadajnikiem i odbiornikiem). Nadajnik jest urządzeniem, które generuje sygnał DMX, i w znakomitej większości będą to konsolety sterujące.

Jeśli nadajników mamy kilka – pracujących w jednym systemie, a więc nie w niezależnych, odseparowanych od siebie – jedynym możliwym rozwiązaniem, gdy chcemy aby te pochodzące z różnych źródeł sygnały trafiały do tego samego zestawu odbiorników, jest stosowanie mergerów.

Aby odpowiedni sygnał trafił do właściwego odbiornika, muszą one być jednoznacznie określone w systemie. Dokonuje się tego za pomocą nadania urządzeniom odpowiednich adresów (adresy mogą się powtarzać, jeśli chcemy jednocześnie i w ten sam sposób sterować cała grupą urządzeń). W urządzeniach starszego typu, zwłaszcza dimmerach, adresy ustawia się za pomocą specjalnych przełączników, np. w formie obrotowych enkoderów lub DIP Switchów.

W nowszych, szczególnie w urządzeniach inteligentnych, adresy ustawia się w Menu urządzenia, przeważnie z wykorzystaniem wbudowanego wyświetlacza.

Odbiorniki mają gniazda oznaczone jako „IN” i „THRU”. Pierwszy z nich odbiera dane DMXowe (do niego podłączmy kabel z konsolety bądź poprzedzającego urządzenia), zaś „THRU” (Through) to przeważnie gniazdo pasywnie zlinkowane z gniazdem „IN”, z którego podajemy sygnał DMX dalej, na kolejne urządzenie (jeśli jest ono ostatnie wspinamy tam terminator – o czym napiszę więcej w kolejnym artykule). Dzięki temu nawet jeśli urządzenie nie ma załączonego zasilania, dane mogą trafić do kolejnych urządzeń w systemie. Przykład prostego systemu z połączeniem „punkt-punkt” (a więc z jednego urządzenia do drugiego) pokazuje rysunek obok. Wadą takiego połączenia jest to, że w przypadku problemów w którymkolwiek punkcie sieci (odłączenie wtyku czy przerwanie kabla) cały system może nam się „wysypać”.

TERMINATORY, SPLITTERY, WZMACNIACZE DYSTRYBUCYJNE

Terminator to takie małe urządzonko, którego zadaniem jest redukcja odbić od końców linii, które mogą mieć bardzo negatywny wpływ na sygnał, z jego całkowitą destrukcją włącznie. Wynika to stąd, że w pewnych niesprzyjających okolicznościach sygnał odbity może mieć poziom porównywalny z sygnałem biegnącym w przewodzie, przy czym fazę przesuniętą o 180°, co spowoduje niemalże całkowite wytłumienie sygnału użytecznego.

Terminatory powinniśmy instalować na końcu każdej linii DMXowej. Może to być zwykły wtyk XLR5, w którym między złącza 2 i 3 przylutowano rezystor, np. o rezystancji 120 Ω. Wystarczy wtedy taki wtyk wetknąć do gniazda THRU lub OUT ostatniego urządzenia w szeregu połączonych ze sobą dimmerów, głowic czy innego sprzętu, i po kłopocie. Czasami urządzenia mają wbudowany terminator, który wystarczy tylko załączyć odpowiednim przełącznikiem, i... już. Pamiętać tylko trzeba, aby zrobić to w ostatnim z urządzeń. Zbyt duża liczba terminatorów w jednej linii może być bowiem równie szkodliwa, jak brak terminatora. Efektem „wizualnym” tego może być dziwne, nieobliczalne zachowywanie się głów, dimmerów i innych urządzeń w linii, bądź – w skrajnym przypadku – totalny brak reakcji z ich strony na sygnały sterujące.

Sygnał DMX to złożony, cyfrowy sygnał elektroniczny, który nie może być tak po prostu rozdzielony, np. za pomocą tzw. kabla Y, czyli takiego, w którym sygnał wychodzi jednym przewodem (lub jedną parą przewodów), po czym jest „na żywca” rozdzielony na dwa przewody (lub dwie pary). Owszem, z elektrycznego punktu widzenia w obu takich przewodach popłynie ten sam sygnał, ale nie tutaj tkwi problem. DMX512 jest wysoce czuły na właściwe połączenia kablowe w sieci, co konkretnie przekłada się na właściwy rozkład impedancji. Dlatego, podobnie jak w technice wideo, jak również w koncertowych systemach dźwiękowych, jeśli chcemy jeden sygnał podzielić na kilka takich samych, nie obejdzie się bez specjalnych urządzeń zwanych splitterami.

Równie często używa się też nazwy distribution amplifiers, czyli wzmacniacze dystrybucyjne, które – choć nazwa sugeruje inaczej – często są tym samym, co splittery. Co prawda splitter w „czystej formie” tylko dzieli jeden sygnał wchodzący na kilka wychodzących, a wzmacniacz dystrybucyjny oprócz tego również wzmacnia sygnały, które z niego wychodzą, ale nazwy te są stosowane zamiennie, choć w większości przypadków urządzenia te działają raczej jak distribution amplifiers, czyli oprócz dzielenia dodatkowo wzmacniają. Dzięki temu za ich pomocą możemy nie tylko rozdzielać strukturę systemu DMX na podsieci, ale również rozbudowywać ją „wzdłuż” – wiadomo bowiem, że sygnał DMX bez dodatkowego wzmocnienia może być przesyłany tylko na ograniczoną odległość.

Dzięki splitterom poszczególne obwody wyjściowe są odseparowane od siebie, tak więc jeśli wystąpi jakiś błąd lub awaria w jednym z obwodów (stref), nie ma to absolutnie żadnego wpływo na działanie urządzeń w pozostałych obwodach. Nie oznacza to jednak, że każdy wzmacniacz dystrybucyjny „z automatu” ma wyjścia izolowane galwanicznie. Niestety wciąż zdarzają się sytuacje, iż dopiero po zagłębieniu się w instrukcję użytkowania dowiadujemy się, czy dane urządzenie faktycznie ma izolowane wyjścia.

MERGERY, MULTIPLEKSERY, REPEATERY

Merger to urządzenie pozwalające na „połączenie” dwóch różnych sygnałów DMX512 w jeden kompozytowy sygnał DMXowy.

Do czego może nam się przydać takie „cuś”? Na przykład, gdy mamy dwie konsolety i dwóch operatorów tych konsolet, a chcemy aby obie pracowały w jednej, wspólnej dla obu sieci DMXowej. Można też za jego pomocą zwiększyć dostępną liczbę kanałów poprzez połączenie dwóch konsolet niejako w jedną. Sytuacja taka przedstawiona jest na rysunku, gdzie dwie 30-kanałowe konsolety są za pomocą mergera zlinkowane, otrzymując w ten sposób 60 kanałów do wykorzystania do sterowania dużym zestawem dimmerów.

Można też wyobrazić sobie sytuację, gdy – dla bezpieczeństwa – łączymy w ten sposób dwie konsole, przy czym obie mają identyczną konfigurację. Jedna z nich jest konsoletą główną, na której realizowane jest obsługiwane wydarzenie, druga stanowi zabezpieczenie w przypadku awarii tej pierwszej.

Zastosowanie mergera to jedyna możliwość połączenia dwóch odrębnych sygnałów DMX w jeden, wysyłany następnie dalej. Dla zachowania bezpieczeństwa podłączonych do mergera urządzeń wiele z nich wyposażonych jest w wejścia izolowane galwanicznie, najczęściej optycznie.

Kolejne dwa urządzenia, ze względu na pewne podobieństwo wrzucone do jednego worka, o których chciałbym teraz napisać, powoli odchodzą w niebyt, bo też i sieci analogowe, z którymi są ściśle powiązane, to już obecnie praktycznie historia. Jednak aby dopełnić obrazu całości składników sieci DMX, oraz z uwagi na to, że może jednak ktoś z Szanownych Czytelników będzie miał okazję się z nimi zetknąć, napiszę kilka podstawowych informacji na ich temat.

Jeszcze parę lat temu (bo obecnie, jak wspomniałem, sporadycznie) mogła zajść potrzeba wykorzystania analogowych dimmerów, podczas gdy wszystkie konsolety to nowe urządzenia z sygnałem wyjściowym w formacie DMX512. Jeszcze rzadsza, ale jednak, mogła być sytuacja, gdy dysponując tylko konsoletą analogową trzeba było w jakiś sposób sterować urządzeniem DMX, np. ruchomą głową (Panie Boże, ratuj!), albo choćby nową maszyną do dymów, wyposażoną tylko w wejście DMX. Inna kwestia to dołączenie do już istniejącej sieci analogowej nowej podsieci, składającej się z nowych DMXowych urządzeń.

Pierwszy z przytoczonych przypadków, gdy DMXowy sygnał z konsolety musiał być zamieniony na analogowy, typowo z zakresu od 0 do +10 V, wymagał użycia demultipleksera, w skrócie nazywanego „demux” (od angielskiej nazwy demultiplexer).

Natomiast multiplekser (w skrócie „mux”) to dużo bardziej skomplikowane urządzenie, tak jak niełatwym jest stworzenie sygnału sterującego DMX ze zwykłego napięciowego sygnału analogowego. Takie bowiem zadanie ma do spełnienia multiplekser. To sprawia, że „muxy” są dużo droższe od „demuxów” i oferują tylko możliwość podłączenia niewielkiej liczby kanałów (w przypadku demultiplekserów zupełnie normalne jest 24, 48 a nawet 72 kanały).

REPEATER

To w zasadzie kolejny synonim urządzenia zwanego splitter bądź distribution amplifier.

Albo inaczej – trudno znaleźć urządzenie, które byłoby tylko splitterem, a nie wzmacniałoby sygnału, albo było tylko wzmacniaczem bądź repeaterem, bo do tego w zasadzie sprowadza się jego funkcja – wzmacniania sygnału, tak aby można go było bez większych strat przesłać dalej, tj. na odległości większe niż standardowe 300 m. W zasadzie więc funkcje te pełni znany nam już splitter/ wzmacniacz dystrybucyjny, i choć można spotkać urządzenia występujące właśnie pod nazwą repeater (patrz zdjęcie), to w tym konkretnym przypadku tak naprawdę jest to splitter (1 x 2) ze wzmacniaczem sygnału.

POŁĄCZENIA

Na koniec słów kilka o połączeniach w sieci DMX, czyli o kablach i złączach. Jeszcze kilkanaście lat temu wśród producentów sprzętu oświetleniowego, konkretnie urządzeń przystosowanych do pracy w systemie DMX, trwał spór dotyczący rodzaju kabli, którymi przesyłane mają być 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). 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 połączoną masę z uziemieniem, w celu zmniejszenia ryzyka porażenia prądem).

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?

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.

Jacek Sitarski