DMX512協議
DMX512協議最先是由USITT(美國劇院技術協會)發展成為從控制臺用標準數字接口控制調光器的方式。DMX512超越了模擬系統,但不能完全代替模擬系統。DMX512的簡單性、可靠性(假如能夠正確安裝和使用的話。┮约办`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,具有在規則基礎上產生的各種奇妙技術。
為了實現燈光與水型的完美結合,DMX512信號協議也逐漸運用到了音樂噴泉控制系統。
DMX512是圍繞工業標準EIA485接口設計的。EIA485屬于接口、電壓、電流等的“電”端。
系統是基于沿著屏蔽導體雙絞線的向下對稱發送而建立的。這種纏繞結構確保所產生的干擾會同樣地作用于兩個信號,因此保證了一致的數字定相。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適的數據導線。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。燈光控制臺通常在一頭作為終端,而另一頭應該只有一個120Ω的電阻。
EIA485規范只支持“雛菊鏈”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,要特別指出的是,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。
通常DMX512控制線采用5針XLR(有時候是3針)連接設備(如表1);母接口適用于發送器,而公接口適用于接收器。連接器的針口分配(表1)
針 線 信號
1 屏蔽 地/0伏
2 內部導體(黒) 數據–
3 內部導體(白) 數據+
4 內部導體(綠) 備用數據-
5 內部導體(紅) 備用數據+
規范中建議用一條兩對導線(4個連接口)來實現屏蔽,雖然只是需要其中一對。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態信息。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“標準”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,增大出錯率并導致符合EIA485的接收器出現故障,這些都是壞消息!
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4祍,所以發送一個幀需要44祍的時間。如果線路要發送一個連續的數據流,則會產生250000b/s的資料率,或稱250k波特。
8位字對于每個調光器允許以0到255的范圍來發送256個獨立級別。
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態(更多的是處于這種狀態)。開始位的出現促使接收器投入工作,后面的8位元資料被掃描且被譯碼(希望如此)。然后接收器等待停止位到來,停止位過后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態,這樣下一個“開始”才能被檢測到。圖1描述了一個幀里面的位電平,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,現在我們只看到了第1個,那么怎樣為所有的調光器處理資料呢?答案是簡單的,只是不斷重復這個過程!
好的,就是那么簡單。不過現在的情況可不是那么簡單了,我們在段上取得了一個數據流,但是沒有辦法辨別哪一幀是屬于哪一個調光器的?础癉MX包”部分的提示。
DMX512“包”
DMX512包是這個標準的核心,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”狀態,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隨“Break”,使線路一直陷入低電平狀態。此時將會非;靵y!一個描述“包”的圖2有助于說明以上問題。
“0”數值表示后面的幀包含調光器級別的信息。另外的255個代碼在規范中沒有定義,但是一些制造商卻使用了其它代碼來發送產品的特殊信息。一個接收了非零開始碼的調光器“將會”忽略包余下的部分,不過要小心,它不會總被檢驗到!
定時總結(表2)
最小 最大
Break 88μs1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,或者在控制臺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。
規范中對于定時設置了一些限制。
從表2可以看出,資料率有很大的擴展性,但是要注意的是,不允許線路狀態持續處于“高”或“低”狀態超過一秒的時間,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號分離中。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)會由于歐姆量的反復變化而不能工作。這樣做容易導致信號的破壞。