Was sind DMX-512 Kanäle?
DMX-512: Datenübertragung in der Lichttechnik bedeutet: Steuerinformationen übertragen. Eine Steuerung findet statt vom Lichtstellpult zum Dimmer, vom Controller zum Farbwechsler, von einem Steuergerät zu einem positionierbaren Scheinwerfer. Bisher war für jeden Steuerkanal (besser gesagt: für jede Steuerungsfunktion) eine Ader nötig, auf der ein Steuersignal übertragen wurde - hier hat sich international die Ansteuerung mit einer proportionalen Spannung von 0 bis +10V durchgesetzt. Das ist praktisch und einfach: Niederspannung lässt sich einfach handhaben, leicht verteilen und im Falle eines Problems auch sehr einfach überprüfen: ein normales Taschenmultimeter, überall für wenige DM verfügbar und jedem Techniker vertraut, reicht dazu aus.
Der zunehmende Einsatz von Multifunktionsscheinwerfern (Scannern) hat die Techniker hier jedoch vor ein Problem gestellt: jedes Gerät benötigt mehrere Kanäle zur Ansteuerung, die Kanalzahlen sind unterschiedlich, die Funktionen auch, und das "Aufsplitten" von Leitungen demzufolge nicht nur umständlich, sondern auch lästig. Zeit also für eine neue Ansteuerung, und da kam eine Norm gerade recht, die das USITT (United States Institute for Theatre Technology) aus des Taufe gehoben hatte: DMX-512.
Übertragungsprotokoll: Die Daten werden asynchron seriell übertragen. Die Pegelwerte für die einzelnen Dimmer werden sequentiell übertragen, beginnend bei Dimmer 1 aufsteigend bis max. Dimmer 512. Vor dem ersten übertragenen Wert wird ein RESET-Signal, gefolgt von einem Startbyte, übertragen. Gültige Dimmerpegel umfassen den Wertebereich 0...255 (00h...FFh). Der Bezug dieser Werte zum aktuellen Dimmer-Ausgangssignal wird nicht definiert und ist Sache des betreffenden Dimmers (kann z.B. durch eine besondere Dimmerkennlinie festgelegt werden).
Im Ruhezustand liegt die Datenleitung auf hohem Potential (MARK). Der aktive Pegel ist Low (BREAK, SPACE); die Begriffe MARK, SPACE und BREAK entstammen der Terminologie serieller Schnittstellen. Die Übertragung beginnt mit einem BREAK, der mindestens 88 us Dauer aufweisen soll (2 Framezeiten). Dieser Break wird als RESET-Signal interpretiert. Alle angeschlossenen Geräte (Empfänger) müssen auf einen RESET reagieren; ein RESET beendet in jedem Falle eine laufende -auch eine nicht abgeschlossene- Übertragung.
Der RESET wird von einem MARK gefolgt, der den Beginn der Datenübertragung signalisiert. Dieser MARK soll eine feste Länge von 8 us nicht unterschreiten. Alle Empfänger müssen in der Lage sein, einen 8 us MARK-nach-BREAK zu erkennen und auszuwerten. Empfänger, die darüber hinaus auch in der Lage sind, einen 4 us MARK-nach-BREAK (gemäß DMX-512 Standard von 1986) erkennen und auswerten zu können, dürfen mit der Bezeichnung "DMX-512/1990 (4us" bzw. "DMX-512/DIN (4us"gekennzeichnet werden.
Im Anschluss hieran werden n+1 Datenbytes gesendet, die die Daten für n Kanäle enthalten. Jedes Byte wird von einem Startbit (SPACE) eingeleitet und mit zwei Stopbits (MARK) beendet; das Übertragungsformat ist also 8N2. Man beachte jedoch, dass eine zu sendende 0 als BREAK, eine zu sendende 1 als MARK gesendet wird. Das erste gesendete Byte wird als Startbyte bezeichnet und hat den festen Wert Null (00h). Um zukünftigen Erweiterungen Rechnung tragen zu können, sind auch von Null verschiedene Startbytes möglich; für Dimmersteuerung ist hingegen Startbyte 0 definiert. Angeschlossene Dimmer müssen also alle nachfolgenden Daten ignorieren, wenn ein anderes Startbyte als Null gesendet wird.
Jede DMX-512-Verbindung unterstützt bis zu 512 Dimmer; eine Mindestzahl ist nicht vorgegeben. Nachdem der letzte gewünschte Wert gesendet wurde, kann die Übertragung abbrechen und die Datenleitung verbleibt auf Ruhepegel (MARK). Mit einem nachfolgenden RESET wird eine neue Übertragung eingeleitet. Zwei aufeinander folgende Übertragungen sollen nicht enger als 1196 us (von Anfang BREAK bis Anfang des folgenden BREAK) aufeinander folgen.
Vorteile: Die Verwendung der DMX-512-Übertragung ermöglicht eine besonders einfache Verkabelung, da alle Empfänger an nur eine einzige Leitung angeschlossen werden. Von Vorteil ist auch die freie Adressierbarkeit der Empfänger.
Nachteile: Die Refreshrate ist bei Betrieb mit allen 512 Empfängeradressen mit weniger als 50 Hz sehr gering, so dass in Praxi ein Betrieb mit weniger Adressen sinnvoll ist. Die Auflösung ist mit 8 Bit auf 0,4% beschränkt. Eine galvanische Trennung zum Sender wird durch die Norm nicht vorgesehen.
Zusätze: Eine DMX-Verbindung erlaubt den Anschluss von bis zu 32 Geräten an einen Sender. Jeder Empfänger darf eine beliebige Zahl von Adressen auswerten. Bei Betrieb mit langen Leitungen oder bei Hintereinanderschaltung vieler Empfänger können sich am entfernten Ende Reflexionen bilden, die die Übertragung beeinträchtigen können. Das letzte Gerät in der Kette sollte daher mit einem Abschlusswiderstand (optimaler Wert: 120 Ohm) versehen werden (siehe Kapitel "Datenübertragung nach RS-485").
Steckverbinder: Wenn Steckverbinder verwendet werden, sind 5-polige AXR-Steckverbinder (XLR-Stecker) zu verwenden. Controller und DMX-Sender sollen female-Steckverbindungen benutzen, empfangende Geräte (Dimmer) sollen male-Steckverbinder benutzen. Auch wenn die Reservepins für eine zweite Verbindung benutzt werden, soll diese Zuordnung beibehalten werden. Nicht genormt, aber vielfach eingesetzt wird auch die 3-polige AXR (XLR)-Verbindung, da dies die Benutzung vorhandener Leitungen vereinfacht (zu den Qualitätsanforderungen an die verwendeten Leitungen siehe den nachfolgenden Abschnitt) und 3-polige XLR Stecker billiger sind als 5-polige. Insbesondere Hersteller von Billiggeräten sehen hier schon mal großzügig über die Normvorschriften hinweg. Geräte mit anderen als 5-poligen XLR-Steckverbindern dürfen jedoch nicht mit der Aufschrift "DMX-512" versehen werden, da sie mit dieser Bestückung der Norm, sowohl der amerikanischen als auch der deutschen, nicht entsprechen.
Kabel: Obwohl eine dafür geeignete Datenleitung verwendet werden sollte, um eine impedanzmäßig korrekte Anpassung zu gewährleisten (empfohlen wird doppeladrig verdrillte geschirmte Datenleitung, Twinax-Kabel oder Digital-Audio-Leitung nach AES/EBU), genügt in den meisten Fällen eine gute Mikrofonleitung als Übertragungsleitung. (siehe auch -> Datenübertragung nach RS-485). Bitte beachten Sie jedoch, dass selbst gutes Mikrofonkabel meist noch den doppelten Kapazitätsbelag einer guten Datenleitung hat - die verwendbaren Längen sind also bestenfalls halb so groß.
Datenübertragung nach RS-485
Datenübertragung zwischen Geräten erweist sich insbesondere dann als schwierig oder gar unmöglich, wenn hohe Leitungslängen gegeben sind und die Umgebung einen hohen Störpegel aufweist. Beide Voraussetzungen sind bei der Bühnenbeleuchtungssteuerung gegeben.
Der EIA RS-485 Standard basiert auf einer Schnittstelle, die ein symmetrisches (differentielles) Übertragungsverfahren benutzt, sich auf die Vorteile von Stromschleifen-Interfaces stützt und die Begrenzungen der bekannten RS-232-Schnittstelle vermeidet. Die Vorteile dieser Schnittstelle sind:
eine hohe Datenübertragungsrate bis über 10 MBit/s
eine hohe Leitungslänge- bis zu 1200 m
eine hohe Störsicherheit durch differentielle Übertragung.
RS-485 ist eine verbesserte Form der RS-422A. Die Anzahl der anschaltbaren Stationen wurde vergrößert, und die RS-485-Schnittstelle ist gegenüber RS-422A multimasterfähig, d.h., mehrere Sender und Empfänger können auf den gemeinsamen Bus zugreifen (Netzwerkbetrieb). Wie bei RS-422A ist auch hier die Leitungslänge nicht begrenzt, liegt aber im praktischen Bereich bei über 1 km. Der effektiv überbrückbare Bereich wird vorzugsweise durch das Kabel und dessen Kabelkapazität selbst begrenzt. Für eine optimale Übertragung ist daher ein entsprechendes Buskabel erste Voraussetzung. Eine Vielzahl von Bussystemen greift auf die RS-485-Basis zurück; genannt seien z.B. der SCSI-Bus (Small Computer Systems Interface), der Profibus, und der DIN-Messgerätebus. Auch die Übertragung nach DMX-512 stützt sich auf die Hardwarespezifikation der RS-485, nutzt jedoch deren Multimasterfähigkeit nicht aus.
