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DMX512? Was das?

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Boulevard der Stars am Potsdamer Platz in Berlin

Das Datenprotokoll DMX512 ist eine serielle Schnittstelle. Das bedeutet, dass die im Sender parallel vorhandenen digitalen Daten auf einen entsprechenden Pegel angepasst und Mithilfe eines Multiplexers nacheinander auf die DMX-Leitung geschickt werden müssen. Im Empfänger muss der Datenpegel angepasst sein und ein entsprechender Demultiplexer die Daten wieder parallel zur Verfügung stellen.

Und was finde ich hier? Oder bist du auf der Suche nach einem der folgenden Themen:

Der Übertragungsstandard nach DMX512 wurde durch das USITT (United States Institute for Theatre Technology) beschrieben und liegt derzeit in der letztgültigen Fassung vom August 1990 vor. Der Übertragungsstandard nach DMX512 lehnt sich an den Standard RS 485 an, der die elektrische Schnittstelle beschreibt. Inzwischen existiert auch eine deutsche DIN-Norm zu diesem Thema. Diese hat die Bezeichnung DIN 56930 und kann über den Beuth-Verlag in Berlin bezogen werden.

Da die Entwicklung in der Veranstaltungstechnik weitergeht, haben die Kollegen aus den USA inzwischen eine Erweiterung zum reinen DMX fertigtgestellt (ANSI E1.20, Entertainment Technology – RDM Remote Device Management over DMX512 Networks).

Übertragung

  • Die Daten werden 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 bis 255. Der Bezug dieser Werte zum aktuellen Dimmer-Ausgangssignal wird nicht definiert und ist Sache des betreffenden Dimmers. (Kann durch eine besondere Dimmerkennlinie im Dimmer selber festgelegt werden.)

Anschluss

Es sollte selbstverständlich sein, hochwertiges Kabel für Datenübertragung mit hoher Geschwindigkeit zu verwenden. Inzwischen hat sich in Festinstallationen CAT5 und CAT6 Kabel durchgesetzt, da deren Leitungsspezifikationen neben anderen Signalformen auch DMX zulassen.

Für temporäre Installationen (also draußen auf der Straße) benutzt der verantwortungsvolle Mensch dann gerne 2-adriges und 4-adriges Kabel (verdrilltes Paar), abgschirmt mit ununterbrochenem Folienschirm bzw. ununterbrochener Abschirmung zum Schutz vor hochfrequenter und niederfrequenter Einstrahlung. Die Verdrillung sorgt für gleichmäßige Beeinflussung beider Adern durch Störeinflüsse.

Der Anschluss der DMX-Leitung erfolgt senderseitig mit 5-poligem XLR-Stiftstecker (m). Der Anschluß der DMX-Leitung erfolgt empfängerseitig mit 5-poligem XLR-Buchsenstecker (w).

Manchmal werden auch 3-polige XLR-Steckverbindungen genutzt, um handelsübliche Mikrofonleitungen verwenden zu können. Dies ergibt aber oft und gerne Probleme, da der Wellenwiderstand der verwendeten Leitungen nicht den Spezifikationen entsprechen. Inzwischen sind auch die Hersteller von Moving Lights von XLR 3-poligen Anschlusses abgerückt und bieten nun meisten beide Anschlussmöglichkeiten ein und dem selben Gerät an.
(Soviel zu dem oft und gerne zitierten Grund, das die 3-poligen Anschlüsse ja soooo viel günstiger seien als die 5-poligen. Wahrscheinlich müssen wir demnächst alle für die Hersteller sammeln gehen 🙂 )

Steckerbelegung

Pin Was macht’s
1 Schirm-Masse, Rückleitung, 0 V, darf keine Verbindung zum metallischen Gehäuse des Steckers haben
2 innere Ader (schw), Daten minus (invertiert)
3 innere Ader (rot), Daten plus (nicht invertiert)
4 sollte wenn möglich angeschlossen werden, RDM
5 sollte wenn möglich angeschlossen werden, RDM

Kommunikationsprotokoll

Der Standard RS 485 gibt an, dass Empfänger und Sender Gleichtaktspannungen (Spannung zwischen Datenleitung und Schirm) von +12 V bis -7 V tolerieren können. Zwischen den logischen Zuständen High und Low liegen 200 mV.

Das Signal wird symmetrisch übertragen, d.h., auf einer Ader wird das Signal übertragen und auf der anderen Ader sein Gegenwert (Komplement). Damit wirkt sich jede Störung gleichermaßen auf beide Datenleiter aus .

Ein Wort besteht aus 8 Bit (also 256 Bitkombinationen), die Übertragung eines Bits dauert 4 ms.
Ein Frame (engl: Rahmen; Ansteuerung eines DMX-Kanals) besteht aus: 1 Startbit (L), 8 Bit (eigentliche Information), 2 Stopbits (H) S 11 Bits.

Das ergibt: 11 x 4 ms = 44 ms pro Frame

Als Signal für den Start eines neuen Datenpaketes wird ein „Break“ in der Länge von 2 Frames, also 88 ms (mind.) mit L und ein „MAB“ (Mark-After-Break) von 8 ms lang H gesendet Startcode „Null“ (start code, mode byte, type code, headertype, packetheader). Die Break-Zeit ist nur als Minimum definiert (und ist bei verschiedenen Herstellern leider immer noch unterschiedlich).
Übertragungsgeschwindigkeit: 4 ms/bit

Refresh-Rate: 44 ms x 512 = 22.528 ms (ganzes Datenpaket) 
+ 88 ms (Break)
+ 8 ms (MAB)
+ 44 ms (Start Kode)
+ 22.528 ms (eigentliche Information, 512 Frames)
SUMME:
22.668 ms ergibt 44,115 Hz

maximale Pause zwischen 2 Datenpaketen ist mit 1 s festgelegt, danach wird ein Signalausfall vom Empfänger erkannt.

Logik-Pegel

Logik-Pegel Minimum-Wert Minimum-Wert Maximum-Wert Maximum-Wert
+ Daten – Daten + Daten – Daten
0 – 7 V – 6 V + 11,8 V + 12 V
1 – 6,8 V – 7 V + 12 V + 11,8 V

Der korrekte DMX512-Abschluss

siemens061Auf den korrekten Busabschluss wurde bei der Beschreibung des DMX-Standards mehrfach hingewiesen. DMX512 nutzt den elektrischen Standard RS 485. Dieser Standard ist so konzipiert, dass die zusätzliche Belastung durch Terminierung des Busses berücksichtigt wird. Eine Entscheidung, ob die Leitung terminiert werden soll, ist bevorzugt von der übertragenen Signalfrequenz und der Gesamtleitungslänge abhängig zu machen. Kurze Verbindungen (einige Meter) brauchen bei der von DMX512 genutzten Frequenz nicht notwendigerweise terminiert zu werden. Bei längeren Verbindungen sollten die entfernten Enden (Sender und letzter Empfänger in der Kette) auf jeden Fall mit entsprechenden Terminierungswiderständen (120 Ohm) versehen sein.

DMX512-Ein- und Ausgangsstufe

vp4852_360Nur in wenigen Fällen sind Geräte für DMX512-Anschluss bereits mit den erforderlichen Abschlusswiderständen versehen. Das ist meistens auch nicht möglich, denn es ist ja nicht von vornherein bekannt, an welcher Stelle der Leitung das Gerät angesteckt wird. In Fällen, in denen ein Gerät zwangsläufig das Ende oder den Beginn einer neuen Verbindung kennzeichnet, wie z. B. bei einem Splitter oder Booster, werden Abschlusswiderstände fest eingebaut. Bei anderen Geräten sind sie eventuell schaltbar, meist jedoch nicht vorhanden.

Es sind jeweils die beiden entferntesten Enden der gesamten Leitung, also Beginn und Ende, mit Abschlusswiderständen zu terminieren. Man kann einen Abschlusswiderstand auch in einen freien XLR-Stecker einbauen und ihn damit einfach auf das letzte angeschlossene Gerät stecken. Machen Sie sich statt Kabel eine Schlaufe an den Stecker, dann geht er nicht verloren. Der 120 Ohm Widerstand muss zwischen den Pins 2 und 3 eingelötet werden.

DC-Terminierung

Den Abschluss mit einem 120 Ohm Widerstand bezeichnet man als DC-Terminierung. 
Dies ist im allgemeinen der beste Abschluss überhaupt. Er zieht jedoch eine beträchtliche Leistung aus der Schnittstelle. Will man diese verringern, kann man auf Kosten der Qualität der Dämpfung den Widerstandswert erhöhen. Wir empfehlen dazu einen Wert von 240 Ohm; Abschlusswiderstände >330 Ohm sind – entgegen anderer Behauptungen – praktisch wirkungslos.

AC-Terminierung

Wird der Abschlusswiderstand in Reihe mit einem Kondensator geschaltet, spricht man von AC-Terminierung. 
Sie wirkt nur auf die dynamischen Signalanteile. Es wird keine DC-Leistung umgesetzt, die Belastung der Schnittstelle bleibt klein. Als Nachteil baut sich bei unsymmetrischen Signalformen ein DC-Offset auf, der bei längeren Signalpausen zu einer falschen Signalerkennung am Eingang führen kann. Das neue DMX-512/2000 wird voraussichtlich eine AC-Terminierung mit 120 Ohm/47 nF vorsehen.

DMX-Teststecker

Auch ein praktisches Prüfgerät für DMX läßt sich in einem XLR-5pol-Stecker unterbringen: der DMX-MicroTest.


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