DMX

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DMX512 steht für (digital multiplex) und ist ein auf Beleuchtung spezialisiertes Protokoll/Schnittstelle. DMX ist die Schnittstelle aus der professionellen Bühnen- und Showtechnik. DMX wird ebenfalls bei der professionellen Architekturbeleuchtung eingesetzt, im Bereich EFH Installation findet DMX vermehrt Anwendung.

DMX, oder genauer DMX512/1990, ist ein Industriestandard der auf das Jahr 1986 zurückgeht, aufbauend auf der RS485 Schnittstelle . Im Unterschied zu KNX ist dieser Standard komplett offen und man benötigt keine speziellen Bauteile und Software zur Entwicklung und Installation. Die Schnittstelle ist in einer Norm definiert und die meisten Hersteller halten sich an diese Spezifikationen, es würde ansonsten keine Bühne funktionieren.

Der Standard wurde mit RDM erweitert, als Rückkanal, benötigt aber spezielle Geräte die dafür geeignet sind. Geräte können zusätzlich weitere Schnittstellen haben, z.B. Scanner und Laser. Einfache Geräte/Leuchten funktionieren aber weiterhin mit der „einfachen“ DMX Schnittstelle. Steuergeräte für DMX wachsen mit der Aufgabenstellung, bleiben aber in der Ausgabe normkonform

DMX Geräte/Leuchten benötigen eine DMX Datenleitung und eine separate Spannungsversorgung, beide Leitungen können von Gerät/Leuchte zu Gerät/Leuchte verbunden werden (daisy chain). Geräte/Leuchten können unterschiedliche Betriebsspannungen haben und dabei auf der gleichen DMX Linie liegen.

Als Datenleitung kann, bei einer Festinstallation, ein CAT5 Kabel verwendet werden. CAT5 Kabel ist besser als die DMX Spezifikation AES-EBU fordert.

KNX-Busleitung kann auch verwendet werden, entspricht aber nicht den DMX-Spezifikationen. Da KNX-Busleitung zusammen mit anderen Leitungen verlegt werden kann, ist dies ggf. ein Vorteil bei der Installation (Leitungen mit den elektrischen und mechanischen Eigenschaften der KNX-Busleitung gibt es z.B. auch in lila oder rot zur Unterscheidung zu KNX).

Für bewegliche Geräte/Leuchten gibt es spezielle DMX-Leitungen (keine Mikrofonleitungen verwenden). Für den Außenbereich gibt es DMX-Leitungen mit IP65 Stecker/Buchsen. Geräte/Leuchten können auch direkt mittels RJ45-Stecker angeschlossen werden. VORSICHT, es gibt keine Norm der Belegung, nur eine Empfehlung.

Pin Belegung der 3 und 5 poligen XLR Stecker : Siehe Miniaturansicht angehängter Grafiken . Wer normgerecht arbeiten will nimmt 5 polige Stecker/Buchsen.

Werden Geräte/Leuchten über Klemmen angeschlossen dann sind die Adern so kurz wie möglich abzusetzen. Ein Klemmanschluss ist besser als ein Steckanschluss.

DMX512 kann 512 Kanäle ansteuern. Leuchten können mehrere Kanäle verwenden, z.B. 3 bei RGB. Ohne Repeater/Boster/Splitter können auf einer Linie 32 Geräte betrieben werden, danach muss das Bus-Signal aufgefrischt werden. Siehe : Miniaturansicht angehängter Grafiken
512 DMX Kanäle bezeichnet man auch als Univers. Wenn mehr als 512 Kanäle benötigt werden können mehrere Universen zu einem Multivers zusammengeschaltet werden, bis zu 65.535 Universen ergeben dann das Multivers. ( Das sind mehr als 33 Millionen Kanäle)
Achtung ! Nie den Kanal 0 verwenden, dieser dient als Startbyte der Datenübertragung. Nur Kanal 1 bis 512 ist erlaubt.

Die Übertragungsrate von DMX512 beträgt 250.000 Bit/Sekunde. (KNX 9.600 Bit/Sek, Dali 1.200 Bit/Sek). Es wird dabei pro Kanal eine von 255 Stufen, übertragen (jeweils 8 Bit). Eine komplette Übertragung von 512 Kanälen dauert pro Zyklus ca 44 Millisekunden. Es werden dabei ununterbrochen Daten übertragen, auch wenn keine Änderung vorliegt. Vorteil : Wenn eine Übertragung nicht erkannt wurde, wartet das Gerät/Leuchte auf die nächste Übertragung.

Die Leitungslänge einer Linie, kann unter günstigen Bedingungen 500 Meter, und mehr, betragen. 200 bis 300 Meter sollten meistens keine Probleme verursachen. Es besteht auch die Möglichkeit DMX-Daten per Funk zu übertragen, dabei wird pro Linie nur ein Empfänger benötigt, mehrere Empfänger, bei unterschiedlichen Linien, sind möglich. DMX Funk ist schnell und ohne relevante Verzögerung. Die Reichweite, beträgt bei freier Sicht, bis zu 800 Meter.

Eine weitere Möglichkeit der DMX-Datenübertragung ist das ArtNet. Hier werden die Daten über ein Ethernet-Netzwerk übertragen (Vorsicht: sehr hohe Buslast da UDP), ein eigenes Netzwerk wäre hier ggf. von Vorteil. Auch das ArtNet ist Multivers fähig.

Das Projekt openHAB z.B. bietet Anbindungen von ArtNet und DMX zu KNX.

KNX zu DMX

DMX kann über ein Gateway an KNX angebunden werden. Hierfür gibt es Geräte diverser Hersteller. Die Anbindung ist verhältnismäßig einfach da alle DMX Geräte eine eindeutige Adresse haben. Das Wiregate und einige andere HS können den DMX Bus direkt ansteuern, ohne ein KNX Gateway (kostengünstig).

DMX zu KNX

Umgekehrt ist es problematisch mit DMX-Daten Leuchten in einem KNX System anzusteuern. Das Problem ist die Schnelligkeit von DMX und die kontinuierliche Übertragung der DMX Daten. Ohne ein (relativ teures) Gateway ist dies nicht möglich Siehe Miniaturansicht angehängter Grafiken

Ein weiterer Vorteil von DMX ist die einfache Schaltung der Stromversorgung. Es ist ohne weiteres möglich die Spannungsversorgung zu unterbrechen oder den Bus abzuschalten. Kommt die Spannung oder der Bus wieder wird die Funktion sofort wiederhergestellt. Die DMX Geräte/Leuchten verlangen kein „Stand By“, im Gegensatz zu anderen Techniken.

Welche Geräte/Leuchten gibt es für DMX ? Ganz einfach, die Leuchte oder das Gerät das sie gerade benötigen oder suchen gibt es schon. Das Angebot ist unüberschaubar. Von der Ansteuerung einer einzelnen LED bis zum Extrem-Beamer mit 20.000 Watt, alles ist möglich. Die Preise sind im Schnitt moderat.
Besonders für die Ansteuerung von vielen Leuchten und LED Strips ist DMX sehr gut geeignet und eine kostengünstige Lösung.

Tipps für LED-Strips zur Vermeidung von Installationsfehlern:
Strips sind empfindlich. Bitte vermeiden Sie ein Ziehen und Biegen.
LEDs und Widerstände dürfen keinem starken Druck ausgesetzt werden, da sonst die Lötstellen brechen und die Stromzufuhr unterbrochen wird.
Schneiden Sie genau an den markierten Trennungslinien.
Einspeisung und Direktverbinder brauchen den direkten Kontakt mit der Platine. Bitte entfernen Sie hierfür vorsichtig die Schutzfolie der selbstklebenden Rückseite.
Der Biegeradius darf 20 mm nicht unterschreiten.
Eine elektrostatische Entladung zerstört die LEDs.
Je nach Länge des LED Strips können relativ hohe Amperzahlen auftreten. Bitte verwenden Sie deshalb bei längeren Zuleitungen einen geeigneten Kabelquerschnitt für die Installation zwischen Netzgerät und Strip.
Bei stromführenden Oberflächen ist eine Isolierschicht zwischen LED-Platine und Oberfläche anzubringen.
Oberflächen müssen zum Kleben eben, trocken, staub- und fettfrei sein.

Eine Bemerkung zu einer Leuchten Rückmeldung. Es gibt Bussysteme die eine Rückmeldung des Gerätestatus und des Leuchtmittels geben. Wer mit KNX sein EFH ausgestattet hat benötigt diese Funktion nicht wirklich. Der Schaltzustand, EIN oder AUS, kann über den KNX Aktor ausgewertet und in eine Visu eingespeist werden. Alles andere ist wie eine Kontrollleuchte für die Kühlschrankinnenbeleuchtung. Wer es benötigt….

Information für Häuslebauer
Nein, es gibt keine Schalter für DMX. Der DMX Bus hat immer nur einen Sender, meist ein Lichtmischpult, Computer oder ein KNX Gateway.
Ja, man kann mit DMX auch Geräte schalten. Dafür gibt es Schaltaktoren, genannt DMX-Switch, in allen Leistungsklassen (auch für den Einbau in Verteilungen).

Dimmer-Leitungen
von der Verteilung, Dimmer, zu den Leuchten sollte ein abgeschirmtes NYM sein um Störungen zu vermeiden, zu verhindern. Eine geschirmte Leitung ist wie ein Faradayscher Käfig. Den Schirm dabei nie auflegen ! Die Mehrkosten halten sich in Grenzen.

Interessant für die Festinstallation sind auch Dimmer im 19 Zoll Format. Ein Dimmer mit 6 x 10 Ampere kostet ab 160 Euro, inkl. 6 Sicherungsautomaten. Größere Dimmer mit mehr Kanälen sind auch vorhanden. 19 Zoll Geräte haben den Vorteil einer guten Kühlung und können einfach erweitert werden. Wenn genügend Platz vorhanden ist sollte dies bei einer Planung ggf berücksichtig werden. In einem 19 Zoll Rack ist Platz für einen HS oder ein Wiregate, andere Server und auch die richtige Stelle für Verstärker und das Soundsystem.

Für den Einbau von Steuergeräten in Zwischendecken ist folgendes zu berücksichtigen. DMX Steuergeräte, wie auch Steuergeräte anderer Systeme, sind einer Alterung ausgesetzt. Es ist, im eigenen Interesse, ein Austausch der Geräte zu ermöglichen (Revisionsöffnung). Dies kann auch eine Lampenöffnung sein. Ich bevorzuge Geräte mit DIP-Schalter zur Einstellung der Adresse da sich diese bei einer Störung nicht zurücksetzen können.

DMX im Aussenbereich
(Garten, Fassade)
Um in einem Fehlerfall einen Ausfall des DMX Systems im ganzen Haus zu vermeiden ist ein Splitter mit galvanischer Trennung ratsam. Hierdurch werden Kurzschlüsse und Weiterleitungen von Störungen im ganzen System verhindert. (kostet nicht viel mehr) Für den Garten/Außenbereicht ist es eine Überlegung wert auf eine DMX-Funk Lösung zu setzen, diese würde dem Blitzschutz sehr entgegen kommen und dadurch das System schützen.
Eine preisgünstige Lösung im Außenbereich ist auch ein ArtNet über WLAN. Auch hier ist der Blitzschutz bei einer richtigen Installation gegeben.
Da DMX nicht nur Leuchten dimmen kann sondern auch Geräte schalten, besteht speziell für den Garten eine einfache Möglichkeit zum Beispiel Pumpen oder Ventile über die Datenleitung zu steuern. Das erspart zusätzliche Stromleitungen. Eine 3×1,5 / 2,5 mm2 Leitung reicht dann für viele Steuerungsaufgaben.

16 Bit DMX. Hier werden 2 8 Bit DMX Kanäle in einem Gerät zu einem 16 Bit Wert zusammengelegt. Dies wird gemacht um eine größere Genauigkeit zu erreichen, speziell bei Scannern, da 256 Schritte zu wenig sind um Scanner genau zu positionieren.
Einige Dimmer/Steuergeräte arbeiten intern mit einer Wertigkeit von 16 Bit. Diese Werte werden durch Interpolieren errechnet und bieten ein nicht sichtbares Dimmen, speziell von LEDs. Die Ansteuerung erfolgt aber weiterhin mit 8 Bit, also einem Kanal. Es würde aber meist schon eine logarithmische Kurve reichen um den gleichen Effekt zu erreichen wenn man diese am Gerät wählen kann.

Wer einmal sehen möchte was mit DMX zu Hause machbar ist, hier ein kleines Beispiel zum nachmachen . Aber Vorsicht ! DMX kann, genau wie KNX, süchtig machen.
http://www.youtube.com/watch?v=wLcC7PS9CJI

Ein Beitrag für Profis und solche die es werden wollen. Sehr lesenswert ! Eine Bachelorarbeit von 2010
http://www.lightlife.de/downlo/Bache…turbereich.pdf

Hardware für Bastler : Es gibt eine riesengroße Fangemeinde für DMX weltweit. DMX ist einfach aufgebaut und benötigt nur Kleinspannungen, daher zum basteln bestens geeignet. Aber auch hier gilt:
Vorsicht bei 240 Volt-Geräten, hieran wird nicht gebastelt ohne Fachkenntnisse !

Hier ein paar Beispiele für den Selbstbau :
http://www.ulrichradig.de/home/index.php/dmx
http://www.pcdimmer.de/

http://www.joseng.de/index.php/dmx/alle-dmx-beitraege

DMX arbeitet, wie auch RS-485, mit differenziellen Pegeln, daher auch 2 Datenadern (Data+ und Data-). Die Spannung auf jeder der beiden Datenadern kann zwischen +12V und -7V liegen. Es funktioniert auch mit +5V und -5V, aber das muss nach Spezifikation nicht so sein. Für die -5V braucht man im Übrigen bei einer asymetrischen Versorgungsspannung auf jeden Fall einen Pegelwandler. Die Busdriver haben diese Wandler eingebaut. (z.B. SN75176 oder SN75179).

Begriffserklärung

Booster : Ein Booster ist ein Verstärker der es ermöglicht auf einer Linie mehr als 32 Geräte/Leuchten zu betreiben. Der Booster wird am Ende einer Linie angeschlossen um diese Linie mit weitere 32 Geräte/Leuchten zu betreiben.

Splitter : Ein Splitter ist ein Booster/Verstärker und Verteiler auf mehrere Linien.

Merger : DMX-Signale sind digitale Datenströme, die sich nicht einfach durch Aufeinanderschalten addieren lassen. Dazu ist ein Konverter nötig, der mit zwei Empfängern und einem Sender bestückt ist, alle Daten empfängt und richtig zusammengesetzt wieder aussendet.

Abschlusswiderstand : Jede DMX-Linie muss/sollte mit einem 120 Ohm Widerstand abgeschlossen werden um Reflexionen zu verhindern.

PWM : Die Halbleitereigenschaften der LED ermöglichen ein schnelles Ein- und Ausschalten der LED. Durch die Trägheit des menschlichen Auges wird dieses schnelle Schalten als Dimmen wahrgenommen. Diese Schaltung kann mit Pulsweitenmodulation (PWM) durchgeführt werden. Die Spannung bleibt konstant. Da Foto und Filmkameras schneller sind, als das menschliche Auge, kann die PWM-Dimmung zu Problemen z.B. Flackern führen.
Um ein Flackern zu vermeiden oder zum Dimmen von High Power LED’s, wird ein Dimmer mit konstantem Betriebsstrom benötigt. Durch die Änderung des Stroms verändert sich auch die Helligkeit der LED‘s.

Weblinks