עידן התיאטרון המערבי החל ביוון בערך בשנת 500 לפני הספירה. תיאטראות תחת כיפת השמיים השתמשו בשמש כמקור התאורה המרכזי, אולם הוסיפו לעיתים פנסים כדי להבדיל סצנות לילה. אפליקציות הארה מוקדמות אלו התפתחו למערכות המורכבות יותר הקיימות כיום.
ציוד תאורה מודרני כולל דימרים, אורות הבזק, אורות נעים, אורת צבעוניים ו- gobos
(GOes Before Optics). מערכות תאורה אלו מבוקרות בד”כ ממרחקים – עד 4000 רגל – ע”י שימוש בפרוטוקול תקשורות DMX512.
מהו DMX512 ?
DMX512 הינו תקן שפותח ע”י ESTA ((Entertainment Services and Technology Association.
הסטנדרט מתאר שיטה להעברת מידע דיגיטלי בין בקרים לבין ציוד התאורה המבוקר ואביזריו, כולל דימרים. הממשק החשמלי הפיזי מפורט ע”י תקן EIA-TIA-484, הידוע גם כ- RS-485.
תקן DMX512, המפרט פרוטוקול סריאלי א-סינכרוני 8 bit וקצב מידע 250-kbps, מתוכנן לשאת מידע בקרה חוזר מבקר יחיד למקלט יחיד או מקלטים רבים. מידע הבקרה בלינק העיקרי מורכב מעד 513 slots הנשלחים בפקטות לאורך קו תמסורת מאוזן.
מידע, בפורמט 8-bit, נשלח ברציפות ל- nodes השונים. הערכים נעים מ- 0 ועד 255, כאשר 0 מציין את מצב off ו- 255 את מצב on. מצב break האורך שני פריימים מציין התחלה של רצף 512 ערכים.
רמה גבוהה של לפחות 8 µs מציינת התחלה של ה- byte הראשון.
קונפיגורציית מערכת DMX512 בדידה
יציאת DMX512 מורכבת מ- 4 אותות (Data1+, Data1–, Data2+, Data2–)) ורפרנס משותף. לינק המידע העיקרי נוצר ע”י Data1+ ו- Data1–. לינק מידע אופציונאלי שני נוצר ע”י Data2+ ו- Data2– . זוגות הלינקים מעוצבים כרשת תקשורות דו כיווניות חצי-דופלקס RS-485.
תקן DMX512 מציין מערכת ע”י שימוש במכשירי שידור המיוחסים לאדמה ומכשירי קליטה מבודדים. המכשירים הקולטים מבודדים כדי להגן על ציוד התאורה היקר מנחשולי זרם מזיקים.
מקמ”ש ADM485 RS-485 ממיר אות בקרה המתקבל ברגלי A ו- B ליציאה סריאלית ברגלי RXD. האות מבודד אופטית ומחובר לכניסת UART של מיקרו-בקר לדיוק אנלוגי ADuC7020. תוכנת ה-ADuC7020 מפענחת את המסר ומוציאה אותות ברמות לוגיות לממיר דיגיטלי לאנלוגי (DAC). מגברי op ADTL084 בכניסת JFET חוצצים בין יציאות הממיר הדיגיטלי-אנלוגי, כדי לספק אותות
0 V-10 V.
תוכנת ה-ADuC7020 שולחת תגובה כדי לציין שהמידע הועבר נכונה. האות מבודד אופטית מה- ADM485, אשר מוציא פלט אות לרגלי A ו- B.
תרשים 1
תרשים 1 – דיאגרמת מקלט DMX512 בדיד
קונפיגורצית מערכת DMX512 בשימוש ב- ADM2487E.
ה- ADM2487E משתמש בטכנולוגית בידוד דיגיטלית iCoupler® כדי לשלב מבודד בשלושה ערוצים, דרייבר קו דיפרנציאלי ב-3 מצבים ומקלט דיפרנציאלי בכניסה, כולם במארז אחד. רגלי ה- TXD, RXD, DE ו- RE מתחברים ישירות ל- ADuC7020 UART.
תרשים 2 – דיאגרמת מקלט ADM2487E DMX512
מקמ”ש ADM2487E, המתאים לתקשורת חצי-דופלקס או דופלקס מלא בקוי שידור multipoint, פועל בקצבי מידע עד 500 kbps. מספק בידוד של 2.5-kV rms – בהתאם לתקני UL ו- VDE והגנת
EDS של ±15-kV.
להפעלה של חצי-דופלקס, פלטי המשדר וקלטי המקלט חולקים אותו קו תמסורת ע”י קישור חיצוני של רגל פלטי המשדר Y לרגל A – קלטי המקלט, ורגל פלטי Z במשדר לרגל B בקלטי המקלט.
ADM2487E מתוכנן לקוי תמסורת מאוזנים, ועונה על תקני TIA/EIA-485-A-98 ו- ISO8482:1993.
הגבלת זרם וכיבוי מסיבות תרמיות מגנים בפני קצרים ביציאה ומצבים בהם מרוצי bus עלולים לגרום לפיזור הספק מוגזם. המכשיר ניתן להפעלה בטווח טמפרטורות תעשייתיות מורחב: -40ºC ועד +85ºC. ניתן להשיג במארז SOIC רחב עם 16 לידים.
ל- ADM2487E מבנה מקלט בעל fail-safe בכניסה במצבי מעגל פתוח ובמצבי קצר, החוסך את הצורך בנגדי bias חיצוניים. המקלט בעל זרם כניסה נמוך (125 µA) מאפשר לחבר עד 256 nodes
באותו bus.
החלפה של הטמעת מקלט DMX512 בדיד בהטמעה של ADM2487E מספקת חיסכון במקום, ומערכת שהיא חסונה ואמינה יותר.
מדוע חשוב הבידוד?
נחשולי מתח פתאומיים המתרחשים בין מעגלי חיבורים פנימיים עלול לגרום נזק לציוד יקר. הבידוד החשמלי מתוכנן בכדי להגן על ציוד יקר מפני אותם נחשולים. בשל המרחק בין ה- nodes, משדרי ומקלטי DMX512 זקוקים לספקי כוח שונים. הדבר יגדיל את האימפדנס מהקרקע, ויגדיל את הסבירות לכך שזרמים מהקרקע ממקורות שונים ימצאו דרכם לחיבור לכבל הקרקע. בידוד הלינק מפחית או אפילו מעלים את הבעיות הללו. בידוד גלווני, המתואר בתרשים 3, נדרש אם אין ערובה לכך שהפוטנציאליים של הארקות האדמה של ה- nodes השונים במערכת הינם בטווח המצב המשותף של המקלט.
תרשים 3
תרשים 3 – בידוד גלווני מאפשר זרימת מידע ומונע זרימת ground-current
ADM2487E משלב בידוד גלווני עם המקמ”ש כדי ליצור הגנה איתנה מפני נחשולי זרם מזיקים. מהווה פתרון אידיאלי להטמעה של מקלט DMX512 מבודד, להקטנה של ה- form factor הכללי, לשיפור האמינות ולהגברת החסינות.
