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    DMX512燈光控制原理及工程調試問題分享

    照明控制是采用自動控制技術及智能管理技術對建筑及環境照明的光源或燈具設備的開啟、關閉、調節、組合、場景模式等實施控制與管理,以達到對建筑節能、環境藝術和傳感聯動等目的。


    1
    照明控制方式


    照明控制方式的類型是多種多樣,常見的包括以下幾種:


    ■ ON/OFF

    這是最簡單最普通的一種控制方式:開/關,把燈點亮/關閉。


    ■ 0~10V

    0~10V也是一種控制信號,用于控制燈具電源部分,讓燈具可以接受0~10V的信號,簡單理解就是通過調電壓來調亮度,比如說0V時,電源輸出為零;而10V時,能夠讓燈具輸出100%的亮度。


    ■ DALI

    DALI系統主要是作為酒店、室內照明的控制系統。其最大的特點是單個燈具具有獨立地址,可通過DALI系統對單燈或燈組進行精確的調光控制。


    ■ P2

    國內自主創新協議控制系統。(夾帶私貨^-^)


    ■ DMX512

    DMX512主要是用于舞臺燈光和戶外照明。

    具體的控制形式就是:WiFi、紅外感應、遙控、人體感應等。


    下面將和大家分享 DMX512的相關內容。


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    什么是 DMX512?


    DMX512英文是Digital Multiplex With 512 pieces of information (即多路數字傳輸)。


    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。與DALI用于表現靜態效果剛好相反,DMX512主要用于表現被照物的動態效果,即DMX控制的燈是給人的感覺是一直在變動,以色彩變化為主,適合渲染氣氛,所以一般應用在景觀燈和舞臺燈光。

    image.png

    ▲DMX512控制系統示意:若干臺RGB燈具,每一臺燈具內部都包含1個DMX模塊,該模塊在同時接收到了電源供電和控制器信號的情況下,才會驅動LED燈珠亮暗變化,從而來調節顏色的變化。


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    DMX512的特點


    ■ 每個輸出回路最大支持512通道


    每個輸出回路最大支持512通道,根據所帶設備單個所占通道數的多少,決定了每個端口最大可帶設備數量。


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    ▲RGBW單像素燈具連接圖


    ■ 256 級調光灰度(0-255)


    每一個DMX控制字節叫做一個指令幀,稱作一個控制通道,可以控制燈光設備的一個或幾個功能。一個DMX指令幀由1個開始位、8個數據位和2個結束位共ll位構成,采用單向異步串行傳輸。



    image.png


    上圖中虛線內控制指令中的S為開始位,寬度為一個比特,是受控燈具準備接收并解碼控制數據的開始標志;E為結束位,寬度為兩個比特,表示一個指令幀的結束。


    D0、D7為8位控制數據,其電平組合從0000—1111 1111共有256個狀態(對應十進制數的0~255),控制燈光的亮度時,可產生256個亮度等級,0000~ (0)對應燈光最暗,1111 1111(255)對應燈光最亮。DMX512指令的位寬(每比特寬度)是4 s,每幀寬度為44 弘s,傳輸速率為250 kbps。


    ■ 標準的EIA485 接口


    接線方式為總線式拓撲結構,不支持環形或星形網絡。在同一總線上最多可以掛接32個節點。


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    ▲各種形狀的結構,DMX512要遵循第一種的總線結構,有頭有尾。


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    ▲上圖是廣州的一個地埋燈項目,信號線在布線時比較隨意(如右圖),這會給后續工作增加很大的工作量。


    ■ 傳輸速率250Kbps


    比特率是指每秒傳送的比特(bit)數,bps(Bit Per Second)。波特率跟施工規范是緊密相關的,高波特率信號抗干擾能力差。


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    DMX512注意事項


    在實際操作中,分享幾個經驗,能減少一些控制問題:


    ① 超五類網線的傳輸距離不超過100米;

    ② 控制器之間距離超出100米的情況,使用光纖;

    ③ EIA485協議規定每個中繼器所帶的節點數不超過32;

    ④ 每個控制回路的布線必須遵循總線結構布局;

    ⑤ 信號線與電源線要分管敷設。


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    墨菲定律,無論可能性多低,壞的情況總是會發生的。即使按步驟按標準去使用DMX512控制系統,也總是能遇到各種各樣的問題。


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    工程調試中的常見問題及解決方法


    一、整個控制回路燈具亂閃不受控怎么辦?


    1. 確認控制器信號輸出正常


    當出現整個控制回路燈具不受控制時,有條件的情況下,首先用臨時控制器單獨測試該回路是否受控;


    a. 受控——原控制器信號輸出有問題(或布線文件問題,或端口硬件問題,或端口接線問題);

    b. 不受控——繼續排查;

    c. 斷掉第一支燈具之后的燈,單獨測試第一支燈,來確定是控制器問題還是后面燈具帶來的信號干擾影響;


    此時往往第一支燈是OK的。


    2. 排查故障節點或燈具


    在控制器信號輸出正常的情況下,慢慢增加燈具,找出導致回路信號不正常的節點或燈具;通常采用“二分法”更快速。


    二、某個控制回路個別燈具亂閃不受控


    1. 確認控制器布線是否到位


    控制器的布線文件的布燈數量要與現場安裝燈具數量一致。


    2. 用滿布線文件測試


    先用測試程序進行控制測試,也就是單端口布線文件從1-512個通道數布滿。


    a. 亂閃燈具受控,此時對該回路燈具重新寫碼,問題即可解決;

    b. 個別燈具仍不受控,檢測不受控燈具的信號輸出端的接線是否正確或者燈具本身存在質量問題。


    三、什么情況下需要增加信號放大器?


    信號放大器的一個作用是信號放大,把減弱的信號重新恢復到起點的強度;另一個作用即信號隔離,防止由燈具故障對控制器帶來損傷。


    標準情況下,按照EIA485協議,每32個節點需要增加一臺信號放大器。以避免在雨天或者其他情況下燈具信號變弱,從而出現燈具亂閃的現象。


    四、加放大器的分控器輸出端口可以帶多少個節點?


    在目前EIA485協議里面規定的標準,一般建議是32個節點增加一臺放大器。但在實際操作中也可以超過60個節點,只是這樣會存在信號不穩定的安全隱患。


    五、如果信號線沒有了屏蔽,信號還可以傳輸嗎?如果可以,距離又是多遠?


    國內很多項目都是用的網線來做信號線,基本都是不帶屏蔽的,傳輸距離肯定是會打折扣的,但具體還是要看用在什么項目來做定奪。最遠距離一般都可以達到100m左右。


    六、DMX各回路之間時間上不同步怎么辦?


    在同一臺分工器有幾個不同的端口,其中有些個別的端口輸出信號會有明顯的延時,這時需要做的就是把控制器的參數重置。因為出現這種狀況的最大可能是控制器本身的參數問題導致了各個端口的輸出頻率不同,從而導致了各個端口的信號輸出不同步。


    七、傳輸速率降低了,同步性會受影響嗎?


    DMX512的傳輸速率就是250Kbps,這個是不能降的,如果傳輸速率降低,那就是另外一套系統了。另外一套系統會有另外一套協議,對于燈具的同步性不會有任何影響。


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