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言理科技 DMX512灯光控制原理及工程调试问题总结

时间:2017-03-16        阅读

一、什么是DMX512
DMX512是一种数字协议,它将光级别从0到100%分为256级。控制系统能够实现R,G,B,W各256级灰度,真正实现全彩色。
http://www.euchips.cn/UpLoadFile/20171012/144db68d-9750-4abe-b783-8bd78f7e6fc4.jpg
   它的输出的信号传输方式为:RS485差分信号传输,有效的保证了其信号的可靠性。理想传输距离可达200m,但在实际应用中,由于信号干扰和衰减,一般在40米左右建议增加中继器来加强信号。
虽然调光原理看起来很复杂,但是我们可以简单的将DMX512系统概括成三部分:
 
DMX主控---DMX解码器---LED灯具组成

 
▲DMX512控制系统示意图:若干台RGB灯具,每一台灯具内部都包含1个DMX模块,该模块在同时接收到了电源供电和控制器信号的情况下,才会驱动LED灯珠亮暗变化,从而来调节颜色的变化。
优势:强大的控制功能给建筑照明,夜景灯光照明,演播室和综艺舞台带来丰富的灯光效果。
缺点:需要特别的接线布局和类型,并需要一定的编程,以便设置基本颜色和场景,这对后期维护的成本较大。
 
二、DMX512的特点
■ 每个输出回路最大支持512通道
每个输出回路最大支持512通道,根据所带设备单个所占通道数的多少,决定了每个端口最大可带设备数量。
IMG_257
IMG_258
▲RGBW单灯连接图
 
 
DMX的灰度等级
256灰度级别
低速度变化抖动厉害,灯具显示出来的颜色与电脑显示出来的颜色几乎不一致。
65536灰度级别
低速度变化几乎无抖动,灯具显示出来的颜色与电脑显示出来的颜色一致性非常好。是高端工程的选择。
 
DMX512接线原理
接线方式为总线式拓扑结构,不支持环形或星形网络。建议在同一总线上最多可以挂接32个节点。

▲各种形状的结构,DMX512要遵循第一种的总线结构,有头有尾。
 
 


▲上图是广州的一个地埋灯项目,信号线在布线时比较随意(如右图),这会给后续工作增加很大的工作量。
 
 
 
DMX512的几种连接方式

接线示意图如下:

LED 输出端:“VCC、R-、G-、B-”;VCC 为正极公共端,R-、G-、B-分别对应 LED 输出的负极。
信号输入端: 将 D+/A、D-/B、GND 分别接到控制器的信号输出端 A、B、GND(首模块的PI 线不接);
或将 D+/A、D-/B、GND、PI 接到上一级模块的信号输出端 D+/A、D-/B、GND、PO。
 
信号输出端:将 D+/A、D-/B、GND、PO 分别接到下一级的信号输入端 D+/A、D-/B、GND、PI 。
 
传输距离
模块间的传输: 使用网线其中的一组双绞线连接 A/D+、B/D-(建议使用专用于数据传输的橙白色和橙色),GND 使用绿色/绿白色即可;一般情况可达 100 米。
模块到灯具: 为了提高电流的稳定性,模块到灯的距离尽量短 。
放大器的使用:1)一般建议每 64 个模块(模块间距 2 米内且总长度不超过 100 米)后增加 1 个信号放大器/信号中继器,如模块间信号线比较长(超过 5 米的),可能 15 个模块就要增加一个信号放大器/信号中继器;(参考例子一)
2)若管距较远,在不足 64 个模块线长超过了 100 米,就必须按照每 100 米内增加 1个信号放大器/信号中继器。(参考例子二)
※客户也可根据自身的实际使用情况添加信号放大器/信号中继器,不限于64 个模块和 100米长度。
匹配电阻安装:每路末端加一个 120 欧姆 1/4W 的匹配电阻(A、B 线间并);(参考例子三)每个信号放大器/信号中继器前是否要加匹配电阻视具体情况而定:若信号放大器/信号中继器内部本身含有输入匹配电阻,则不需要另外添加匹配电阻。
例子一:在灯管间距比较近的情况下,每 64 个模块后增加 1 个信号放大器/信号中继器;

 
 
例子二:在灯管之间有一定间距的情况下,总长度每 100 米内需增加 1 个信号放大器/信号中继器;

 
 
例子三: 每个信号放大器/信号中继器前和每路末端增加一个 120 欧姆 1/4W 的匹配电阻(A、B 线间并)

 
信号检测方式与编址效果
自检方式: SM16512在不连接主控信号的情况下,可通过软件设置默认显示状态(不亮灯、50%白光、100%白光、50%蓝光),其它解码有所差异。
RGB驱动首地址参考表


单个DMX芯片通道单个DMX芯片增量驱动首地址
驱动1驱动2驱动3驱动……驱动N
330/147……3*(N-1)+1
 

 
RGBW驱动首地址参考表

单个DMX芯片通道单个DMX芯片增量驱动首地址
驱动1驱动2驱动3驱动……驱动N
440/159……4*(N-1)+1
 

 
 
注:主控的地址设定为 0 或 或 1 时,驱动 1 的地址都从 1 开始;但主控的地址设定为 0 时,当地址达到 504后,地址会再次从 1 开始编址至 504 ,如此 循环编址 ;而主控的地址设定为 1 时,则不会出现循环编址。
 
此方案带记忆功能,所以只需要正确写入一次地址即可。 连接主控,上电,灯具受主控控制。
注意事项
1) 为保证信号传输质量和预防开关电源质量问题造成模块的损坏,必须使用信号地;请勿将电源地代替信号地使用,比如首个驱动的信号地和电源地要分别接线,分别接到控制器的信号地和开关电源负极。
2)为了消防安全,请用阻燃等级 V0 的外壳和灌封胶配合裸板使用。
3)应避免 LED 输出线(VCC 分别和 R- G- B-)短路,以防烧坏恒流部分器件。
4)如出现误操作使 LED 输出线短路导致进入保护状态,应当关闭电源数秒后重新上电才可以正常工作。
5)恒流电路的功率管是电压敏感器件,严禁带电操作,安装的时候防止静电对电路的破坏。
6)焊接前,先检测焊枪是否漏电, 防止感应电压对电路的破坏。
 

工程调试中的常见问题及解决方法

 

  • 整个控制回路灯具乱闪不受控怎么办?

当出现整个控制回路灯具不受控制时,有条件的情况下,首先用临时控制器单独测试该回路是否受控;
a. 受控——原控制器信号输出有问题(或布线文件问题,或端口硬件问题,或端口接线问题);
b. 不受控——继续排查;
c. 断掉第一支灯具之后的灯,单独测试第一支灯,来确定是控制器问题还是后面灯具带来的信号干扰影响; 此时往往第一支灯是OK的。
 

  1.  排查故障节点或灯具

在控制器信号输出正常的情况下,慢慢增加灯具,找出导致回路信号不正常的节点或灯具;通常采用“二分法”更快速。
 
二、某个控制回路个别灯具乱闪不受控
1. 确认控制器布线是否到位
控制器的布线文件的布灯数量要与现场安装灯具数量一致。
2. 用满布线文件测试
先用测试程序进行控制测试,也就是单端口布线文件从1-512个通道数布满。
a. 乱闪灯具受控,此时对该回路灯具重新写码,问题即可解决;
b. 个别灯具仍不受控,检测不受控灯具的信号输出端的接线是否正确或者灯具本身存在质量问题。
 
三、什么情况下需要增加信号放大器?
信号放大器的一个作用是信号放大,把减弱的信号重新恢复到起点的强度;另一个作用即信号隔离,防止由灯具故障对控制器带来损伤。
标准情况下,按照EIA485协议,每32个节点需要增加一台信号放大器。以避免在雨天或者其他情况下灯具信号变弱,从而出现灯具乱闪的现象。
 
四、加放大器的分控器输出端口可以带多少个节点?
在目前EIA485协议里面规定的标准,一般建议是32个节点增加一台放大器。但在实际操作中也可以超过60个节点,只是这样会存在信号不稳定的安全隐患。
 
五、如果信号线没有了屏蔽,信号还可以传输吗?如果可以,距离又是多远?
国内很多项目都是用的网线来做信号线,基本都是不带屏蔽的,传输距离肯定是会打折扣的,但具体还是要看用在什么项目来做定夺。最远距离一般都可以达到100m左右。
 
六、DMX各回路之间时间上不同步怎么办?
在同一台分工器有几个不同的端口,其中有些个别的端口输出信号会有明显的延时,这时需要做的就是把控制器的参数重置。因为出现这种状况的最大可能是控制器本身的参数问题导致了各个端口的输出频率不同,从而导致了各个端口的信号输出不同步。
 
七、传输速率降低了,同步性会受影响吗?
DMX512的传输速率就是250Kbps,这个是不能降的,如果传输速率降低,那就是另外一套系统了。另外一套系统会有另外一套协议,对于灯具的同步性不会有任何影响。



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