Warning: unlink(/www/eurhythmics.com.ua/sitemap.xml): Permission denied in /www/eurhythmics.com.ua/wp-content/plugins/google-sitemap-plugin/google-sitemap-plugin.php on line 577
Сучасні протоколи управління світлом - для економії часу і коштів
Generic selectors
Точне співпадіння
Пошук в заголовках
Пошук за змістом
Вхід для дилерів

Современные протоколы управления светом – как возможность экономии времени и средств

Современные протоколы управления светом – как возможность экономии времени и средств

Около 90% информации об окружающем
мире человек получает посредством зрения –
важнейшего из всех органов чувств.

В индустрии развлечений используется целый спектр разнообразных протоколов управления светом. Причём вопрос выбора конкретного протокола зачастую объясняется не столько его технологическими преимуществами, сколько рядом субъективных причин: ограничениями существующей управляющей консоли, пульта управления, видом используемого оборудования, сложившимися предпочтениями и привычками.


Что сегодня (в 21 веке) в основном применяется в качестве управляющей системы в театрах, дворцах культуры, концертных залах. Это регулятор РТМ (регулятор театральный механический) или, в лучшем случае, аналоговый пульт типа “СУТО 60/120/240” (системы управления театральным освещением). Если установлено “СУТО”, то в тиристорнные шкафы ШРН, ШНЦ и избирательный коммутационный шит и т.д. к “СУТО” «спецы» советуют прикупить и поставить демультиплексор DMX сигнала, чтобы управлять всем с одного пульта, статическими и динамическими приборами, если такие есть.

 

modern-lighting-control-protocols-01

 

Что сегодня в основном установлено в культурно-развлекательных заведениях в качестве статического освещения?

 

modern-lighting-control-protocols-2

 

Оборудование и морально, и физически устарело уже давно, лет так 20 назад.  Лампы типа ПЖ, КМ, КГМ для приборов найти можно с трудом. Силовые блоки для шкафов ШРН не ремонтируются. Все стройки культурных заведений, театров, концертных площадок, дворцов культуры, филармоний и т.д. были завершены в 80-тых годах 20 столетия. И после 90-х годов нигде (практически) реконструкций не было. За редким исключением. Но и в тех заведениях, которым повезло, устанавливалось не самое современное оборудование на то время. В лучшем случае пульт с протоколом DMX512, головы, сканеры…

Но все изменяется, технологии идут, или летят вперед.
Так с чего же начать реконструкцию системы постановочного освещения?
Начинать необходимо с проектирования системы управления освещением и детальной разработки системы управления с перспективой на будущее.
А для правильного выбора системы управления давайте разберемся с современными протоколами управления светом и тенденциями в системах управления светом.

Наиболее значимые протоколы управления светом. Преимущества и недостатки.

Аналоговые протоколы

modern-lighting-control-protocols-03Аналоговые протоколы – самая старая форма управления светом, но она до сих пор широко применяется, в основном благодаря своей простоте. Управление силой света с помощью изменения напряжения — один из самых первых и простых методов, закрепленный в международном стандарте ANSI E1.3 — 2001. Самым известным из них является протокол 0-10 Вольт. При аналоговом управлении для каждого канала используется отдельный провод. Это быстрый, гибкий и довольно надёжный способ, т.к. любая неисправность в цепи легко обнаруживается с помощью вольтметра.
Недостатком аналогового подхода при управлении десятками и, тем более, сотнями осветительных приборов является большое количество линий управления, что делает данный метод неприменимым для сложных систем с несколькими сотнями осветительных приборов. Система становится слишком дорогой. Кроме того, в ней затруднительно проводить диагностику и устранять неисправности.
Второй недостаток связан с затуханием сигнала на длинных линиях.

 

Мультиплексные протоколы

Мультиплексные протоколы – как поиск способа объединения нескольких управляющих каналов в одном проводе. Существует два типа таких протоколов: аналоговый мультиплексный и цифровой мультиплексный. Среди первых разработчиков мультиплексных протоколов – компания Strand Lighting – протокол D54 и компания ADB – протокол S20. Недостаток Аналоговых Мультиплексных протоколов – интерференция, вызывающая мерцания источников света.

Интерференция волн – явление наложения двух или более когерентных волн, в результате чего в одних местах наблюдается усиление результирующей волны, а в других местах ослабления.

 

Протокол DALI

Стандарт DALI был разработан как продолжение аналогового интерфейса AVC 1-10 В. Это открытый стандарт для люминесцентных ламп с балластом. В конце 2009 г. стандарт был расширен. В частности появилась возможность управления светодиодными инсталляциями. Протокол подразумевает передачу данных по двум линиям.

Преимущества DALI:
– управление 64 устройствами по одной шине;
– на одном пространстве можно образовывать до 16 вариантов сцен;
– управляющие провода подключаются к балласту или схеме управления напрямую, что упрощает подключение, когда есть много зон или групп.
В стандарте DALI используется шифрование с применением кода Манчестер для коррекции ошибок. Предельная скорость передачи составляет 1200 бод. Максимальная длина сегмента составляет 300 м для кабеля сечением 1,5 мм2, 150 м для кабеля с площадью сечения 0,75 мм2, 100 м для кабеля 0,5 мм2.
Скоро протокол будет востребован во многих  новых проектах.

 

Протокол DMX512

Обзор цифровых интерфейсов начнём с протокола DMX512, который является плодом усилий комитета USITT Институт Театральных технологий США (United States Institute of Theatre Technology). В основе протокола DMX512 лежит интерфейс EIA 485. DMX512 поддерживает передачу данных для 512 цифровых каналов по одному кабелю. Использование витой пары проводов (стандарт RS485) позволяет обеспечить высокую степень защиты от электрической интерференции. В 1990 протокол DMX512 претерпел несколько важных изменений и De Facto стал стандартом отрасли (до сих пор всё новое оборудование обязательно проверяется на совместимость с DMX512). Физической средой передачи данных DMX512 является кабель, соответствующий стандарту EIA-485 (RS-485) и состоящий из одной или двух витых пар, помещённых в оплётку и экранированных фольгой. В настоящее время вторая витая пара задействуется редко, но в будущем развитие стандарта предполагает всё более активное её использование для целей управления и диагностики устройств. Максимально удалённая от передающего устройства точка кабеля должна быть терминирована резистором для предотвращения эффекта отражения сигнала. Сопротивление терминирующего резистора подбирается в соответствии с волновым сопротивлением линии. По стандарту в одну линию DMX512 может быть включено до 32 устройств, а сама линия связи может быть длиной до 1 км. Для повышения надёжности передачи сигналов по линии DMX512 могут использоваться усилители сигнала. Линии передачи DMX512 обладают слабой помехозащищённостью, поэтому их прокладка вблизи силовых кабелей нежелательна. Устройства DMX512 допускают адресацию группы приборов с суммарным числом каналов до 512. При необходимости расширения системы DMX (если устройств больше, чем 512) требуется создание структуры с многопортовым контроллером-разветвителем. DMX512 является асинхронным протоколом. Это означает, что любой фрейм может быть послан в любой момент, когда линия не занята. Скорость обмена по линии DMX512 составляет 250 кбит/с.

modern-lighting-control-protocols-04

 

Основные преимущества протокола DMX512:
– основа протокола – интерфейс EIA485;
– простота исполнения;
– высокая надежность;
– невысокая стоимость элементной базы.

 

Недостаток этого протокола управления светом состоит в том, что он изначально создавался для управления диммерами. Поэтому в протоколе DMX512 предусматривалась передача данных только в одну сторону – от пульта к приборам. Сегодня современные приборы стали сложными по сравнению с диммерами, и соответственно многократно усложнилась задача их диагностики. Ошибки могут возникать уже на стадии присвоения DMX-адресов и установки режимов работы оборудования. Протокол DMX512 вполне применим для многих задач управления освещением. В силу простоты и относительной дешевизны реализации в настоящее время данный протокол нашёл широкое применение, например, в области управления светодиодными светильниками. В новой версии протокола DMX512/2000, работа над которой идет полным ходом, будут добавлены типы разъемов, защита от высокого напряжения на сигнальных выводах и решены проблемы на шине земли. Возможно, будет разрешена двусторонняя передача.

Протоколы двустороннего обмена данными

Среди множества двунаправленных протоколов управления освещением международное признание получили:
· Digital Addressable Lighting Interface (DALI)
· Remote Device Management (RDM)
· Architecture for Control Networks (ACN)

 

Протокол RDM

Данный протокол является модернизацией протокола DMX512. RDM (Remote Device Management) был разработан ESTA (Entertainment Services & Technology Association). Официальный номер этого стандарта – ANSI E1.20. Он работает через тот же кабель DMX512, но поддерживает двустороннюю коммуникацию между управляющим устройством и оборудованием. Это даёт сразу два важных преимущества.

Во-первых, RDM позволяет диагностировать состояние приборов. Прожектор с протоколом RDM  распознаётся пультом, как только его подключают к питающей и управляющей сети. А это уже является прямым указанием на то, что прибор получает электроэнергию и управляющие сигналы. Прожектор  может передать на управляющий пульт информацию о своем состоянии: потребляемый ток, рабочая температура, время работы, напряжение в сети, индекс цветопередачи. Возможно конфигурирование, мониторинг статуса, управление RDM-устройствами. И все это происходит, не мешая основной работе стандартных DMX-устройств, которые не поддерживают RDM.

Во-вторых, протокол RDM дает возможность удалённо задавать стартовые DMX-адреса в приборах. Для больших инсталляций это позволяет существенно ускорить прописывание осветительных приборов.

Многие производители уже выпускают приборы с протоколом RDM.
– возможность устанавливать базовый адрес светильника. Это ускоряет установку осветительных приборов и избавляет от необходимости присваивать DMX адреса вручную;
– обновление программного обеспечения через интерфейс RS485;
– возможность создания DMX систем с поддержкой Ethernet (протокола ACN и т.д.);
– управление отдельными устройствами или группой;
– одновременное управление всеми устройствами в сети;
– отсутствие интерференции за счет простой структуры данных;
– передача статусных сообщений (например, о сбое) от одного, нескольких или всех устройств в сети;
– автоматическое распознавание осветительных приборов;
– простой принцип образования групп светильников;
– автоматическое затемнение всех приборов в соответствии с выбранной сценой;
– элементы интеллектуальной системы (индивидуальный адрес, разбиение на группы, предустановленные сцены, время угасания и т.д.);
– более низкая стоимость системы при большем функционале по сравнению с аналоговым управлением 0–10 В.
В перспективе ANSI E1.20 стандарт может стать основным для систем освещения.

 

Ethernet-протоколы

Поскольку количество приборов в крупных осветительных системах увеличивается с каждым днём, появилась потребность снять любые ограничения по числу каналов. Одним из способов решения проблемы является использование Ethernet-протоколов, которые позволяют через один кабель управлять несколькими потоками данных (Universes) по 512 каналов в каждом.
Решить проблему управления приборами с помощью технологии Ethernet пытались многие производители: Компания Strand разработала протокол ShowNet, ETC – EtcNet II, Artistic Licence – ArtNet.
Сегодня протокол ArtNet поддерживает множество компаний, таких как ADB, Avab, Jands Electronics, High End Systems, Martin, Robe и другие.

 

Протокол IP-системы

Многие современные устройства обмениваются данными через интернет. Постепенно данная технология проникает и в системы освещения.
Преимущества использования протоколов TCP/IP:
– низкая стоимость инфраструктуры;
– масштабируемость — возможность соединения практически бесконечного количества сетей;
– совместимость с сетевыми и интернет-протоколами позволяет управлять освещением дистанционно;
– простота конфигурирования;
– высокая скорость передачи;
– устойчивость к появлению ошибок.

В настоящее время идет разработка сетевого протокола для управления осветительными системами по IP-сети ACN (Аrchitecture for control networks E1.17). Протокол является надстройкой UDP/IP. Связь осуществляется по стандартным линиям Ethernet или Wi-Fi. Протокол ACN является полностью двунаправленным. Каждое устройство имеет уникальный идентификационный номер, по которому контроллер распознает подключенные устройства. Кроме того, к каждому устройству прилагается файл с описанием всех возможностей источника света. Таким образом, контроллер сможет управлять светильниками, которые появятся в будущем.

Сама идея создать стандартный протокол, который смог бы управлять любым театральным оборудованием (светом, звуком, видео и даже сценической механикой) просто замечательна. Пока он недостаточно распространён.
Для перехода с DMX512 на ACN разработан промежуточный протокол DMX-over-ACN (Streaming ACN, или BSR E1.31).