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DMX512控制在音乐喷泉中的运用

作者:DMX512水下灯|重庆水下灯|防水条形灯|中孔喷泉灯|不锈钢水下灯|不锈钢地埋灯|重庆新源辉光电科 浏览: 发表时间:2019-05-27 10:55:06

浅谈DMX512LED水下灯在音乐喷泉中的运用

重庆新源辉光电科技有限公司  晏钢强  黄世平  郑杨昆

 

【摘要   近年来,随着科技的不断发展和人民生活水平的提高,我国音乐喷泉的建设规模和技术水准也在不断的刷新和升级。人们对音乐喷泉表演的质量和效果要求也越来越高。DMX512协议运用于LED水下灯控制也是当前喷泉行列所关注的热点。由于DMX512控制的LED水下灯具有寿命长、功耗低色彩鲜艳,反应速度快,节能环保、且控制系统先进,配置灵活,可实现点对点控制,可控性好,安全可靠等特点,它在音乐喷泉表演中的起到了非常重要的作用,特别是跑泉和矩阵表演中,水型、音乐和灯光的完美组合,其色彩斑斓、流光溢彩和变化多端,更是增添了音乐喷泉表演的魅力和观赏性,给人们带来梦幻无尽、美的享受。

一、DMX512协议

DMX512协议最先是由USITT(美国剧院技术协会)发展成为从控制台用标准数字接口控制调光器的方式。DMX512超越了模拟系统,但不能完全代替模拟系统。DMX512的简单性、可靠性以及灵活性使其迅速成为资金允许情况下选择的协议,除了调光器外,一系列不断增长的控制设备就是证据。DMX512仍然是科学上的一个新领域,具有在规则基础上产生的各种奇妙技术。

 1.1  DMX512协议的概述

DMX512 是国际通用的一种高速数据传输的协议,采用RS485硬件线路,和一般的RS485通信有所不同。

1.1.1.采用单向通信。DMX512协议虽然能把不同厂家产品连接起来并实施控制,但由于只能单向传输,控制台与灯具之间无法实现真正的信息交互,灯具只能被动地接收控制台的控制信息,它自身的状态信息不能反馈到控制台。必须提前为每个灯具编写好地址,以便灯具能够准确无误地接收控制指令。但由于信息帧结构中没有传输地址,因此如果某一帧信号由于干扰等原因导致在传输中出现错误,那么此帧后面的所有信息均将误传,同时信息出错后,灯具不能回馈出错信息,这是DMX512LED水下灯很难排出信号干扰故障的主要原因。

1.1.2  DMX 512通信需要传输一个88us的低电平数据,作为一包数据的起始帧头,接收方有间隙检测电路,需找数据起始帧头,无通信校验。

1.1.3 DMX 512通信的固定波特率为250Kbps,由于通信协议开放,效率可靠性高,在传统舞台行业广泛运用,兼容DMX 512通信接口已是大功率LED照明控制系统里默认的选择。

1.2 DMX512的电气特性

DMX512采用EIA-485标准。

发送端:逻辑“1”以两线间压差+(2~6)V表示;

  逻辑“0”以两线间压差为-(2~6)V表示;

  接收端:A比B高200mv以上即认为是逻辑“1”;

A比B低200mv以上即认为是逻辑“0”。

1.3 DMX512协议详解

DMX 512传输速率固定为250Kbps,每个数据位的时间是4us,每个字节是十一位,就是44us

1秒=1000毫秒         1毫秒=1000微秒

因此512个字节的数据传输时间为44*512=22.528ms

  数据的帧头通常是88us,数据的帧头随后是一个空闲帧,空闲帧时间长度是8us-1ms,512字节的数据包之前还有一个字节,表示设备的代号或自定义用途,通常是0,该字节的数据可用自动写码命令之用。

二、DMX512 LED水下灯生产技术要求包括的主要内容:

2.1  适应DMX512控制结构要求的LED灯布局和驱动控制电路

DMX512 LED水下灯内置DMX512解码芯片与外接DMX512控制台及电脑的控制方式,可通过DMX512控制台或者电脑来实现对音乐喷泉DMX512 LED水下灯的渐变、跳变、色彩闪烁、随机闪烁、渐变交替等动态效果,并且通过DMX512 LED水下灯地址设置的不同,可以实现其中任意DMX512 LED水下灯点对点的独立控制。大功率LED水下灯,一般常有6W,12W,18W,24W,36W,48W,54W64w、72w、108w规格。

 

2.2   满足DMX512 LED水下灯要求的特殊密封结构和绝缘强度

由于LED水下灯应用场合的特殊性,是在水下工作的电器产品,所以也有它技术指标的特殊要求,首先LED水下灯的防护等级必须达到IP68,也包括水下电缆接头。这样才能保证LED水下灯具长期泡在水里而不漏水。其次,LED水下灯在水中后,必须要求电缆线外接电端头与灯具外壳间的绝缘电阻应:≧2MΩ。目的是保证灯具的绝缘强度达到基本的技术要求,杜绝漏电流的产生。这样才能保证人员的人身安全及LED灯具的正常运行。

2.3密封体内的热量传导体系

根据内部发热量的大小设计出不同的内部热传导方式,解决大功率、密集型、高亮度芯片的散热问题,提高每个LED芯片的光利用效率和散热性能。具体措施是增加导热铝基板,使芯片及驱动产生的热量通过导热系数较高的铝基板传导给灯壳,把80%的热量传到灯体外,使其延长LED水下灯的使用寿命。

2.4适应DMX512 LED水下灯的供电电源;

DMX512LED水下灯输入电压分DC24V和AC220V两种。

2.4.1选择电压为DC24V供电的,一般采用性能稳定,质量较好的开关电源供电,优点是安全可靠。缺点是电压低电流大,导致整体线路上的电压降增大,容易造成线路后端的电压降低,表现的结果是线路后端灯的亮度降低甚至造成灯光熄灭。在实际运用中,应准确计算线路电流,选择横截面积足够、正规的国标防水电缆,总体上来说,电缆线的成本较高。

2.4.2选择电压为AC220V直接供电的,虽然省去了降压设备部分成本,线路电流较小,使用的电缆成本也相对降低,但安全性相对较差,且灯的驱动成本较高。

两种方式供电,其各有优点,也各有不足。在运用中,从安全和施工成本两方面来综合考虑,设计人员应对现场的实际情况进行分析后,再确定选择哪种输入电压方式。

2.5  DMX512水下灯的连接方式及编码  

2.5.1  DMX512 LED水下灯信号线的连接方式及写码方式

标准的DMX512控制是以并联方式连接的(图3),该种方式每个LED灯必须设定各自信号的起始地址。有一种安装上看起来像串行安装,其实是并行的。并行安装的走线方式是所有面的接收端都是并联在DMX512控制器的输出线上,如果不写入地址码,就区分不出不同的接收端,只有区分出不同的接收端才可以实现对DMX512 LED灯的点对点控制。并行信号的走线方式缺点是写地址较麻烦,灯具安装需对号入座。优点是能精确控制每一盏灯具,如果某一解码器出现故障也不会影响其它灯具的使用。

除了并行的传输方式外还有串行的传输方式(图2)。串行的DMX512解码器上有信号输入和信号输出的接线端口,它是由上一盏灯的输出接入到下一盏灯的输入。串行的信号传输方式不需要人为的写入地址码,上电后通过灯具的接线先后顺序,解码器自行分配地址码。该种方式的优点是不需要写入地址码,安装方便。缺点是在大型音乐喷泉的表演中编辑效果受到限制,且其中有一个解码器出现故障,那么这一串后面的所有灯具将无法收到DMX512控制器的信号。

2.5.2  DMX512 LED水下灯有自己独立的地址码,按照解码器的不同,设定地址的方式也有一定差异。它的设定通常有两种模式。一种是平时最常见的3线信号线,分别是信号正、信号负、地线先将灯具地址一个一个的写好,然后依次安装。这种写码方式由于是一个一个的写,所以写入速度较慢,安装也较为不便。另一种是平时不常见的5线信号线,它除了信号正,信号负和地线外,还有2根专门用来写地址的通讯线。这种方式可以将灯具全部安装好后再来统一写地址。但这种方式就要求接线百分之百正确,当一根线没有连接正确都会导致写码不成功。

三、DMX512LED水下灯的运用与总结

现代音乐喷泉已经是一种集、光、水、力为一体的高科技产物。现代科技使喷泉艺术进入崭新的时代。DMX512水下灯从技术上讲现已逐步走向成熟,它完全能够满足音乐喷泉中灯光的各种变化要求,在喷泉行业中正在逐步推广使用,我公司生产的DMX512LED水下灯在实际运用中,产生的效果非常显著,受到了喷泉行列同仁的关注和称赞。


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