Jak producenci urządzeń DMX512 oszukują na wejściach DMX512

 Producenci urządzeń DMX512 używają w swoich urządzeniach sztuczkę aby obniżyć koszty ale zwiększając znacznie prądożerność magistrali DMX512 oraz zmniejszając liczbę urządzeń na linii z 32 do połowy lub mniej . 

Jak wygląda poglądowo wejście sygnału DMX512 wg standardu RS485 pokazano na rysunku niżej.

Strona magistrali DMX512 i części logicznej z procesorem dekodującym sygnał są rozdzielone separacją galwaniczną . Zastosowana jest do tego przetwornica DC/DC izolowana . Do zamiany sygnału różnicowego z magistrali DMX512 na pojedynczy względem masy GND , potem transoptor dostarcza poprzez połączenie optyczne sygnał na drugą stronę.

A jak to robią aby było taniej ?

Teraz jest o wiele prościej i taniej . Odeszła przetwornica DC/DC i konwerter sygnału różnicowego na pojedynczy względem masy. Ale nie ma  nic za darmo. Takie wejście potrzebuje o wiele więcej prądu niż jak przy budowie zgodnej ze sztuką. 

Schemat taniego opto-splittera DMX512 z zastosowaniem transoptora jako wejścia

 

Co to oznacza ? Znaczne większe obciążenie wyjścia interfejsu DMX512 niż przy standardowych wejściach i skrócenie prawidłowego działania magistrali DMX512. Urządzenia DMX512 jak PAR , głowa , laser mogą działać w sposób losowy lub w ogóle nie reagować . 

Czy pomoże wtedy terminator na końcu linii ? Nie , spowoduje jeszcze większe obciążenie prądowe i spadek napięcia poniżej progu wysterowania takiego nietypowego wejścia

Co można zrobić aby działało prawidłowo ? 

• zwiększyć napięcie zasilania nadajnika DMX512 -  maksymalnie dla układu nadajnika DMX512 można zwiększyć do 5.5V , wtedy napięcie różnicowe między data+/data- osiąga prawie 5V . Jest możliwe dla urządzeń z zewnętrznym zasilaczem a nie USB/DMX512 gdzie napięcie ściśle zależy od gniazda USB i waha się między 4.8V a 5.2V w zależności od komputera. Do tego gniazdo USB ma zazwyczaj mniejszą wydajność prądową od zasilacza zewnętrznego.
• zastosowanie wzmacniacza/splittera DMX512 - standardowo do linii DMX512 powinno podłączyć się go jako 32-ie urządzenie , ale przy "oszukanych liniach" może to być potrzebny po kilku urządzeniach. Taki wzmacniacz ma swoje zasilanie i retransmituje sygnał DMX512 do nowego segmentu. 
• USB HUB -  może poprawić napięcie i wydajność prądową dla USB / DMX512
  

 Dla standardowych wejść urządzeń DMX512 przypada 0,5-2mA obciążenia na każde urządzenie. Przy 32 urządzeniach biorąc najgorszy przypadek wypada 64mA co jest do przyjęcia.

schemat poglądowy magistrali DMX512 bazującej na RS485

Tymczasem dla "oszukanych" wejść wygląda to tak 

Każda dioda emitera optycznego transoptora wymaga co najmniej 10mA aby prawidłowo wysterować optotranzystor po drugiej stronie , czyli przy 6 takich urządzeniach DMX512 mamy około 60mA obciążenia linii , zaś przy 32 urządzeniach aż 320 mA , czyli poza zasięgiem typowych driverów RS485. A terminator Rt o wartości 120 Ohm "dobija" jeszcze całość. 

Do tego każdy kabel DMX512 posiada swoją impedancję a więc zawiera oprócz rezystancji kabla także szerogową indukcyjność i równoległą pojemność

Jak to wpływa na kondycję sygnału DMX512 i prawidłowy odbiór danych? 

Rezystor i dioda reprezentują jedno urządzenie DMX512 z "oszukanym wejściem"

rysunek przedstawia poglądowy i uproszczony model zachowania się linii DMX512. Podane napięcia w podanych punktach są to maksymalne napięcie szczytowe dla sygnału różnicowego które wymusza przepływ prądu przez diodę emitera transoptora. Zakładając że do prawidłowego wysterowania przyjmiemy 3V to odbiorniki w czerwonej ramce już prawidłowo nie dekodują sygnału DMX512. Mogą w ogóle nie reagować lub świecić losowo.

Uwzgledniając jeszcze że każdy kabel i odbiornik DMX512 posiada impedancję a nie tylko rezystancję jak w rzeczywistych warunkach sytuacja wygląda jeszcze gorzej. Tym bardziej gdy zastosuje się kabli mikrofonowych ,które są zabronione przy DMX512 .

W takim przypadku należy wstawić wzmacniacz(splitter) dla odbiorników DMX512 reprezentowanych przez diody D5-D8 .

Materiały dydaktyczne:

• https://atnel.pl/download/poradniki/rs485/AN-960.pdf