Протоколы управления светом. Краткий обзор
12.05.2014
Большинство таких протоколов универсальны, т.е. могут работать с различными видами осветительных приборов. Но есть и такие, которые привязаны к конкретной продуктовой линейке. В данной статье мы опишем наиболее значимые протоколы управления светом и рассмотрим некоторые их преимущества и недостатки.
Аналоговые протоколы
Аналоговые протоколы – самая старая форма управления светом, но она до сих пор широко применяется, в основном благодаря своей простоте. 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.
Главный недостаток аналоговых протоколов управления светом – то, что они подходят лишь для очень небольших систем освещения. Для современных световых комплексов, использующих сотни и даже тысячи каналов, такой способ управления будет слишком громоздким и дорогим.
Мультиплексные протоколы
Ограничения аналоговых протоколов побудили производителей направить свои усилия на поиск способа упаковки нескольких управляющих каналов в один провод. Созданные таким путём протоколы управления светом стали называться мультиплексными. Существует два типа таких протоколов: Аналоговый Мультиплексный и Цифровой Мультиплексный.
Среди первых разработчиков Аналоговых Мультиплексных протоколов – компания Strand Lighting с их D54 и компания ADB с протоколом S20. Эти протоколы уже редко применяются для новых инсталляций, но кое-где ещё используются. Главной бедой Аналоговых Мультиплексных протоколов стала интерференция, вызывающая мерцания источников света.
В Цифровых Мультиплексных протоколах управляющие сигналы передаются с помощью цифровой информации. Первыми разработчиками были компании Avab и Colortran, соответственно такие же имена получили их протоколы. Главный (и единственный) недостаток этой группы протоколов – то, что большая их часть является частной собственностью. Это создаёт большие трудности с согласованием оборудования от разных производителей.
Протокол DMX512
Проблема была решена в 1988 году, когда Институт Театральных технологий США USITT (United States Institute of Theatre Technology) создал цифровой мультиплексный протокол DMX512. Как видно из его названия, DMX512 подерживает передачу данных для 512 цифровых каналов по одному кабелю. Использование витой пары проводов (стандарт RS485) позволяет обеспечить высокую степень защиты от электрической интерференции.
Протокол DMX512 оказался настолько удобным и надёжным в эксплуатации, что число производителей осветительной техники, взявших его на вооружение, росло буквально по экспоненте. 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).
Недостаток этого протокола управления светом состоит в том, что он изначально создавался для управления диммерами. Поскольку диммеры – приборы достаточно простые, их диагностика казалась очевидной. Поэтому в протоколе DMX512 предусматривалась передача данных только в одну сторону – от консоли к приборам.
Сегодня ассортимент управляемых приборов стал гораздо шире, и соответственно многократно усложнилась задача их диагностики. Кроме того, ошибки могут возникать уже на стадии присвоения DMX-адресов и установки режимов работы оборудования. Как только число каналов управления выросло до десятков тысяч, эта проблема потребовала срочного решения.
Протокол RDM
Следующий протокол управления светом – RDM − 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. Оборудование распознаётся консолью (если она поддерживает протокол RDM), как только его подвешивают и подключают к питающей и управляющей сети. А это уже является прямым указанием на то, что прибор получает электроэнергию и управляющие сигналы. Помимо этого, любой прибор может передать на управляющий пульт информацию о своих лампах, двигателе, о том, что сработали предохранители и т.д. Зная, в чём состоит проблема, оператор способен быстро её устранить.
Вторым плюсом протокола RDM является возможность удалённо задавать стартовые DMX-адреса. Для больших инсталляций это позволяет существенно ускорить прописывание осветительных приборов.
Хотя RDM пока не является официальным стандартом, многие производители уже выпускают приборы, которые с ним совместимы.
Ethernet-протоколы
Протоколы DMX512 и RDM сегодня можно назвать «рабочими лошадками» управления светом, вероятно, они останутся с нами и в обозримом будущем. Но, 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 с помощью технологии Ethernet пытались многие производители. Например, компания Strand разработала протокол ShowNet, ETC – EtcNet II, а Artistic Licence – ArtNet. Последний протокол был запущен в открытый доступ, а впоследствии в него был включён ряд дополнительных программ. Сегодня протокол ArtNet поддерживает множество компаний, таких как ADB, Avab, Jands Electronics, High End Systems, Martin, Robe и другие.
Протокол ACN
Естественно, разработчики не смогли пройти мимо идеи использовать для управления осветительными приборами сетевого протокола IP, объединившего все компьютерные сети в единую всемирную сеть − Интернет. На его основе ESTA разработала двунаправленный сетевой протокол ACN –Architecture for Control Networks. Связь осуществляется по линиям Ethernet или Wi-Fi с высокой скоростью и хорошей устойчивостью к появлению ошибок.
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, но некоторые специалисты уже успели оценить его преимущества.
Алексей Чикин, художник по свету:
В своей работе я использовал возможности протоколов ACN и ArtNet «на полную катушку». Они особенно удобны при настройке оборудования. Это значительно упрощает работу: после того, как развесишь и подключишь всё оборудование, раздаёшь IP адреса и дальше, сидя в аппаратной, спокойно делаешь все настройки и осуществляешь контроль. Так же легко, «не отходя от кассы», можно менять настройки под конкретный спектакль или шоу.
Таким образом, добавив к обычному набору инструментов современные протоколы управления светом, мы можем существенно улучшить процессы управления, конфигурации и диагностики неисправностей, а значит, во многом упростить свою работу.
Большинство таких протоколов универсальны, т.е. могут работать с различными видами осветительных приборов. Но есть и такие, которые привязаны к конкретной продуктовой линейке. В данной статье мы опишем наиболее значимые протоколы управления светом и рассмотрим некоторые их преимущества и недостатки.
Аналоговые протоколы
Аналоговые протоколы – самая старая форма управления светом, но она до сих пор широко применяется, в основном благодаря своей простоте. 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.
Главный недостаток аналоговых протоколов управления светом – то, что они подходят лишь для очень небольших систем освещения. Для современных световых комплексов, использующих сотни и даже тысячи каналов, такой способ управления будет слишком громоздким и дорогим.
Мультиплексные протоколы
Ограничения аналоговых протоколов побудили производителей направить свои усилия на поиск способа упаковки нескольких управляющих каналов в один провод. Созданные таким путём протоколы управления светом стали называться мультиплексными. Существует два типа таких протоколов: Аналоговый Мультиплексный и Цифровой Мультиплексный.
Среди первых разработчиков Аналоговых Мультиплексных протоколов – компания Strand Lighting с их D54 и компания ADB с протоколом S20. Эти протоколы уже редко применяются для новых инсталляций, но кое-где ещё используются. Главной бедой Аналоговых Мультиплексных протоколов стала интерференция, вызывающая мерцания источников света.
В Цифровых Мультиплексных протоколах управляющие сигналы передаются с помощью цифровой информации. Первыми разработчиками были компании Avab и Colortran, соответственно такие же имена получили их протоколы. Главный (и единственный) недостаток этой группы протоколов – то, что большая их часть является частной собственностью. Это создаёт большие трудности с согласованием оборудования от разных производителей.
Протокол DMX512
Проблема была решена в 1988 году, когда Институт Театральных технологий США USITT (United States Institute of Theatre Technology) создал цифровой мультиплексный протокол DMX512. Как видно из его названия, DMX512 подерживает передачу данных для 512 цифровых каналов по одному кабелю. Использование витой пары проводов (стандарт RS485) позволяет обеспечить высокую степень защиты от электрической интерференции.
Протокол DMX512 оказался настолько удобным и надёжным в эксплуатации, что число производителей осветительной техники, взявших его на вооружение, росло буквально по экспоненте. 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).
Недостаток этого протокола управления светом состоит в том, что он изначально создавался для управления диммерами. Поскольку диммеры – приборы достаточно простые, их диагностика казалась очевидной. Поэтому в протоколе DMX512 предусматривалась передача данных только в одну сторону – от консоли к приборам.
Сегодня ассортимент управляемых приборов стал гораздо шире, и соответственно многократно усложнилась задача их диагностики. Кроме того, ошибки могут возникать уже на стадии присвоения DMX-адресов и установки режимов работы оборудования. Как только число каналов управления выросло до десятков тысяч, эта проблема потребовала срочного решения.
Протокол RDM
Следующий протокол управления светом – RDM − 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. Оборудование распознаётся консолью (если она поддерживает протокол RDM), как только его подвешивают и подключают к питающей и управляющей сети. А это уже является прямым указанием на то, что прибор получает электроэнергию и управляющие сигналы. Помимо этого, любой прибор может передать на управляющий пульт информацию о своих лампах, двигателе, о том, что сработали предохранители и т.д. Зная, в чём состоит проблема, оператор способен быстро её устранить.
Вторым плюсом протокола RDM является возможность удалённо задавать стартовые DMX-адреса. Для больших инсталляций это позволяет существенно ускорить прописывание осветительных приборов.
Хотя RDM пока не является официальным стандартом, многие производители уже выпускают приборы, которые с ним совместимы.
Ethernet-протоколы
Протоколы DMX512 и RDM сегодня можно назвать «рабочими лошадками» управления светом, вероятно, они останутся с нами и в обозримом будущем. Но, 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 с помощью технологии Ethernet пытались многие производители. Например, компания Strand разработала протокол ShowNet, ETC – EtcNet II, а Artistic Licence – ArtNet. Последний протокол был запущен в открытый доступ, а впоследствии в него был включён ряд дополнительных программ. Сегодня протокол ArtNet поддерживает множество компаний, таких как ADB, Avab, Jands Electronics, High End Systems, Martin, Robe и другие.
Протокол ACN
Естественно, разработчики не смогли пройти мимо идеи использовать для управления осветительными приборами сетевого протокола IP, объединившего все компьютерные сети в единую всемирную сеть − Интернет. На его основе ESTA разработала двунаправленный сетевой протокол ACN –Architecture for Control Networks. Связь осуществляется по линиям Ethernet или Wi-Fi с высокой скоростью и хорошей устойчивостью к появлению ошибок.
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, но некоторые специалисты уже успели оценить его преимущества.
Алексей Чикин, художник по свету:
В своей работе я использовал возможности протоколов ACN и ArtNet «на полную катушку». Они особенно удобны при настройке оборудования. Это значительно упрощает работу: после того, как развесишь и подключишь всё оборудование, раздаёшь IP адреса и дальше, сидя в аппаратной, спокойно делаешь все настройки и осуществляешь контроль. Так же легко, «не отходя от кассы», можно менять настройки под конкретный спектакль или шоу.
Таким образом, добавив к обычному набору инструментов современные протоколы управления светом, мы можем существенно улучшить процессы управления, конфигурации и диагностики неисправностей, а значит, во многом упростить свою работу.
