Lighting

Multifunktionale Lichtlösungen bequem via Netzwerk steuern

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DMX-Informationen via Art-Net übertragen

Als Alternative könnte man die DMX-Informationen über IP-basierende Netzwerke übertragen, die in jedem modernen Gebäude verfügbar sind. Ethernet-Kabel sowie WLAN-Strecken für die Bürokommunikation stehen zumeist in allen Räumen zur Verfügung. Eine Anbindung an die einzelnen Leuchtelemente ist dann mit einem nur geringen Aufwand möglich. Selbst Video Applikationen sind damit machbar. Daraus resultierend stellt sich die Frage nach einer Kopplung der Steuergeräte mit den Leuchtelementen.

Als Lösung bietet sich Art-Net an. Art-Net ist ein IP-basierendes Protokoll zur Übertragung von DMX-Informationen oder sonstigen Nutzerdaten über Standard-Netztechnologien. Das beinhaltet kostengünstige bedrahtete oder drahtlose Netzwerkstrukturen. Dabei können theoretisch 32.786 DMX-Universen angesteuert werden, was 16 Mio. DMX-Kanälen entspricht. Zukünftigen Erweiterungen sind damit keine Grenzen gesetzt. Die Spezifikation Art-Net wurde von der Firma Artistic Licence erstellt und ist frei verfügbar.

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Vereinfacht kann man sich das aus physikalischer Sicht so vorstellen, dass in Teilen des Übertragungsweges die DMX-Kabel durch Ethernetkabel oder WLAN-Strecken ersetzt werden. Damit benötigt man am PC keinen klassischen DMX-Transmitter mehr, da die Signale über einen IP-Port gesendet werden. Ein weiterer Vorteil ist die bi-direktionale Kommunikation für Rückmeldungen. Die Datenübermittlung erfolgt über den verbindungslosen Übertragungsdienst UDP (User Datagramm Protocol).

Da vor Übertragungsbeginn nicht erst eine Verbindung aufgebaut werden muss, kann schneller mit dem Datenaustausch begonnen werden. Zusätzlich ermöglicht UDP eine Integritätsüberprüfung, indem eine Prüfsumme mitgesendet wird. Dadurch kann eine fehlerhafte Übertragung erkannt werden. Für die Übertragung des UDP wird das Internet Protokoll (IP) verwendet.

Das Lightingteam von Silica bietet technische Hilfe

Die Implementierung eines Art-Net-Protokolls in einem Leuchtmittel oder in einem Zubehörgerät, etwa einem Art-Net Node (Art-Net zu DMX-Konverter) stellt gewisse Anforderungen an die Hardware: Einen TCP/IP-fähigen Mikrocontroller mit genügend Performance, um die TCP/IP-Kommunikation zu handhaben. Dadurch können kontinuierlich mehrere DMX-Universen gesendet oder bei direkter Ansteuerung mehrere PWM-Ausgaben generiert werden, wobei die Anforderungen je nach Anwendung variieren.

Das technische Lightingteam der Silica hilft bei der Implementierung dieses Protokolles sowie bei der Auswahl der entsprechenden Hard- und Software. Außerdem stehen den Applikationsingenieuren Demos für ARM-Cortex-M-Architekturen zur Verfügung. Bekannte Mikrocontroller-Hersteller wie NXP, STMicroelectronics und Texas Instruments bieten Controller, die bereits mit einer MAC ausgestattet sind und mit entsprechenden TCP/IP-Demos und kostenfreien Stacks ausgeliefert werden.

Die wohl am häufigsten eingesetzten Stacks sind lwip oder µIP. Beide unterstützen eine UDP-Kommunikation. Somit muss sich ein Entwickler nicht erst mit dem TCP/IP-Protokoll beschäftigen, sondern kann dieses nutzen und sofort das Art-Net-Protokoll aufsetzen. Wird eine entsprechende Stringfolge empfangen, werden die zugehörigen Dimmerdaten ausgefiltert und weiter verarbeitet.

Zur Konfiguration eines Art-Net-fähigen Gerätes benötigt man einige Einstellmöglichkeiten am entsprechenden Gerät. Diese Einstellungen können in der einfachsten Version über einfache DIP-Schalter oder in einer fortschrittlicheren Version selbst über TCP/IP und einer eingebetteten Website vorgenommen werden. Bei diesen Einstellungen handelt es sich z.B. um die IP-Adresse oder Einstellungen des DMX-Universums.

Art-Net lässt sich auch dazu verwenden, einzelne Lampen direkt anzusteuern. In diesem Fall können günstige Art-Net Nodes mit integriertem DMX-Decoder direkt in einem einzigen Microcontroller realisiert werden. Auf der Hostseite gibt es bereits eine Vielzahl von Anwendungen, etwa für Windows und Apple. Auch etliche Apps unterstützen das Art-Net-Protokoll. Somit eignet sich dieses Protokoll für alle Bereiche der Beleuchtung. Selbst einzelne Lampen lassen sich dann bequem vom Sofa aus mit dem iPhone über das heimische WLAN regeln.

* * Klaus-Dieter Kern... ist Senior Account Manager Silica Lighting

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