DMX luci: la guida al protocollo per console, mixer e fari

DMX luci

Se hai cercato in giro, ti stai affacciando ora al mondo del lighting di un certo livello o hai letto una delle nostre guide, avrai sentito parlare del DMX luci. Oppure, magari, lo avrai letto in corrispondenza di una spina o di una presa che si trovano sul retro di un faro. In questo articolo vogliamo spiegare cos’è questo protocollo, come funziona la trasmissione dei dati da una console o mixer lui a un faro e come utilizzarlo.

Cos’è il DMX

DMX è l’abbreviazione di Digital MultipleX, più noto come DMX512. Si tratta di uno standard di comunicazione digitale usato principalmente per il controllo dell’illuminazione, per delle luci ed effetti da una console o mixer che utilizzi lo stesso protocollo di trasmissione dei dati.
Questi dati possono essere trasmessi via cavi DMX o sistemi di tramettitore e ricevitore wireless. In ogni caso verranno impiegati come metodi di connessioni gli ingressi e le uscite DMX presenti sulle macchine (luci e controller/mixer), cui inserire il cavo o l’antenna DMX.

Per collegare un controller DMX512 alle macchine compatibili si utilizza un cavo bipolare schermato di impedenza nominale 110 ohm, sul quale i dati sono trasmessi in forma differenziale. I connettori possono essere XLR a 5 poli o a 3 poli (chiamati anche 5pin o 3pin). Nel primo caso un pin è la schermatura del cavo (massa), 2 sono utilizzati per la trasmissione di segnale DMX, e gli altri 2 sono riservati per una seconda linea bilanciata DMX. In realtà, però, il suo uso non è mai stato definito sebbene si fosse ipotizzata una linea di ritorno.

Ecco perché molti produttori preferiscono l’impiego di connettori XLR a 3 pin che sono tra l’altro anche più economici. Ad oggi questo secondo standard è largamente più diffuso, sebbene molti professionisti preferiscano ancora utilizzare i 5pin per una ragione molto pratica: non confondere visivamente i cavi DMX con i cavi audio sempre con connettori XLR. Per questo alcune luci DMX presentano entrambi gli input/output.

Schematicamente:

Fari e luci DMX: il collegamento

Ogni dispositivo ha un ingresso e un’uscita DMX512 (o, come abbiamo visto un input/output 5pin e un input/output 3pin), le quali sono internamente collegate tra di loro. La porta DMX512 in sul primo dispositivo viene collegata al DMX512 out del controller mentre il DMX512 out del primo faro viene collegato al DMX in del secondo, e così via. Questa tipo di collegamento viene chiamato daisy chain o cascata.

In teoria, il connettore DMX512 out dell’ultima luce della catena dovrebbe avere inserito un terminatore DMX512, vale a dire una resistenza da 120 ohm e 0,25 W tra i pin 2 e 3 del connettore. Questo evita che i segnali vengano riflessi indietro a causa del disadattamento di impedenza quando arrivano in fondo alla linea, producendo interferenze. Ad ogni modo, però, per collegamenti su breve distanza di un numero limitato di dispositivi è possibile lavorare anche senza terminatore.

Ecco un esempio dello schema collegamento DMX 512 di una centralina DMX o mixer DMX a una catena di luci DMX.

Il sistema 512

Entrando nello specifico del protocollo di trasmissione, per comprenderne appieno il funzionamento e di conseguenza scegliere oculatamente una console luci o una centralina luci DMX, dobbiamo addentrarci del mondo della trasmissione dei dati. Ogni cavo DMX512 può trasmettere fino a 512 valori da 8 bit (da questo il nome), compresi tra 0 e 255, in questo modo un cavo può controllare fino a 512 dispositivi distinti (dimmer per fari alogeni e blinder) oppure 512 parametri distinti (per i fari motorizzati e complessi come le teste mobili).

Siccome il DMX supporta solo 512 canali, ci si può imbattere in situazioni in cui sono necessari diversi universi DMX distinti. Per universo DMX si intende una singola linea di collegamento dal controller e tutti i dispositivi associati a quel cavo. La maggior parte delle console DMX recenti supportano più di un universo DMX, ognuno dei quali deve essere cablato indipendentemente.

I dati sono trasmessi in modo seriale a 250 kbit/s e sono raggruppati in pacchetti di dimensione massima di 513 byte, con 1 bit di start e 2 bit di stop. L’inizio di un pacchetto viene identificato con una pausa di almeno 88 µs. I fari che ricevono il segnale, quando riconoscono questa pausa, azzerano i contatori interni di ricezione. A questo punto vengono inviati i dati fino ad un massimo di 513 byte. Il primo byte è sempre il byte di stato, che indica ai dispositivi riceventi il tipo dei dati che seguiranno.

I restanti byte costituiscono i dati reali. Possono essere inviati al massimo 512 byte ed è compito dei ricevitori mantenere un conteggio interno dei byte per distinguere i singoli canali. Un pacchetto completo impiega circa 23 ms per essere inviato. Ciò corrisponde ad un refresh rate di circa 44 Hz. Se è necessario un refresh rate più alto si possono utilizzare meno canali semplicemente iniziando l’invio di un nuovo pacchetto prima del completamento dell’invio di tutti i 512 valori. La dimensione minima di un pacchetto è di 24 canali. Tuttavia quasi tutti i trasmettitori inviano sempre 512 valori poiché molti ricevitori hanno problemi a gestire pacchetti più corti.

Come lavora la centralina DMX

L’output DMX512 è progettato per gestire 32 unità di carico. Un singolo dispositivo può rappresentare una frazione dell’unità di carico anche se la cablatura tra i dispositivi può degradare il segnale in modo significativo. Per ovviare a questo problema ed al problema della gestione dei cavi, spesso si usano dei buffer (o splitter) DMX512. Questi apparecchi hanno un DMX512 in e diversi DMX512 out, attraverso i quali vengono trasmessi gli stessi dati. Ogni output può così controllare 32 unità in modo da dividere il segnale dal controller a centinaia di dispositivi.

Non è consigliabile, invece, suddividere il segnare DMX512 cablando un output verso due input. Ciò potrebbe portare a problemi di terminazione. Per esempio, se entrambi i rami della suddivisione fossero terminati con resistenza da 120 ohm, la resistenza combinata risultante sarebbe di soli 60 ohm e ciò probabilmente porterebbe in sovraccarico il trasmettitore DMX facendolo spegnere o produrre una tensione troppo bassa. Nel caso in cui solo uno, o nessuno, dei due rami fosse terminato, i rami non terminati creerebbero segnali di riflesso, causando la perdita di dati.

Utilizzo e setting delle luci DMX

L’utilizzo del DMX luci prevede la predisposizione del controller all’invio dei dati tramite il protocollo a 512 valori, e il conseguenziale setting della macchina ricevente. Va innanzitutto specificato che per un’economia nell’ambito dei pacchetti di dati e canali utilizzati, le macchine più versatili e con una pluralità di funzioni dispongono di un menu più o meno articolato dal quale è possibile innanzitutto decidere con quanti canali lavorare. Per fare un esempio pratico, una testa mobile può avere la possibilità di lavorare a 10/50/100 canali. A seconda della modalità scelta, via via che aumentano i canali, aumentano le possibilità di controllo sempre più fine della macchina. Quindi con soli 10 canali potrebbero controllarsi solo alcuni colori, attivazione/disattivazione di filtri, attivazione/disattivazione di gobo. Con 100 invece si potranno controllare anche le rotazioni dei colori, dei gobo, dei prismi, le modalità automatiche e così via.

Sempre all’interno del sotto menu inerente alla modalità DMX, ci sarà anche la possibilità di indirizzare le macchine, ovvero assegnare il primo canale dei 512 sul cavo. Quindi, se abbiamo diverse macchine di differente tipologia da collegare in cascata, le quali occupano ad esempio 15 canali a testa, dovremo indirizzare la prima con il numero 1, la seconda con il 16, la terza con il 32 e così via… Da notare che ogni apparecchiatura che occupa più canali va mappata con il primo canale che si intende utilizzare, i restanti saranno assegnati automaticamente e occupati in automatico.

Funzione Master/Slave

Quasi tutte le luci DMX hanno un particolare metodo di funzionamento chiamato Master/Slave, letteralmente padrone/schiavo. Con questa dicitura s’intende che collegando in una catena tutte macchine identiche, è possibile farle lavorare tutte simultaneamente e allo stesso identico modo trasmettendo le istruzioni solo a quella che rappresenta il primo anello. Questo primo faro andrà impostato dal menu come Master, tutti gli altri collegati nel solito modo coi cosiddetti cavi link, come Slave.

Diversi apparecchi possono avere diverse modalità per ottenere questo risultato. Ad esempio alcuni fari possono essere semplicemente collegati in cascata, solo sul primo verrà impostata la funzione Master e gli altri indirizzati 001.

Il DMX wireless

Come abbiamo accennato all’inizio dell’articolo, la trasmissione del segnale DMX non deve avvenire necessariamente via cavo. Esistono, infatti, apparecchi per la trasmissione wireless del segnale che consistono in un connettore XLR maschio con antenna da inserire nell’output della centralina e una seconda antenna con connettore XLR femmina da collegare al faro. Nel caso di una cascata, i fari saranno poi cablati l’un l’atro.

Da notare che non è sempre necessario dotarsi di pacchetti di ricevitore/trasmettitore DMX wireless, esistono anche controller luci e fari che integrano già questa modalità di trasmissione dati.

Non solo DMX luci

Un’ultima annotazione molto importante riguardo il protocollo DMX512 riguarda il fatto che esso è in genere implementato in modo unidirezionale e non comprende un controllo o correzione degli errori. Per questo motivo, per ragioni di sicurezza, non deve essere usato per il controllo dei fuochi pirotecnici o di movimenti di strutture di scena.

Molto diffusa è, invece, la pratica di aggiungere alla catena DMX gli effetti ambiente. Macchine del fumo, della nebbia e sparkular presentano spesso lo stesso input/output delle luci DMX, consentendo il controllo remoto tramite centralina. A seconda della macchina in esame, verranno utilizzati più o meno canali, ma date le possibilità relativamente contenute di queste macchine sono in generale molto pochi. Ad esempio un effetto ambiente articolato come una testa mobile sparkular occupa appena 5 canali: movimento orizzontale, verticale, velocità di rotazione ed emissione delle scintille.