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× Die Beispielaufgaben sollten an einem PC bearbeitet werden.

Automatisierung und Digitalisierung – Digitale Lichttechnik

Dieses Aufgabengebiet wurde erstellt von Habbo Heinze.


Im Modul Building Automation and Control Systems werden die Grundlagen zum digitalen Austausch von Daten über Kommunikationssysteme behandelt. Dazu gehören neben der Datennetzwerktechnik, auf der das Internet basiert, auch digitale Bussysteme, wie sie in der Gebäude- und Veranstaltungstechnik eingesetzt werden.


Das Quellen- und Literaturverzeichnis zu dieser Seite finden Sie hier.

Aufgabe 1 von 3

DMX

Abb. 1: Scheinwerfer
Foto: Martin Röll (Public Domain)

Ein in seinen Grundzügen sehr einfach zu verstehendes Bussystem ist DMX, das seit vielen Jahren in der professionellen Bühnen-, Veranstaltungs- und Gebäudetechnik für die Steuerung von Lichtanlagen wie Scheinwerfern, Moving Heads, Stroboskopen und ähnlichen Leuchtkörpern verwendet wird.

Im DMX-System können über eine Busleitung bis zu 512 verschiedene Endgeräte angesprochen („adressiert“) werden. Dazu wird rund 40 Mal in der Sekunde ein Datenpaket über die Leitung an alle angeschlossenen Geräte geschickt, die dieses nacheinander erhalten und auslesen. Dieses Datenpaket enthält 512 einzelne Dateneinheiten („Slots“) von je einem Byte. Ein Byte entspricht einer ganzen Zahl zwischen 0 und 255.

Im sehr einfach gehaltenen DMX-Protokoll wird angenommen, dass das erste Byte („Slot 1“) für das erste Gerät bestimmt ist, das zweite Byte für das zweite Gerät und so fort. Jedes Endgerät an der Busleitung bekommt „seine“ Adressnummer fest zugewiesen. An einem Scheinwerfer kann beispielsweise über Kippschalter die Nummer 18 fest eingestellt werden. Die Empfangselektronik am Scheinwerfer liest dann aus jedem Datenpaket nur den Wert an 18. Stelle aus.

Abb 2: LED Scheinwerfer
Foto: Jeff Wilcox (CC BY 2.0)

Der ausgelesene Wert von 0 bis 255 entspricht einer Einstellung von 0 bis 100% eines Parameters, z.B. der Helligkeit einer Leuchte. Der Wert 0 bedeutet also, dass das Leuchtmittel nicht leuchtet, der Wert 255 bedeutet maximale Leuchtstärke.

Jedes an den Bus angeschlossene Gerät bekommt also rund 40 Mal pro Sekunde neue Helligkeitsinformationen. Damit können sehr komplexe Lichtmuster erzeugt werden.

Um Farben darzustellen, kann das RGB-System verwendet werden. Hierbei werden eine rote, eine grüne und eine blaue Lichtquelle zu einem Leuchtelement kombiniert. Die Farbe Gelb kann so beispielsweise als Überlagerung von Rot und Grün unter Weglassen von Blau erzeugt werden.

Im DMX-System wird eine Farbleuchte über drei Kanäle angesprochen. Ein Farbscheinwerfer wird als eine Einheit von 3 Geräten betrachtet und hat dann 3 DMX-Geräteadressen, beispielsweise für Rot die Adresse 1, für Grün die Adresse 2 und für Blau die Adresse 3. Diese Adressen werden auch als Farbkanäle bezeichnet.

Abb. 3: Datensignal
Foto: Jonathan Laventhol (CC-BY-SA-3.0)

Sie sollen eine Lichtanlage mit drei RGB-Farbleuchten über DMX ansteuern. Die Anlage ist bereits so programmiert, dass die erste Leuchte über die Kanäle 1 für Rot, 2 für Grün und 3 für Blau adressiert wird. Die zweite und dritte Leuchte wird entsprechend über die Kanäle 4,5,6 sowie 7,8,9 angesprochen.

Die Anlage soll von einem DMX-Steuergerät so angesteuert werden, dass die erste und die dritte Leuchte dunkel bleiben und die zweite Leuchte in der Farbe Gelb leuchtet.

Wählen Sie für das DMX-Datenpaket die dazu passenden Werte für die ersten 9 Bytes aus!

0
255
0
255
0
255

Schritt 1 – Bytes 1 bis 3 des DMX-Datenpaketes

Wählen Sie für das DMX-Datenpaket die dazu passenden Werte für die ersten 3 Bytes aus!

, ,

Erklärung zur Lösung der gesamten Aufgabe

Die erste Leuchte soll dunkel bleiben. Eine dunkle Leuchte entspricht einem Helligkeitswert von 0% für jede der 3 Farben Rot, Grün und Blau.

Das erste Byte im Datenpaket wird bei DMX immer durch das Gerät 1 ausgelesen und verwendet. Dies ist hier der Farbkanal Rot der ersten Leuchte. Hier muss also der Wert 0 versendet werden. Entsprechend ist im zweiten Byte ebenfalls der Wert 0 für die Farbe Grün und im dritten Byte der Wert 0 für die Farbe Blau richtig.

Die ersten drei Bytes des DMX Datenpaketes lauten also: 0, 0, 0.