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Softwareentwicklung: Linux (Kernel) Entwicklung, Middleware und Networking, hardwarenah, embedded
Künstlerisches Lichtdesign für Events: Entwurf, Ausarbeitung, Planung, Controller-Programmierung und Live-Operator

ArtNET DMX Adder

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Der ArtNET-DMX-Adder kann in Echtzeit DMX Werte mit Offsets verrechnen. Das ist besonders interessant wenn Moving Head Fixtures falsch aufgehängt wurden und man wenig Zeit hat seine Mischpultprogrammierung anzupassen. Um das zu korrigieren kann der ArtNET-DMX-Adder auf die PAN und/oder TILT Werte in Echtzeit einen programmierbaren Offset addieren.

Folgendes Problem: 

Als externer Lichtdesigner und Operator bekommt man das Setup einer Bühne auf einem Festival Wochen vor dem Konzert. Alle Fixturetypen, deren Positionen auf der Bühne und deren DMX Adressen. Es wird auch abgesprochen, in welcher Ausrichtung die Moving Head Fixtures auf der Bühne montierten werden, typischerweise mit der Anzeige zur Bühnenmitte.

Als moderner Lichtdesigner für Konzerte legt man sich zum Beispiel mit dem Martin Show Designer die Bühne an, verteilt die Fixtures, stellt ihre DMX Adressen ein und richtet sie gemäß Absprache aus.

Dann programmiert man sich seine Lightcontroller Cuelisten für die Show. Anhand der Showsimulation kann man die Wirkung der Cuelisten beurteilen und sein Design perfektionieren. In den Cuelisten sind natürlich neben Farben und Formen auch die Strahlpositionen für die Moving Heads gespeichert. 

Alles ist gut und man fährt zum Festival. Dort angekommen schließt man seinen Controller an das ArtNET oder DMX System der Bühne an und startet eine Cueliste mit einer Moving Head Position. Und man erschrickt: Die Positionen der Lichtstrahlen stimmen nicht mit denen der Simulation überein. Sie sind zum Beispiel um 90 Grad horizontal verdreht. 

Das kann zwei Gründe haben: Einmal kann die Simulation der Fixtures im Show Designer falsch programmiert sein oder die Techniker haben die realen Lampen auf der Bühne in einer falschen Ausrichtung angebracht. Egal was der Grund ist: Jetzt, zur Stunde hat man ein echtes Problem.

Was tun? An die Fixtures auf der realen Bühne kommt man nicht mehr heran, das Festival läuft bereits. 

Man könnte jetzt jede einzelne gespeicherte Position im Controller korrigieren. Das ist bei aufwändigen Lichtshows schlicht unmöglich. Oder man benutzt meine Entwicklung: Den ArtNET DMX Adder:

ArtNET DMX Adder - Prototyp V1:

Der ArtNET DMX Adder kann in Echtzeit DMX Werte in ArtNET Paketen durch einen Offset korrigieren. 

Mein Prototyp V1 läuft auf einem Arduino M0 Board mit einem Ethernet Shield on top. 

Muss man die Bühne vom FOH aus per DMX fahren, dann kann man jetzt folgendes tun:

  • Man schließt den DMX Adder an das Mischpult per Netzwerkrouter an.
  • An den gleichen Netzwerkrouter schließt man ebenfalls ein ArtNET2DMX Gadget an. 
  • Wenn man die Martin M-Serie als Mischpult verwendet, kann man nun alle ArtNET Pakete gezielt an die IP des Artnet DMX Adders senden lassen
  • Der DMX Adder wiederum macht ein Netzwerk-Broadcast an alle angeschlossenen Geräte im Netzwerk, in diesem Fall empfängt das ArtNET2DMX Gadget diese Pakete.
  • Das ArtNET2DMX Gadget wandelt die ArtNET Pakete in DMX Signale um und sendet sie zur Bühne. 

ArtNET DMX Adder - Prototyp V2:

Mein Prototyp V2 besitzt nun zwei Ethernet Anschlüsse. Somit kann man den Adder direkt zwischen Mischpult und der Ethernet Leitung zur Bühne schalten:

Der ArtNET DMX Adder funktioniert jetzt wie ein Router aller ArtNET Pakete.

Jetzt muss man dem ArtNET DMX Adder nur noch mitteilen, welche DMX Werte er mit einem Offset belegen soll (positiv oder negativ, jenachdem wie die Moving Heads ausgerichtet sind). Das erfolgt direkt über das Mischpult:

  • Im Mischpult stellt man eine bekannte Moving Head Position ein, die Strahlen verlaufen noch in die falsche Richtung
  • Jetzt sendet man auf dem gleichen Universum auf das auch die Moving Heads höhren auf dem Kanal 512 einen Wert über 63 und unter 127: Das teilt dem ArtNET DMX Adder mit, er soll dieses Universum korrigieren.
  • Nun sendet man ebenfalls auf Kanal 512 einen Wert größer 127 ein: Das sagt dem DMX Adder, dass nun Korrekturwerte folgen werden.
  • Nun stellt man mit dem Pult die korrekten Positionen der Moving Heads für das eingestellte Bild ein. Man korrigiert also zum Beispiel die PAN Positonen aller Moving Heads, sodass das Bild auf der Bühne stimmt. Diese Werte registriert der DMX Adder laufend. 
  • Danach sendet man dem DMX Adder auf Kanal 512 einen Wert unterhalb 63: Das sagt dem Adder: Er soll sich die Differenz zwischen den Ausgangswerten aller Kanäle und den korrigierten Werten als Delta merken.

Ab jetzt rechnet der ArtNET DMX Adder in Echtzeit auf alle DMX Werte des benutzten Universum die Delta Werte drauf. Diese können auch negativ sein. Dadurch korrigiert er nun zum Beispiel die PAN Positonen aller Moving Heads in Echtzeit. 

In diesem Video sieht man den Vorgang für das Korrigieren von Paketen durch den Prototyp V1 an einen ArtNET zu DMX Dongle:

In diesem Video sieht man den Prototyp V2 wie er in eine bestehende Ethernet-Strecke zur Bühne zwischen geschaltet wird:

Alle Cuelisten mit Moving Head Positionen werden laufend korrigiert und die Moving Heads stellen das angestrebte Lichtbild auf der Bühne her.

Der ArtNET DMX Adder hat ein Webinterface mit dem man sein Setup einstellen kann und auch sehen kann, welche DMX Werte in welchem Universum korrigiert werden:

Vielen Dank an Sylvain Guiblain für die Mitarbeit am Webinterface.

Technische Daten vom Prototyp V2:

  • Prozessorboard: Arduino M0
  • Ethernet: 2 x Ethernet Shield 2 (Dual Ethernet for Arduino)
  • Motherboard: Eigenes Design
  • Maximal 8 DMX Universen gleichzeitig korrigierbar
  • Webinterface zum Aufsetzen und Steuern
  • Hardwarekosten: ca 130 Euro
  • Stromversorgung: 5 V / 500 mA

ArtNET DMX Adder - Prototyp V3:

Der Prototyp V3 ist auf einem neuen Motherboard aufgebaut, das direkt in ein passendes Aluminiumgehäuse geschoben werden kann. Hier sieht man den Aufbau noch mit Sockeln:

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Im nächsten Schritt wurden die EthernetShields auf das Motherboard direkt aufgelötet, damit das Sandwich flacher wird und in das Gehäuse passt:

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Schließlich wurde das Motherboard mit allen Leitungen in das Geäuse geschoben und verschraubt:

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Testing:

Der ArtNET DMX Adder Prototyp V3 hat einen Dauertest von über 12 Stunden mit 4 ArtNET Universen überstanden. Es wurden 1.6 Millionen Netzwerk-Pakete transportiert und umgerechnet. Nebenbei hat er immer seine Webpage erneuert. Es sind maximal 13 Pakete pro DMX Universum verloren gegangen (das passiert leider, wenn man das Autorrefresh aktiviert). Die CPU Last des Prozessors liegt bei 52% für 4 Universen. Der ArtNET DMX Adder Prototyp V3 kann also maximal 8 DMX Universen bei einer Paketrate von 24 pro Sekunde und pro Universum verarbeiten. 

Ausblick:

Für mehr als 8 DMX Universen braucht man ein leistungsfähigeres Prozessor-Board, sehr wahrscheinlich mit einem embedded Linux drauf. Tja, wenn ich Zeit hätte...

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