检查你的灯具DMX-512是怎样接地的
各位老板都忙 我们先讲重点后面再把状况细说
依据WH/T 32—2008 DMX512-A 灯光控制数据传输协议
当中规定 DMX-512 的接地方式
发 送 端 接 地 | 状态 | “0 V”端(电路公共端)之间的电阻(A) | 数据链路公共端和 机壳之间的电阻(B) |
最佳允许状态 | <100Ω | 0 ,<20Ω | |
隔离允许状态 | <100Ω | 22MΩ< | |
不允许 | 位在公共地之后 | 0 |
接 收 端 接 地 | 状态 | “0 V”端(电路公共端)之间的电阻(A) | 数据链路公共端和机壳之间的电阻(B) |
隔离(首选) | <100Ω | 22 MΩ | |
非隔离(次之) | <100Ω | 100Ω 2W以上电阻 | |
悬浮设备数据链路 | <100Ω | 22 MΩ | |
接地(最差) | <100Ω | 信号输入后直接短接 | |
不允许 | 0.2Ω< | 直接短接 |
其中最普遍的发生的错误就是
接收端信号地被直接与外壳保护接地短接
请立即检查贵单位的灯具!!!
这与DMX512原生的RS485 协议有所落差
因此是非常容易犯的错误
以下是展开细说:
我们可以看到DMX的标准
WH/T 32—2008 DMX512-A 灯光控制数据传输协议
(ANSI E1.11-2004Entertainment Technology -USITT DMX512-A Asynchronous Serial Digital Data Transmission Standard for Controlling Lighting Equipment and Accessories, IDT)
当中清楚的写到:
4 电气特性和物理层
4.1 概述
除有特殊声明,本标准中的电气特性全部采用EIA-485-A标准。如与EIA-485-A有冲突时,以本标准为准。本标准规定了数据链路物理层的接地、终结方法、信号电平、电磁兼容(EMC)及连接到其他设备时意外损坏的预防。除符合EIA-485-A的要求外,还应符合本标准第5章“标称的工作特性”和第6章“保护”的规定。
4.2 电气隔离
本标准具有EIA-485-A未规定的电气隔离要求,
例如采用适当的光电隔离、变压器隔离或其他隔离方式,
避免传输电压超过EIA-485-A所规定的共模电压极限
(见第5章和第6章),同时与EIA-485-A兼容。
4.5 数据链路公共端和接地拓扑
第5章和附录A详细描述了接地方法。在任何情况下,DMX512埠的数据链路公共端与EIA-485-A驱动器或接收器的信号公共端之间必须为低阻抗。
4.6 推荐的接地连接 (文字整理过)
DMX512系统推荐使用参考接地的发送器在信号源端提供单点固定接地或与机壳连接,
接收器采取隔离
这可以允许发送器和接收器通过各自的建筑物接地而存在电位差。这种接地方法可保证设备正常工作,避免超过EIA-485-A规定的共模电压极限。
下图的配置将是不允许的
在系统中连接的各个设备具有不同的接地电位时,DMX512 发送器将不能正常工作。
这是由于外部接地电位不同时无法优先导到壳体接地
5 标称的工作特性
发送端要求在信号地与机壳地当中具有一定电阻
正确配置 “0 V”端(电路公共端)之间的电阻(A)应小于100 Ω。
数据链路公共端和机壳之间的电阻(B)应小于20 Ω,最好为0 Ω予以接地)
附录A(规范性附录)当中提到非首选(供选择)的接地拓扑
A.1 隔离发送器
当使用有较大的共模电压的接地接收器的传统设备时,本标准允许使用隔离埠的发送器。
图A.1是一个隔离发送器埠。作为隔离发送器,
DMX512输出端口的任一信号引脚与机壳和保护接地间的电阻B在直流42 V时应大于22 M。如存在其他信号的输入输出端,任一DMX512的信号引脚与其他信号输入输出端间的电阻在直流42 V时也应大于22 M。
发送器的电源以及与电源直连的电路应与接地端以及与接地端连接的电路相隔离,其隔离水平至少应满足信号输出的要求。数据链路公共端与发送电路的电源“0 V”端(电路公共端)的电阻A应小于100 Ω。数据链路公共端和机壳间可加射频信号旁路电容(图中未显示)。
所以我们用表格来看一下究竟三种之间有什么差别?
发 送 端 接 地 | 状态 | “0 V”端(电路公共端)之间的电阻(A) | 数据链路公共端和 机壳之间的电阻(B) |
最佳允许状态 | <100Ω | 0 ,<20Ω | |
隔离允许状态 | <100Ω | 22MΩ< | |
不允许 | 位在公共地之后 | 0Ω |
发送端接地 重点笔记: Tip1:“0 V”端(电路公共端)之间的电阻(A) 需要有一个 <100Ω的电阻来应对 Tip2:数据链路公共端和机壳之间的电阻(B)短接是优选 或是达到22MΩ 以上的的电阻以起到隔离效果 |
接收端
请注意!
在DMX-512的规范当中要求接收端尽可能的是隔离的
绝不允许的方式
5.8 不允许使用的接收器接地方法
不允许使用图4所示的接收器接地方式,尽管EIA-485-A允许使用这种方式,但是在系统中连接的各个设备具有不同的接地电位时,DMX512接收器将不能正常工作
A电阻≥0.2 Ω
允许的方式
5.6 接收器数据链路公共端的接地
接收器采用的数据链路公共端和电路公共端的接地方式为“隔离”和“非隔离”,推荐方式为“隔
离”,在特殊情况下也允许采用“非隔离方式”。非隔离和接地接收器在附录A中有详细的描述。
图3为一隔离接收器,任何DMX512隔离接收器的信号引脚相对于机壳、保护地、其他信号的输入输出端和使用参考地的电子电路,其电阻(B)值应大于22 MΩ(42 VDC)。数据链路公共端和机壳间可有一个射频旁路电容器(图中未显示)。在数据链路公共端和接收器电路电源“0 V”端(电路公共端)间的电阻(A)应小于100Ω。
在附录A(规范性附录)当中也提到了一些”权宜非首选(供选择)的接地拓扑”
A.2 非隔离接收器
虽不是首选的拓扑,但其共模容错性比其他接地或非隔离拓扑有了相当大的改进。在此拓扑中,数据链路公共端和机壳间的电阻B为100Ω,此电阻的额定功率不小于2 W,数据链路公共端和机壳间不能再有其他连接。设备的机壳与经DMX512传输线的屏蔽层连接的其他设备机壳间存在共模电压,此共模电压产生的电流会在电阻B上产生压降,此压降能有效地减少接收器中的共模电压。数据链路公共端与接收器电路的电源“0 V”端(电路公共端)的总电阻A应小于100 Ω
A.3 接地接收器
在隔离费用难以承受的低档接收器上允许使用图A.3的拓扑结构,它要求数据链路公共端直接与保护接地直接相连。这不是推荐的方法,因此需要在产品上作标志,并在使用手册上有专门说明。
这个拓扑结构以传输线屏蔽层(数据链路公共端)与机壳和保护接地的直连为特征,因此,使用参考接地的接收器应连接保护接地。数据链路公共端和接收器电路的电源“0 V”端(电路公共端)间的电阻A应小于100Ω。
A.4 悬浮设备数据链路公共端的接地
图A.4是一种悬浮拓扑,悬浮模式是一个既可输入又能输出的拓扑,也是一个额外允许的拓扑,经常会把它与隔离的DMX512拓扑相混淆,因与隔离拓扑相似,输入或输出端口的信号引脚与机壳和保护接地(如有)的电阻(B)在42 V直流电压时应大于22 MΩ。它与隔离拓扑不同在于它不要求DMX512输入输出间的隔离,DMX512数据链路输入埠的公共端与输出埠的公共端之间的电阻应小于0.2 。数据链路公共端与机壳间可加上一个射频旁路电容(图中未显示)。任何数据链路的公共端与发送器或接收器电路的电源“0 V”端(电路公共端)间的电阻(A)应小于100 Ω。
看了这么多种方式我们用表格来看一下究竟有什么具体要求吧
接 收 端 接 地 | 状态 | “0 V”端(电路公共端)之间的电阻(A) | 数据链路公共端和机壳之间的电阻(B) |
隔离(首选) | <100Ω | 22 MΩ | |
非隔离(次之) | <100Ω | 100Ω 2W以上电阻 | |
悬浮设备数据链路 | <100Ω | 22 MΩ | |
接地(最差) | <100Ω | 信号输入后直接短接 | |
不允许 | 0.2Ω< | 直接短接 |
接收端接地 重点笔记: Tip1:“0 V”端(电路公共端)之间的电阻(A) 需要有一个 <100Ω的电阻来应对 Tip2: 数据链路公共端和机壳之间的电阻(B) 如果能达到22MΩ 的电阻就能达到几乎是隔离或绝缘的状态 或是有一定电阻做为缓冲 直接短接是最糟的! |
规范当中也建议必须明确标示接地方式
由于这些电路是被设计在壳体内的因此标准建议必须明确标示在壳体上以便快速有效的判断
其他一些必须要了解的知识点:
4.4 DMX512 埠
DMX512端口是内部电子线路和物理发送线路(电缆)之间的信号连接点,也是EIA-485设备间的互连点。它可以由第7章所定义的连接器或接线端子构成。
1个DMX512端口包括4个信号端和1个参考端,记作:
信号1-、信号1+,信号2-、信号2+和数据链路公共端。
*数据链路公共端=信号地
4.9 数据链路终结方法
DMX512数据链路应予以终结以消除信号振荡和反射,否则可能导致正确设计的系统出现误操作。
本标准要求,当数据链路被终结后,所有连接到DMX512数据链路的设备应能正常工作。终端电阻为120 +5%-10%,连接在信号+和信号-之间。
在推荐的链路拓扑结构中,当发送器连接在数据链路的一端时,数据链路的远程须终结;
当发送器连接在数据链路的中间时,则数据链路的两端均须终结。
接收设备的生产商可以提供数据链路的内部终结,终结器件应符合本标准规定的电气性能和标记要求,其持续耐压应不小于交流30 V(50 Hz)或直流42 V。
5.10 负载要求
根据EIA-485-A,DMX512数据链路上的发送器应可驱动32个单位负载,每个DMX512接收器应该小于或等于一个单位负载。接收器信号电压在-7 V~+12 V之间,
每个单位负载的负载电容不大于125 pF。不需要声明或标记单位负载。
当设备的负载值大于EIA-485-A 4.1中规定的直流单位负载或由电容负载引起大于单位负载时,生产商应予以声明或标记,同时也应声明电容值。
6 保护
6.1 防止互连损坏的最低保护要求
EIA-485-A标准的4.2认为某些外部因素会使整个系统处于超载状态,这些情况应在相关标准中指明。娱乐灯光行业中临时性和便携式设备的广泛应用,使得设备频繁的连接和断开,增加误连的可能性。因此设备应该有EIA-485-A中的4.2.5和4.2.6规定的最低限度的保护能力。
附录C是对标有“高保护DMX512-A”的DMX512埠的保护要求。但这并不否定EIA-485-A中
4.2.6——瞬间过压容限的要求。
6.2 最低的静电(ESD)保护要求
任何埠都应符合IEC 61000-4-2标准的要求能经受
最小4 kV ESD的接触放电和8 kV ESD的空气放电,
这允许设备有短暂的功能丧失,但这些功能必须能自行恢复或受控恢复。
ESD 测试方式图片来自于网络
看了这么多标准与规范的要求
我们应该要来盘点一下这些对于用户的选择与应用有甚么要注意的?
这些接法其实都是在设备内部完成 ,一般用户显然无法透过自己外部接线方式改造而来提升接收的稳定度
因此建议一般用户:
采购前
以确保有效地减少采购到的灯具DMX接收器对于共模电压的耐受不良
验收之前
因为这种状况势必会造成日后现场排查困扰
已经买进在库的设备 还是有需要确认的: 1. 找出那些设备的耐受程度差与使用经验对照 2. 确认连接方式在上面做好标示 3. 联络厂家看能否更换接收发送模块
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DMX-512线在灯具外部究竟要怎么样连接呢? 灯具接收端连接器如果有改装需要…..
DMX线缆
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