DM512 モジュール

DMXコネクタ

XLR5ピン配置
タイプ	照明制御
一般仕様
ホットプラグ可能	はい
デイジーチェーン	はい
外部の	はい
ケーブル	2 ペア、24 AWG、7x32 撚線、錫メッキ銅、6.9 左ツイスト/フィート
ピン	5
コネクタ	1
電気
最大電圧	ピンあたり +6 VDC
最大電流	250mA
データ
ビットレート	250 kbit/秒
プロトコル	2線式バス上の非同期、半二重、シリアルプロトコル
ピン配置
ピン1	シグナルコモン
ピン2	データ1-
ピン3	データ1+
ピン4	データ2-
ピン5	データ2+

非標準DMXコネクタ

XLR3 ピン配列
タイプ	照明制御
一般仕様
ホットプラグ可能	はい
デイジーチェーン	はい
外部の	はい
ピン	3
コネクタ	1
ピン配置
ピン1	シグナルコモン
ピン2	データ-
ピン3	データ+
XLR3 経由の DMX512 は、ANSI E1.11 - 2008 のセクション 7 で禁止されています。それにもかかわらず、3 ピン XLR は照明業界では事実上の標準となっています。詳細については、XLR-3 ピン配置セクションを参照してください。

DMX512は、照明や効果を制御するために一般的に使用されるデジタル通信ネットワークの標準です。元々は、DMX512 以前はさまざまな互換性のない独自プロトコルが使用されていた舞台照明の調光器を制御するための標準化された方法として意図されていました。すぐに、コントローラ (照明コンソールなど) を調光器やフォグマシンやインテリジェントライトなどの特殊効果デバイスにリンクするための主要な方法になりました。

DMX512 は、クリスマス ライトのストリングから電子看板、スタジアムやアリーナでのコンサートまで、劇場以外の室内照明や建築照明にも利用されるようになりました。今では、あらゆるタイプの会場で人気を博しており、ほぼあらゆるものを制御できます。

DMX512は、物理層で単方向EIA-485（RS-485）差動信号を使用し、可変サイズのパケットベースの通信プロトコルと組み合わせています。DMX512には自動エラーチェックと修正が含まれていないため、花火や劇場の索具の移動などの危険なアプリケーション^[1]に適した制御ではありません。ただし、このようなアプリケーションではまだ使用されています。誤ったトリガーは、電磁干渉、静電気放電、不適切なケーブル終端、長すぎるケーブル、または低品質のケーブルによって発生する可能性があります。

DMX規格はエンターテインメントサービス技術協会（ESTA）によって発行されており、同協会のウェブサイトからダウンロードできる。^[2]

米国劇場技術研究所（USITT）の技術委員会によって開発されたDMX512規格（512個の情報を持つデジタル多重化用^[3]）は1986年に作成され、1990年に改訂されてUSITT DMX512/1990になりました。^[3]

1998 年に ESTA は、この規格をANSI規格として開発するための改訂プロセスを開始しました。その結果として改訂された規格は、正式には「エンターテイメント テクノロジ - USITT DMX512-A - 照明機器およびアクセサリを制御するための非同期シリアル デジタル データ伝送規格」と呼ばれ、 2004 年 11 月に米国規格協会(ANSI) によって承認されました。この規格は 2008 年に再度改訂され、現在の規格は「E1.11 - 2008、USITT DMX512-A」または単に「DMX512-A」として知られています。

DMX512 ネットワークは、一般にデイジー チェーンと呼ばれる方法で連結されたノードを持つマルチドロップ バストポロジを採用しています。ネットワークは、ネットワークのマスターである単一の DMX512 コントローラーと 1 つ以上のスレーブ デバイスで構成されます。たとえば、照明コンソールは、調光器、フォグ マシン、インテリジェント ライトなどのスレーブ デバイスのネットワークのコントローラーとしてよく使用されます。

各スレーブ デバイスには、DMX512 の「IN」コネクタがあり、通常は「OUT」(または「THRU」) コネクタもあります。通常は OUT コネクタのみを持つコントローラは、DMX512 ケーブルを介して最初のスレーブの IN コネクタに接続されます。次に、2 番目のケーブルが最初のスレーブの OUT または THRU コネクタをチェーン内の次のスレーブの IN コネクタにリンクし、これが続きます。たとえば、以下のブロック図は、コントローラと 3 つのスレーブで構成される単純なネットワークを示しています。

仕様では、デイジーチェーンの最後のスレーブの最後のOUTまたはTHRUコネクタに「ターミネータ」を接続する必要があります。ターミネータは、独立したオスコネクタで、120  Ω の抵抗器がプライマリ データ信号ペア間に接続されます。この抵抗器はケーブルの特性インピーダンスと一致します。セカンダリ データ ペアを使用する場合は、その両端に終端抵抗器も接続されます。単純なシステム (デバイス数が少なくケーブルが短いシステムなど) では、ターミネータがなくても正常に機能することがありますが、規格ではターミネータの使用が義務付けられています。一部の DMX スレーブ デバイスには、機械式スイッチまたはソフトウェアで手動でアクティブ化できるターミネータが組み込まれています。また、接続されたケーブルがないことを自動で感知することもできます。

DMX512 ネットワークは「DMX ユニバース」と呼ばれます。^[4] DMX512 コントローラの各 OUT コネクタは、1 つのユニバースを制御できます。DMX512 ユニバースは 512 のチャネルで構成され、各チャネルには 0 から 255 までの値が含まれます。チェーン内の各スレーブ デバイスは、マスター コントローラによって制御されるために、異なるチャネル セットを「参照」できます。小型のコントローラには 1 つの OUT コネクタがあり、1 つのユニバースのみを制御できますが、大型のコントロール デスク (オペレータ コンソール) には、各ユニバースに OUT コネクタが用意されており、複数のユニバースを制御できる場合があります。最近のコントロール デスクの多くは、複数の OUT コネクタの代わりに、シールドなしのツイスト ペアコネクタ ( Cat 5、Cat 5e、Cat 6など) を備えています。このようなケーブルとシステムは、 Art-Net IVプロトコルを使用して最大524,288ユニバースのDMX512（32,768サブネット×サブネットあたり16ユニバース）^[5]を制御でき、sACNプロトコルと建物内の既存のイーサネットを使用して65,536ユニバースを制御できます。

DMX512 データは、 EIA-485電圧レベルを使用して差動ペアで送信されます。DMX512 の電気仕様は、E1.11 ^{[例が必要]}で別途記載されている場合を除き、EIA-485-A 規格の仕様と同じです。

DMX512は、長さが400メートル（1,300フィート）以内のバスネットワークで、1つのバスに32ユニット負荷（接続された個々のデバイス）以下が接続されます。32ユニット負荷を超える通信が必要な場合は、DMXスプリッターを使用してネットワークを並列バスに拡張できます。ネットワーク配線はシールド付きツイストペアで構成され、特性インピーダンスは120 Ω、コントローラから最も遠いケーブルの端に終端抵抗器があり、信号の反射を吸収します。DMX512 には 2 つのツイストペア データ パスがありますが、仕様では現在ツイストペアの 1 つだけの使用が定義されています。2 番目のペアは定義されていませんが、電気仕様で必須となっています。

E1.11 (DMX512 2004) 電気仕様は、DMX512 信号コモンとアース グランドの接続について規定しています。具体的には、この規格では、送信ポート (DMX512 コントローラの OUT ポート) の信号コモンとグランド間の接続を低インピーダンスにすることを推奨しています。このようなポートは接地ポートと呼ばれます。さらに、受信ポートの信号コモンとグランド間の接続を高インピーダンスにすることを推奨しています。このようなポートは絶縁ポートと呼ばれます。

この規格では、絶縁された送信ポートと非絶縁の受信機も許可されています。また、妨害的なグランド ループの形成を避けるために、システムでは信号コモンを 1 点のみで接地することを推奨しています。

信号コモンとグランド間がハード接続された接地型受信機は許可されていますが、その使用は強く推奨されません。EIA485 で一般的に使用されるいくつかの接地構成は、E1.11 では明確に禁止されています。

オリジナルの DMX512 1990 では、コネクタを使用する場合、データ リンクは 5 ピンXLRスタイルの電気コネクタ(XLR-5) を使用し、送信 (OUT) ポートにはメス コネクタ、受信ポートにはオス コネクタを使用することが規定されています。
その他の XLR スタイルのコネクタの使用は禁止されています。

3 ピン XLR コネクタは、特に低価格帯や DJ 市場では、照明や関連制御機器の DMX512 によく使用されます。ただし、DMX512 に 3 ピン XLR コネクタを使用することは、DMX512 規格のセクション 7.1.2 で明確に禁止されています。この状況で 3 ピン XLR を使用すると、まず、48 ボルトのファンタム電源を伝送するオーディオ ケーブルが誤って接続された場合に照明機器が損傷するリスクがあります。DMX512 通信ではなくオーディオ アプリケーション用に設計された 3 ピン XLR は、信号劣化や DMX ネットワークの動作の信頼性低下につながる可能性もあります。

DMX512-A (ANSI E1.11-2008) は、機器の定期的な抜き差しが不要な固定設備用の 8 ピン モジュラー ( 8P8C、または「RJ-45」) コネクタの使用を定義しました。この規格が採用される前は、いくつかのメーカーが RJ-45 コネクタに他のピン配列を使用していました。

XLR および RJ-45 が適合しない、または不適切と見なされる機器、たとえば恒久的な設置を目的とした機器では、他のフォーム ファクタのコネクタが許可されます。

ANSI E1.11 - 2008 セクション 7 より:

1. シグナルコモン
2. データ 1 - (プライマリ データ リンク)
3. データ 1+ (プライマリ データ リンク)
4. データ 2 (オプションのセカンダリ データ リンク)
5. データ 2+ (オプションのセカンダリ データ リンク)

1. データ1+
2. データ1-
3. データ2以上
4. 割り当てられていない
5. 割り当てられていない
6. データ2-
7. データ1の信号コモン（0V）
8. データ2の信号コモン（0V）

8P8Cモジュラー コネクタのピン配置は、カテゴリ 5 (Cat5)ツイスト ペアパッチ ケーブルで使用される導体ペアリング スキームと一致します。ピン 4 と 5 を回避することで、ケーブルが誤って単線公衆交換電話網の電話ジャックに差し込まれた場合に機器が損傷するのを防ぐことができます。

デジタル照明制御の初期の頃、機器メーカーは独自のデジタル制御信号用にさまざまなコネクタとピン配列を採用していました。最も一般的なのは 3 ピン XLR コネクタ (一部の国ではキャノンジャックとも呼ばれる) でした。DMX512 が承認されると、これらのメーカーの多くはファームウェア アップデートを発行し、標準の 5 ピン XLR スタイル コネクタとの簡単なアダプタを使用することで、既存の機器で DMX512 制御を使用できるようにしました。

電気仕様では現在、単一のワイヤ ペアの目的のみが定義されているため、一部の機器メーカーは引き続きこのワイヤ ペアを使用しています。このような機器は DMX 標準に準拠していませんが、単純なアダプタを使用して操作するには十分な互換性がある可能性があります。

3 ピン XLR オーディオ信号と DMX 信号を相互に接続すると、機器が損傷する危険があります。

ANSI E1.11 - 2008 のセクション 7 では、DMX512 での XLR-3 コネクタの使用が禁止されています。ただし、実際には、XLR-3 は照明業界の事実上の標準となっており、次のピン配置がよく見られます。

1. 地面
2. データ1-
3. データ1+

XLR-3 経由の DMX512 は正式に標準化されていないため、他のピン配置を使用するデバイスが存在する可能性があります。

カラーキネティクスはDMX用のRJ-45コネクタの独自バージョンを持っています^[6]。これは2008年にDMX512規格に正式に採用される前のものです。カラーキネティクスのLED照明製品専用のピン配列は次のとおりです。

1. データ1-
2. データ1+
3. シールド
4. オプション
5. オプション
6. オプション
7. オプション
8. オプション

DMX512 ネットワークで使用される標準ケーブルは、片端にオス コネクタ、もう片端にメス コネクタが付いたXLR5 コネクタを採用しています。ケーブルのオス コネクタは送信側のメス ジャック (OUT) に接続し、メス コネクタは受信側のオス ジャック (IN) に接続します。

DMX512のケーブル配線はANSI E1.11規格から削除され、2003年に別のケーブル配線規格プロジェクトが開始されました。^[7]ポータブルDMX512ケーブル用（ANSI E1.27-1 – 2006）と常設設備用（ドラフト規格BSR E1.27-2）の2つのケーブル配線規格が開発されました。これにより、ツアーショーで使用されるケーブルと常設インフラストラクチャで使用されるケーブルの要件の違いから生じる問題が解決されました。^[8]

DMX512ケーブルの電気的特性はインピーダンスと静電容量で規定されていますが、機械的な要素やその他の要素も考慮する必要があります。DMX512の使用に適したケーブルタイプは、公称特性インピーダンスが120 Ω。また、EIA485用に設計されたケーブルは、通常、DMX512の電気仕様を満たしています。逆に、マイクやラインレベルのオーディオケーブルは必要な電気特性がないため、DMX512の配線には適していません。これらのケーブルのインピーダンスが大幅に低く、静電容量が高いため、DMX512のデジタル波形が歪み、不規則な動作や断続的なエラーが発生する可能性があり、特定や修正が困難です。^[9]

ネットワークや通信によく使用されるCat5ケーブルは、DMX512Aでの使用についてESTAによってテストされています。RJ45コネクタは、ESTA標準^[10]または独自のピン配置を備えた一部のDMX互換ハードウェアで使用されます。

データリンク層では、DMX512コントローラが250kbit/sで非同期シリアルデータを送信します。データフォーマットは、1つのスタートビット、8つのデータビット（最下位ビットから^[11]）、2つのストップビット、パリティなしに固定されています。

各フレームは次の要素で構成されます。

• ブレーク条件
• マーク・アフター・ブレイク
• スロット0、1バイトのスタートコードを含む
• 最大512スロットのチャネルデータ（各スロットに1バイト）

パケットの開始は、ブレークとそれに続く「マーク」（論理的なマーク）によって示され、これは「Mark After Break」（MAB）と呼ばれます。ブレークは、1 つのパケットの終了と次のパケットの開始を知らせる信号であり、受信側が受信を開始するとともに、パケット内のデータ バイトのフレーム（位置参照）としても機能します。フレーム化されたデータ バイトはスロットと呼ばれます。ブレークに続いて、最大 513 個のスロットが送信されます。

最初のスロットは、パケット内のデータのタイプを指定する「スタート コード」用に予約されています。スタート コード 0x00 ( 16 進数のゼロ) は、ほとんどの照明器具や調光器を含むすべての DMX512 互換デバイスで使用される標準値です。その他のスタート コードは、テキスト パケット (0x17)、システム情報パケット (0xCF)、 DMX のRDM拡張 (0xCC)、およびさまざまな独自システムで使用されます。ESTA は、代替スタート コードのデータベースを管理しています。^[12]

開始コードに続くすべてのスロットには、スレーブ デバイスの制御設定が含まれています。パケット内のスロットの位置によって制御対象のデバイスと機能が決まり、そのデータ値によって制御設定ポイントが指定されます。

DMX512 のタイミング パラメータは、広範囲にわたって変化する可能性があります。オリジナルの著者は、設計の柔軟性を最大限に高めるために、この方法で規格を規定しました。しかし、このため、タイミング範囲全体で動作する受信機を設計することは困難でした。この困難さの結果、^{[要出典]、} 1986 年のオリジナル規格のタイミング仕様は 1990 年に変更されました。具体的には、当初 4 μs に固定されていた MAB が、最小 8 μs に変更されました。E1.11 (2004) 規格では、送信機と受信機のタイミング仕様が緩和されました。これにより、DMX512-A (E1.11) に基づいて構築されたコントローラを使用するシステムのタイミング要件が緩和されましたが、多くのレガシー デバイスは、依然として範囲の最小値に近い送信タイミングを採用しています。

パケットが 1 秒あたり少なくとも 1 回送信される限り、BREAK、MAB、スロット間時間、およびパケットの最後のスロットとブレーク (MBB) 間のマークは必要なだけ長くできるため、最大時間は指定されません。

最大サイズのパケットは 512チャネル(開始コードに続くスロット) を持ち、送信に約 23 ミリ秒かかり、最大リフレッシュ レートは約 44 Hz に相当します。リフレッシュ レートが高い場合は、512 チャネル未満のパケットを送信できます。

この規格では、パケットで送信できるスロットの最小数は規定されていません。ただし、連続する 2 つの BREAK の先端が少なくとも 1204 μs 離されてパケットが送信されること、および受信側が 1196 μs という短い break-to-break 時間のパケットを処理できることが求められています。^[13] break-to-break 送信時間の最小値は、少なくとも 24 スロットを含むパケットを送信するか (必要に応じてパディング バイトを追加)、BREAK、MAB、インタースロット、インターパケット時間などのパラメータを拡張することで実現できます。^[14]

ほとんどのデータは、デフォルトの Null スタート コード 00h で送信されます。標準から引用すると、次のようになります。

調光器パックまたはラックは、スロットのグループを使用して調光器のレベルを決定します。通常、調光器には、そのパック内の最も小さい番号の調光器を表す開始アドレスがあり、そこから最も大きい番号の調光器までアドレスが増加します。たとえば、6 つの調光器がそれぞれ 2 つのパックに分かれている場合、最初のパックはアドレス 1 から始まり、2 番目のパックはアドレス 7 から始まります。DMX512 パケット内の各スロットは、1 つの調光器に対応します。

DMX では、Null Start Code パケットの 16 ビット エンコーディングの方法は必須ではありませんが、ムービング ライトの多くのパラメータでは、8 ビットを超える数値のエンコーディングが使用されています。これらのパラメータをより正確に制御するために、一部の照明器具では、より高い精度が求められるパラメータに 2 つのチャネルを使用しています。2 つのチャネルのうち最初のチャネルは粗い動き (動きの全範囲で 256 ステップ) を制御し、2 番目のチャネルは細かい動き (粗い動きの各ステップで 256 ステップ) を制御します。これにより、16 ビット値の範囲は 65536 ステップになり、パンやチルトなどの 16 ビット制御パラメータの精度が大幅に向上します。

DMX512 が人気なのは、その堅牢性によるところが大きいです。このケーブルは、イーサネットやその他の高速データ ケーブルが役に立たなくなるような方法で乱用されても機能に支障はありませんが、ケーブルの障害により、ランダム トリガーなどの断続的な問題が発生することがあります。予期しない器具の動作は、アドレス エラー、ケーブル障害、コントローラからの不正なデータ、または複数の DMX ソースが単一の器具チェーンに誤って適用されたことなどによって発生します。

1986 年および 1990 年の規格では、2 番目のデータ ペアの使用は、「オプションの 2 番目のデータ リンク」以外の用途は定義されていません。単方向と双方向の両方の使用が想定されていました。これらのピンには、その他の独自の用途が実装されています。EIA485 で許可されている範囲外の電圧を使用する方式は許可されていません。許可されている使用に関するガイダンスは、E1.11 の付録 B に記載されています。現在の標準的な方法は、2 番目のデータ リンク ピンを未使用のままにすることです。

DMX512-A では、コネクタは5 ピン XLR コネクタでなければならないと規定されています。

DMX512-A は 1 対の導体を使用するため、より安価な 3 ピン XLR コネクタを使用して接続できます。一部の製造元は、コストが低いため、3 ピン XLR コネクタ付きのユニットを製造しました。ただし、3 ピン XLR はマイクとサウンド ミキシング コンソールの接続によく使用されるため、DMX512 機器をマイクやその他のサウンド機器に誤って接続するリスクがあります。ミキシング コンソールから放出される +48 ボルトのファンタム電源は、接続すると DMX512 機器を損傷する可能性があります。照明デスクから放出される DMX512 信号は、接続するとマイクやその他のサウンド機器を損傷する可能性があります。そのため、サウンド信号に使用されるコネクタとの混同のリスクを避けるために、DMX512 信号には 5 ピン XLR のみを使用するのがベスト プラクティスです。

DMX512信号線には1本の信号ケーブルの端に120 Ω の
終端抵抗器を取り付けます。 不適切な終端の一般的な症状としては、点滅、制御不能または誤ったライト操作、その他の望ましくないランダムな特殊効果などがあります。

一部の機器には自動終端機能があり、他の機器には物理スイッチがあり、残りの機器ではユーザーが物理的な終端装置（抵抗器が取り付けられたオスの XLR-5 プラグなど）をインストールする必要があります。

ユーザーは、デバイスに自動終端またはスイッチ終端があるかどうかを確認することが重要です。そうしないと、DMX ラインが複数回終端されたり、正しいと思っていたのにまったく終端されなかったりする可能性があります。

さらに、DMX ラインを終端すると、物理的なケーブル障害が明らかになることがよくあります。たとえば、「データ -」ワイヤが破損している場合、終端されていない DMX 実行は部分的に機能する可能性がありますが、ターミネータを取り付けるとすぐに問題が明らかになります。

最近、ワイヤレス DMX512 アダプターが人気を集めています。特に、ケーブルの長さが長すぎる建築照明設備でよく使用されています。このようなネットワークでは通常、コントローラーにワイヤレス送信機が使用され、器具の近くに戦略的に配置された受信機でワイヤレス信号を従来の DMX512 有線ネットワーク信号に変換するか、個々の器具に組み込まれたワイヤレス受信機を使用します。

ワイヤレス DMX512 ネットワークは、理想的な条件下では 3,000 フィート (910 m) を超える距離でも機能しますが、ほとんどのワイヤレス DMX512 リンクは、信頼性の高い動作を保証するために、最大距離が 1,000 ～ 1,500 フィート (300 ～ 460 m) に制限されています。最初に市販されたワイヤレス DMX512 システムは、市販のワイヤレス モデムを使用した周波数ホッピング スペクトラム拡散 (FHSS) テクノロジに基づいていました。^[16]その他の後期世代のシステムでも、周波数ホッピング スペクトラム拡散 (FHSS) テクノロジが使用されていましたが、帯域幅はより高くなっていました。FHSS システムは、WiFi/WLAN などの他の種類の無線通信システムに干渉する傾向があります。この問題は、新しいワイヤレス DMX システムで適応型周波数ホッピングを使用することで解決されています。適応型周波数ホッピングは、周囲のワイヤレス システムを検出して回避し、占有された周波数での送信を回避する技術です。^[17]

現在、互換性のないワイヤレス プロトコルが複数存在します。E1.31 - Streaming ACNなどの DMX-over-Ethernet プロトコルを使用して WiFi 経由で DMX データを送信できますが、WiFi の遅延は非常に変動するため、通常は推奨されません。

ユニバースあたりの最大スロット数が 512 であること、信号が単方向であること、固有のエラー検出がないことなどの制限に対処するために、DMX512 の代替案が数多く提案されてきました。2004 年の DMX512-A 改訂版では、システム情報パケット (SIP) が追加されました。このパケットは、Null パケットとインターリーブできます。SIP の 1 つの機能は、DMX Null データにチェックサムを送信できることです。ただし、SIP が実装されることはほとんどありません。

DMX512-A の改訂版である E1.11-2004 は、拡張機能の定義を通じてリモート デバイス管理 (RDM)プロトコルの基礎も築きます。RDM は、照明コントローラと照明器具間の双方向通信を網羅するように DMX512 標準を拡張することで、照明器具からコントローラへの診断フィードバックを可能にします。RDM は 2006 年に ANSI E1.20 として ANSI によって承認され、注目を集めています。

イーサネットベースのプロトコルは、制御場所から器具に近いブレイクアウトボックスまで、1本のケーブルを介して複数のDMXユニバースを配信できます。これらのボックスは、従来のDMX512信号を出力します。ANSI E1.31—2009 ^[8] Entertainment Technology—Lightweight streaming protocol for transport of DMX512 using ACN、2009年5月4日発行、およびArt-Netは、これを実現するために使用される2つの無料で使用できるプロトコルです。

• 制御ネットワークのアーキテクチャ(ANSI E1.31/sACN/ストリーミング ACN)
• アートネット
• 照明制御コンソール
• 照明制御システム
• RDM (リモートデバイス管理)

ウィキメディア・コモンズには、 DMX512-Aに関連するメディアがあります。

• ESTAの技術基準プログラム
• アメリカ合衆国
• オープンDMX.net
• オープンライティングプロジェクト