LED-Fachwissen

DMX LED CONTROLLER für Lichteffekte

Wofür werden DMX-LED-Controller benötigt?

Die LED-Lichttechnik bietet aufgrund Ihrer sehr guten Dimmbarkeit eine exzellente Option für jegliche Art Lichteffekte, Lauflichter und mehr. LED-Beleuchtungen mit RGB oder RGBW-LEDs können hier neben Helligkeitsänderungen zusätzlich Farbeffekte und Farbverläufe erzeugen. Zwar lassen sich bereits mit den Standard-Controllern (wie unseren LK55-LED-Controllern) einige automatisierte Effekte realisieren, aber sobald ein etwas größerer Umfang oder ein wenig mehr Individualisierung benötigt wird, müssen spezialisierte Controller eingesetzt werden. Oftmals sind LED-DMX-Controller hier die richtige Lösung.

 

DMX Steuerung

DMX (Digitale Multiplex) ist ein weit verbreiteter Standard für die Lichtsteuerung im Bereich Theater, TV-Studio, Film und ganz besonders Event. Es erlaubt die Kontrolle von bis zu 512 individuellen Kanälen. Das wären z.B. 512 weiße LED-Streifen, bei denen sich mittels DMX Protokoll – z.B. über DMX-LED-Controller – überall eine individuelle Helligkeit einstellen ließe. Handelt es sich um RGB-LED-Streifen, dann wären 170 verschiedene LED-Streifen regelbar, da pro Farbe Rot, Grün und Blau je ein DMX-Kanal benötigt wird. 512/3 =170.

Über DMX lassen sich also auch komplexe Lichtinstallationen regeln, die aus einer Vielzahl Lichtquellen bestehen. Die Auflösung beträgt bei DMX 8 Bit, was z.B. 256 Helligkeitsstufen entspricht.

Für viele Anwendungen ist die Auflösung in 256 Schritten absolut ausreichend. Sind aber sehr weiche Farb- und/oder Helligkeitsverläufe gefordert, kann die 8 Bit Auflösung zu grob sein und es werden Stufen und Sprünge erkennbar. Für diese Fälle gibt es spezielle DMX-LED-Controller, die auch mit 16 Bit Auflösung arbeiten können. Dies entspricht dann 65.536 Stufen entspricht. Diese Auflösung ist selbst für feinste Farbverläufe und ultra langsame Lichtfadings über mehrere Minuten mehr als ausreichend.

Spezialisierte DMX Steuerkonsolen (oder auch DMX Software auf üblichen PCs oder Laptops) erlauben dann nicht nur das regeln der einzelnen DMX-Kanäle sondern natürlich auch die zeitliche Programmierung automatisierter Effekte, Lauflichter bis hin zu Animationen.

Eine sehr detaillierte Beschreibung des DMX-Standards findet sich bei Wikipedia oder auf hbernstaedt.de

 

DMX LED CONTROLLER

Eine häufige Anwendung ist es, dass nicht einzelne LED-Pixel, sondern eine überschaubare Anzahl an LED-Streifen (mit oder ohne Farbeffekten) ferngesteuert werden soll. Je nach Größe der Installation benötigen die einzelnen LED-Streifen einiges an Leistung und daher auch DMX LED Controller, die diese Leistung am Ausgang zur Verfügung stellen können. Derartige Controller stellen dann nur wenige Kanäle bereit (oft 4 oder 5), aber diese eben mit einer sehr hohen Ausgangsleistung. LED-Streifen mit 10m, 20m oder mehr Länge können an diesen angeschlossen und gesteuert werden. Sollen mehrere LED-Streifen unterschiedlich angesteuert werden, werden entsprechend mehrere DMX-LED-Controller benötigt.

 

Auf unserer Themenseite www.filmlicht-led.de haben wir eine Auswahl professioneller DMX LED Controller übersichtlich zusammengestellt.

 

Einstellmöglichkeiten bei DMX-LED-Controllern

Je nach Modell erlauben die DMX-Controller vielfältige Einstellmöglichkeiten. Standard ist:

Setzen der DMX-Startadresse

Da über DMX zeitgleich bis zu 512 Kanäle gesteuert werden können, muss jedem DMX-LED-Controller mitgeteilt werden, welche Kanäle für ihn bestimmt sind. Dies geschieht über das Setzen der DMX-Startadresse. Kann ein Controller mehrere LED-Farben ansteuern (z.B. 4 bei RGBW), so hört er natürlich auch die entsprechende Anzahl folgender DMX-Kanäle. Ein Beispiel:

Ein RGBW-DMX-Controller erhält die Startadresse 1. Das bedeutet, dass die über den DMX-Kanal 1 gesendeten Werte zur Einstellung der Helligkeit bei Rot verwendet werden. DMX-Kanal steuert das Grün, Kanal 3 das Blau und Kanal 4 das Weiß. Ein weiterer RGBW-DMX-Controller könnte dann z.B, die Startadresse 5 erhalten. Achten Sie unbedingt darauf, mit den DMX-Kanälen nicht durcheinander zu kommen und legen Sie im Zweifelsfall vorher eine Tabelle an (z.B. mit Excel oder Stift und Papier).

Sollen 2 oder mehr DMX-LED-Controller immer genau gleich reagieren, so ist es sinnvoll, Ihnen einfach die selbe Startadresse zu geben.

Die meisten Controller erlauben das Setzen der Startadresse komfortabel über Druckknöpfe und ein Display. Sehr kompakte Modelle, wie unser Micro-DMX-LED-Controller bieten nur DIP-Schalter. Auch mit diesen können im Binärverfahren aber alle 512 möglichen Startadressen eingestellt werden.

Einige Controller bieten noch weiterführende  Einstellmöglichkeiten, z.B.:

8 oder 16Bit Auflösung

Einige DMX-Controller erlauben es, die Auflösung vom Standardwert 8 Bit (256 Stufen) auf 16 Bit (65.536 Stufen) zu vervielfachen. Wie oben beschrieben, ist dies für sehr weiche, langsame Farbwechsel oder Helligkeitsverläufe notwendig. Mit 16Bit werden dann pro LED-Farbe 2 DMX-Kanäle anstatt nur 1 benötigt. Wichtig ist auch, das die Steuerungssoftware oder das DMX-Pult 16 Bit Auflösung unterstützt.

PWM Frequenz

LED werden generell über die sogenannten Pulsweitenmodulation (PWM) gedimmt. Bei diesem Verfahre werden die LEDs sehr schnell ein und aus geschaltet (gepulst). Da dieses Pulsen derart schnell durchgeführt wird, dass es vom Auge nicht wahrnehmbar ist, bestimmt die Länge der einzelnen Pulssignale letztlich die Helligkeit der LEDs. Gewöhnliche PWM-LED-Controller arbeiten mit 400Hz bis 1.500Hz (1.500 Pulse pro Sekunde), was für unser Auge absolut ausreichend ist, um kein Flackern wahrzunehmen. Video- und Filmkameras, sowie Fotoapparate können aber durchaus noch Störungen wahrnehmen. Dies liegt z.B. daran, dass viele Sensoren in den Kameras zeilenweise ausgelesen werden (Stichwort: Rolling Shutter). Ist die LED während des Auslesens einzelner Bildzeilen gerade ausgeschaltet (zwischen 2 Pulsen), dann bleiben diese Zeilen im Bild dunkel. Dünne, z.T. durchlaufende Striche sind dann im Bild erkennbar.

Rolling Shutter Effekt bei zu niedriger LED PWM Frequenz

Für Kameraaufnahmen werden daher viel höhere PWM-Frequenzen benötigt. Einige unserer Controller bieten hier Einstellmöglichkeiten von 500 – 30.000 Hz. Damit sind dann auch Zeitlupenaufnahmen bis 500 Bilder/s und darüber ohne störende Effekte möglich.

 

Einstellbare Dimmkurven

Bei einer linearen Übersetzung wird einfach der entsprechende DMX-Wert 1 zu 1 in den Helligkeitswert für die LEDs übersetzt. D.h. 50% DMX-Wert (Wert 128 bei 8 Bit) erzeugen genau 50% Helligkeit bei den LEDs. Nun nimmt aber z.B. das menschliche Auge Helligkeiststufen gar nicht linear war, sondern logarithmisch. Helligkeitsunterschiede werden bei größeren Helligkeitsstufen weniger wahrgenommen. Nimmt die Helligkeit messtechnisch um 50% ab, empfindet unser Auge dies im Durchschnitt nur als eine Abnahme um 20%!

Daher bieten einige LED-Controller die Möglichkeit, Dimmkurven flexibel einzustellen, so dass das Resultat dem Helligkeitsempfinden des menschlichen Auges entspricht.

 

DMX LED STREIFEN

Eine recht neue Entwicklung sind LED-Streifen, bei denen sich einzelne LED-Pixel direkt per DMX steuern lassen. Dies ermöglicht einen sehr einfachen Aufbau komplexer Lichteffekte, wie z.B. Lauflichter oder gar Matrix- und Display-Anwendungen. Damit größere Installationen ohne großen Spannungsabfall möglich werden, bestehen die Pixel hier dann oft aus mehreren LEDs. So gibt es z.B.:

DMX-LED-Streifen mit 12 Volt  DMX-LED-Streifen mit 24 Volt

Die einzelnen Pixel nutzen dann je 3 DMX-Adressen für die Farben Rot, Grün & Blau und sind dabei von Anfang bis Ende durchadressiert. Ein 5m langer 12Volt DMX-LED-Streifen mit 16 Pixel beansprucht dabei z.B. 5 x 16 x 3 = 240 DMX-Adressen. Die Adressierung kann gewöhnlich über separate AdressWriter auch geändert werden.

Vorteil gegenüber typischen LED-Pixel-Streifen wie WS2812 oder WS2801 ist, dass direkt per DMX gesteurt werden kann und kein zusätzlicher Konverter von DMX auf z.B. WS2812 nötig ist. DMX ist zudem ein wesentlich robusterer Standard, der z.B. durch die symmetrische Leitungsführung auch längere Kabelwege und Störungen sehr gut verkraften kann.

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