현재의 조명 산업은 반도체 LED를 이용한 R(빨강), G(초록), B(파랑)를 각각 제어 연출하여 대형화, 시스템화 되어가고 있다. 조명 산업의 통신 제어 표준인 DMX512(ANSI E1.11) 프로토콜은 기본적으로 조명 단말기를 구별할 수 있는 주소가 필요하다. 기존의 방식은 이 주소를 조명 단말기에 어떠한 형태(Dip Switch, EEPROM에 저장, PROM에 저장)로든 부여하여 서로를 구별하고, 통신으로 전송되어온 자신의 색상 데이터를 통신 선로에서 얻을 수 있었다. 또한, 통신 규약에 의하면 DMX512 통신 프로토콜의 전기적인 특성상 조명 단말기 32개 마다 스프리터(splitter)가 필요하게 된다. 즉, 512채널이 전부 연결된다면 최대 16개의 스프리터가 필요하게 된다. 본 논문은 DMX512 프로토콜에서 이러한 단점을 해결하기 위하여 모든 단말기를 직렬로 연결하여 조명제어용 Auto-Addressing 갖는 지능형 조명 단말기를 개발하였다. 각 단말기에 주소 부여에 대한 불편함을 해소하였고, 스프리터의 사용 또한 필요없게 하였다. 또한 이 개발품을 반도체 LED 조명 단말기에 적용하여, ON-OFF제어, 디밍제어, 순차제어, 무지개제어 등이 동작하는 것을 확인하였고, 이를 바탕으로 상용화하였다.
현재의 조명 산업은 반도체 LED를 이용한 R(빨강), G(초록), B(파랑)를 각각 제어 연출하여 대형화, 시스템화 되어가고 있다. 조명 산업의 통신 제어 표준인 DMX512(ANSI E1.11) 프로토콜은 기본적으로 조명 단말기를 구별할 수 있는 주소가 필요하다. 기존의 방식은 이 주소를 조명 단말기에 어떠한 형태(Dip Switch, EEPROM에 저장, PROM에 저장)로든 부여하여 서로를 구별하고, 통신으로 전송되어온 자신의 색상 데이터를 통신 선로에서 얻을 수 있었다. 또한, 통신 규약에 의하면 DMX512 통신 프로토콜의 전기적인 특성상 조명 단말기 32개 마다 스프리터(splitter)가 필요하게 된다. 즉, 512채널이 전부 연결된다면 최대 16개의 스프리터가 필요하게 된다. 본 논문은 DMX512 프로토콜에서 이러한 단점을 해결하기 위하여 모든 단말기를 직렬로 연결하여 조명제어용 Auto-Addressing 갖는 지능형 조명 단말기를 개발하였다. 각 단말기에 주소 부여에 대한 불편함을 해소하였고, 스프리터의 사용 또한 필요없게 하였다. 또한 이 개발품을 반도체 LED 조명 단말기에 적용하여, ON-OFF제어, 디밍제어, 순차제어, 무지개제어 등이 동작하는 것을 확인하였고, 이를 바탕으로 상용화하였다.
The lighting industry has become the bigger and more systemized using the semiconductor LED with each control R(Red), G(Green), B(Blue). The communication standard DMX512(ANSI E1.11) protocol of it basically needs the address which can be distinguished between the lighting terminals. The conventiona...
The lighting industry has become the bigger and more systemized using the semiconductor LED with each control R(Red), G(Green), B(Blue). The communication standard DMX512(ANSI E1.11) protocol of it basically needs the address which can be distinguished between the lighting terminals. The conventional method has to give the address of the lighting any methods like dip switch, EEROM and PROM. Then the lighting terminal can receive RGB data from DMX512 communication. According to electrical characteristics DMX512 protocol has to the splitter every 32 lighting terminals. If 512 lightings is all connected, maximum 16 splitters are needed. This paper is solved above weakness in DMX512 protocol using serial connection all lighting terminals. Also I developed the intelligent lighting terminal with auto-addressing. This was solved the inconvenience of the address assignment and the usage of the splitter. The developed products is applied and selled the semiconductor lighting terminals using ON-OFF control, dimming control, sequential control and rainbow control.
The lighting industry has become the bigger and more systemized using the semiconductor LED with each control R(Red), G(Green), B(Blue). The communication standard DMX512(ANSI E1.11) protocol of it basically needs the address which can be distinguished between the lighting terminals. The conventional method has to give the address of the lighting any methods like dip switch, EEROM and PROM. Then the lighting terminal can receive RGB data from DMX512 communication. According to electrical characteristics DMX512 protocol has to the splitter every 32 lighting terminals. If 512 lightings is all connected, maximum 16 splitters are needed. This paper is solved above weakness in DMX512 protocol using serial connection all lighting terminals. Also I developed the intelligent lighting terminal with auto-addressing. This was solved the inconvenience of the address assignment and the usage of the splitter. The developed products is applied and selled the semiconductor lighting terminals using ON-OFF control, dimming control, sequential control and rainbow control.
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문제 정의
각 조명 단말기는 DMX512 통신을 수신하는 입력과 필요시 이를 바이패스하여 출력하는 출력을 별도로 설계하여 각 단말기를 직렬로 연결하였다. 따라서 주소를 부여할 필요도 없고 또한 읽어 들일 필요가 없는 자동주소를 갖는 지능형 조명 단말기를 개발하였다. 또한 직렬로 최대 512개가 연결되므로 스프리터가 필요 없도록 설계하였다.
본 논문은 이러한 단점을 해결하기 위해 각 조명 단말기들은 수신 칼라 데이터를 자신의 것은 취하고 다음 데이터는 바이패스 시켜 시간 지연과 소프트웨어 부담을 획기적으로 감소시킨다. 각 조명 단말기는 DMX512 통신을 수신하는 입력과 필요시 이를 바이패스하여 출력하는 출력을 별도로 설계하여 각 단말기를 직렬로 연결하였다.
제안 방법
DMX512 프로토콜에서 auto address를 갖는 지능형 조명 단말기를 개발하여 상용화 하였다. 설계된 회로와 소프트웨어는 정상적으로 잘 동작하고 있음을 확인하였다.
설계된 회로와 소프트웨어는 정상적으로 잘 동작하고 있음을 확인하였다. auto address를 갖는 조명등을 개발함으로서 기존의 병렬연결의 splitter 사용을 제거하였고, 생산시 address 부여 또한 필요없게 하였다. 이로서 생산 시험의 효율을 증대하였고, 또한 설치시의 간편함과 유지보수의 편리성을 극대화하였다.
본 논문은 이러한 단점을 해결하기 위해 각 조명 단말기들은 수신 칼라 데이터를 자신의 것은 취하고 다음 데이터는 바이패스 시켜 시간 지연과 소프트웨어 부담을 획기적으로 감소시킨다. 각 조명 단말기는 DMX512 통신을 수신하는 입력과 필요시 이를 바이패스하여 출력하는 출력을 별도로 설계하여 각 단말기를 직렬로 연결하였다. 따라서 주소를 부여할 필요도 없고 또한 읽어 들일 필요가 없는 자동주소를 갖는 지능형 조명 단말기를 개발하였다.
따라서 주소를 부여할 필요도 없고 또한 읽어 들일 필요가 없는 자동주소를 갖는 지능형 조명 단말기를 개발하였다. 또한 직렬로 최대 512개가 연결되므로 스프리터가 필요 없도록 설계하였다.
송신기에서 프로토콜의 처음 시작인 BREAK 신호는 표 1에서와 같이 88μs이상 ‘Low'를 유지하기 위하여 UART의 TxD 핀을 I/O로 용도 변경하여 출력하였다.
위의 방법을 사용하여 개발된 조명 수신기를 라인바, 투광등, 지중등 등에 적용하여 시험하였다. 수신 회로는 동일하지만 각 제품의 특성과 모양에 맞게 PCB를 설계하였다. 아래 그림 7은 실제 개발되어 적용한 제품들의 시험 사진이다.
위의 방법을 사용하여 개발된 조명 수신기를 라인바, 투광등, 지중등 등에 적용하여 시험하였다. 수신 회로는 동일하지만 각 제품의 특성과 모양에 맞게 PCB를 설계하였다.
개발된 조명등 수신기는 직렬로 연결하여 송신기에 처음 연결된 조명 수신기는 address#1, 다음이 address#2 맨 마지막이 address#170이 된다. 이러한 구현을 위해 조명등 수신기에 microcontroller를 사용하여 수신된 데이터 중에서 자신의 데이터만 취하고 다음의 데이터는 바이패스 함으로서 구현하였다. 그림 3은 구현 된 하드웨어를 보여준다.
이론/모형
DMX512 프로토콜의 물리계층은 송신 신호를 RS-485 방식을 사용한다. RS-485 방식은 최대 32개의 수신기를 구동할 수 있다.
성능/효과
DMX512 프로토콜에서 auto address를 갖는 지능형 조명 단말기를 개발하여 상용화 하였다. 설계된 회로와 소프트웨어는 정상적으로 잘 동작하고 있음을 확인하였다. auto address를 갖는 조명등을 개발함으로서 기존의 병렬연결의 splitter 사용을 제거하였고, 생산시 address 부여 또한 필요없게 하였다.
auto address를 갖는 조명등을 개발함으로서 기존의 병렬연결의 splitter 사용을 제거하였고, 생산시 address 부여 또한 필요없게 하였다. 이로서 생산 시험의 효율을 증대하였고, 또한 설치시의 간편함과 유지보수의 편리성을 극대화하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
DMX512 프로토콜의 물리계층이 사용하는 송신 신호는 무엇인가?
DMX512 프로토콜의 물리계층은 송신 신호를 RS-485 방식을 사용한다. RS-485 방식은 최대 32개의 수신기를 구동할 수 있다.
DMX512 제어기를 이용한 조명은 어떤 단점을 가지고 있는가?
[1]에서는 DMX512 제어기가 전송한 칼라 데이터를 조명등이 수신하여 자신의 것은 취하고 다음 데이터는 재생하여 다시 전송하였다. 이 방식은 [1]에서 언급한 바와 같이 조명 단말기 1개를 지날 때 마다 1바이트 지연이 발생하고 전체적으로 512바이트 만큼의 시간지연(약 25~40ms)이 발생하는 단점이 있다.
반도체 LED 조명등은 무엇을 통해 다양한 색 표현이 가능한가?
이때 250Kbps의 속도를 갖는 DMX512 조명 제어용 통신 프로토콜이 사용되는데, 데이터 스트림은 8비트씩 최대 512바이트가 전송되며, 따라서 서로 다른 512개의 조명등이 연결될 수 있다. 반면 반도체 LED 조명등은 R, G, B를 각각 제어하여 이 세 색을 섞음으로써 총 24bit(224 =16,776,216)의 다양한 색 표현이 가능하다. 또한 하나의 색을 표현하기 위하여 3바이트(채널)가 필요하므로 반도체 LED 조명(R, G, B)의 경우 DMX512에 연결될 수 있는 조명 단말기는 170(512/3 = 170)개가 된다.
참고문헌 (6)
신승은, "DMX-512(ANSI E1.11) 프로토콜을 이용한 LED 조명제어용 데이지 체인 시스템의 구현에 관한 연구", 연세대학교 공학대학원 석사 논문, 2008.2.
웹사이트 http://www.luminary.kr 기술자료실
손수국, 한영석, "LED 조명장치를 위한 새로운 WDMX 제어기 구현", 조명전기설비학회 논문지, 제22권, 제10호, pp. 1-7, 10월, 2008.
DMX512 Receiver Manual, pp5-17, 1999, JPK System limited
"USITT DMX512-A - Asynchronous Serial Data Transmission Standard for Controlling Lighting Equipment and Accessories", Entertainment Services and Technology Association, 2000.
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