FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO

Ethernet Stage Lightning Protocol

Pedro Emanuel Fernandes Magalhães

PREPARAÇÃO DA DISSERTAÇÃO

Mestrado Integrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Orientador: Professor Paulo Portugal

17 de Julho de 2014

c© Pedro Magalhães, 2014

Ethernet Stage Lightning Protocol

Pedro Emanuel Fernandes Magalhães

Mestrado Integrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

17 de Julho de 2014

Resumo

Este documento tem como objetivo apresentar o trabalho realizado na Unidade CurricularPreparação para a Dissertação, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.

Será efetuada uma introdução ao tema acompanhado da respetiva contextualização no curso, oestado de arte e a apresentação de uma solução, que será estudada ao longo do primeiro semestredo ano letivo de 2014/2015 na U. C. Dissertação.

Estes tópicos correspondem à estrutura geral do presente relatório.

i

ii

Abstract

This document’s purpose is to introduce the work done for the class Preparation for Disserta-tion at Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.

In the first part, an introduction to the theme will be made and its context within the course,the state of the art and the proposal of a solution to be developed in the first semester of the years2014/2015, for the class Dissertation.

The previous topics correspond to the structure of this document.

iii

iv

Conteúdo

1 Introdução 11.1 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2 Motivação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2 Estado de Arte 32.1 Introdução aos sistemas de iluminação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.2 DMX512 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.2.1 Meio Físico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.2.2 Protocolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.2.3 Conclusões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.3 Extensões do DMX512 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.3.1 RDM: Remote Device Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.3.2 Art-Net: Artistic Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.4 Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.4.1 Switched Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.4.2 Daisy Chain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3 Proposta de Trabalho 93.1 Objetivos esperados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.1.1 Requisitos preliminares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93.1.2 Caso de Uso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.1.3 Arquitetura do Sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.1.4 Protótipo de interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.2 Plano de trabalho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.3 Tecnologias e dispositivos a utilizar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.4 Conclusão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

A Definições e tecnologias existentes 15

Referências 17

v

vi CONTEÚDO

Lista de Figuras

1.1 Avolites Sapphire Touch no controlo da iluminação de um concerto . . . . . . . . 1

2.1 Sharpy e A-Leda Wash K20, moving heads modernos da Clay Paky. . . . . . . . 42.2 Diagrama de ligação com 2 barramentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.3 Diagrama de um barramento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.4 Ligador XLR-5 (à esquerda) e XLR-3 (à direita). . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.5 Representação da trama DMX512 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3.1 Diagrama de ligação de dispositivos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

vii

viii LISTA DE FIGURAS

Abreviaturas e Símbolos

AMX Analog MultipleXArt-Net Artistic NetworkDMX Digital MultipleXLED Light-Emitting DiodeRDM Remote Device Management

ix

Capítulo 1

Introdução

Os sistemas de iluminação em palcos de concertos e teatros constitui uma grande parte da

apresentação visual neste tipo de espetáculos, complementando a experiência dos espetadores. A

utilização de luzes, cores, formas e movimentos cria diferentes ambientes, para destacar um ator

ou músico, complementar o ritmo ou para dar ênfase aos acontecimentos em cima do palco.

Para controlar este tipo de sistemas foram desenvolvidas várias tecnologias ao longo dos anos,

tendo sido sucessivamente substituídas por outras mais recentes. A tecnologia que vigorou nas úl-

timas décadas, ainda considerada a base de grande parte dos sistemas de iluminação profissional, é

o DMX512, que foi desenvolvido na década de 80 e aperfeiçoado na década de 90 para controlar os

equipamentos de iluminotecnia. No entanto, a evolução tecnológica obrigou a que esta tecnologia

passasse do tradicional controlo de intensidades para o controlo de equipamentos cada vez mais

complexos, como moving heads, projetores de LED e painéis pixelizados de baixa resolução.

Figura 1.1: Avolites Sapphire Touch no controlo da iluminação de um concerto

1

2 Introdução

As exigências colocadas por estes equipamentos, que se tornaram cada vez mais baratos e

comuns no mercado, estão a levar os sistemas DMX512 ao seu limite, impondo cada vez mais

restrições na sua utilização.

Ao longo desta tese, apresentar-se-á uma solução para ultrapassar estas limitações, através da

utilização das tecnologias desenvolvidas para as redes Ethernet, mantendo, ao mesmo tempo, a

compatibilidade com os equipamentos DMX512 já existentes.

1.1 Objetivos

O trabalho realizado nesta Unidade Curricular de Preparação para a Dissertação tem como

objetivo iniciar o desenvolvimento da Dissertação, que terá lugar no próximo semestre.

Na primeira parte, far-se-á uma análise à tecnologia existente, inclusive:

• História da tecnologia DMX512 e análise do seu funcionamento, incluindo os motivos que

fazem desta a base das comunicações de iluminação de palcos;

• As limitações da sua utilização face à evolução tecnológica dos últimos 10 anos;

• Levantamento de algumas soluções baseadas em sistemas DMX512 que surgiram para ul-

trapassar a maioria destes problemas referidos, nomeadamente:

– RDM, extensão das funcionalidades de comunicação utilizando o mesmo meio físico;

– Art-Net, uma forma de encapsulamento do protocolo DMX512 numa rede Ethernet;

– Outros projetos Open Source.

Na segunda parte, é proposta uma solução que irá ser analisada e desenvolvida no decorrer do

próximo semestre, na Unidade Curricular Dissertação.

1.2 Motivação

A motivação para a escolha e a proposta deste projeto é de origem pessoal e académica.

Em Maio de 2009, incorporei a equipa de uma banda que realiza concertos na época do Verão

como técnico de luz, onde são utilizados dispositivos de iluminação (moving heads, projetores

LED, dimmers, etc) que dispõem da tecnologia DMX512.

Paralelamente à aprendizagem do funcionamento básico das controladoras de iluminação e da

montagem dos dispositivos, as limitações do sistema foram-se tornando cada vez mais percetíveis,

o que me levou a pensar numa solução mais flexível que combinasse as vantagens da tecnologia

que já existe com os desenvolvimentos mais recentes na área de comunicações em rede Ethernet.

Capítulo 2

Estado de Arte

Para a secção do Estado de Arte, irão ser considerados os sistemas puramente DMX512, outras

tecnologias associadas que expandem as suas funcionalidades, e a Ethernet, que será a base do

sistema que se pretende implementar.

2.1 Introdução aos sistemas de iluminação

Os sistemas de iluminação profissional são normalmente constituídos por um controlador,

designado por mesa de luz ou mesa de iluminação (em contraste com as mesas de mistura para

som) e vários dispositivos que são controlados remotamente. Esses dispositivos podem ser de

vários tipos e possuir vários graus de complexidade, de simples lâmpadas a moving heads.

No caso do DMX512, que será especificado no capítulo 2.2, é comum utilizar-se um cabo para

fazer a ligação entre os vários dispositivos e o controlador. Essa ligação em série é denominada

Universo DMX. Cada dispositivo, seja dimmer, moving head ou painel de LEDs, necessita de

um número de parâmetros para ser controlado. Cada parâmetro é denominado por canal, e cada

universo é capaz de albergar 512 canais, daí a designação DMX512.

2.2 DMX512

O DMX512 (Digital MultipleX) é um sistema de comunicações baseado em RS485. Foi de-

senvolvido para substituir o AMX192 (Analog MultipleX) em 1986 e finalizado em 1994. O seu

objetivo principal era controlar lâmpadas com dimmers em iluminação de espetáculos e concertos,

e constituía uma solução inovadora e económica, pois o meio físico é constituído por cabos XLR1,

utilizados para ligar microfones, amplificadores e praticamente todos os sistemas áudio num palco.

Estas redes são do tipo master-slave, existindo um controlador que envia os dados para os

dispositivos, ligados em daisy chain.

1Ver capítulo 2.2.1.1

3

4 Estado de Arte

Uma rede tem a capacidade de transmitir 512 bytes de forma assíncrona. Cada byte corres-

ponde a um canal e cada dispositivo pode necessitar de alocar vários canais para ser controlado.

(USITT (2008))

O desenvolvimento tecnológico levou à utilização de equipamentos cada vez mais comple-

xos e com mais parâmetros de controlo, como a intensidade, a posição, gobos, cores, etc. Cada

parâmetro é controlado por, no mínimo, um canal, pelo que o surgimento de moving heads mais

complexos levou a que os universos atingissem o limite de largura de banda, e os 512 canais passa-

ram a não ser suficientes para ligar todos os dispositivos dos maiores concertos. É normal hoje em

dia haver moving heads com 16 canais endereçados, o que significa que apenas 32 podem ser liga-

dos a um universo. (que corresponde também a uma limitação do RS-485, como será explicitado

na secção 2.2.1)

Figura 2.1: Sharpy e A-Leda Wash K20, moving heads modernos da Clay Paky.

A solução adotada foi o aumento do número de redes, ou universos. Assim, uma mesa con-

troladora pode ter várias saídas XLR-5, cada uma correspondente a um universo de 512 canais,

permitindo, desta forma, a expansibilidade da rede.

2.2.1 Meio Físico

A transmissão é efetuada utilizando um meio de comunicação diferencial, RS-485, em que os

dispositivos são ligados em série com o controlador daisy chain. Este método moldou a forma

como os dispositivos de iluminação estão dispostos em palco, pelo que representa uma das princi-

pais características do DMX512.

A vantagem da utilização de transmissão diferencial consiste no uso a longas distâncias e

no facto de ser bastante resistente a interferências eletromagnéticas, características essenciais num

sistema que funciona lado a lado com os sistemas de áudio e que muitas vezes geram interferências

a nível elétrico.

Por exemplo, uma mesa controladora pode estar a 40 metros do palco e o cabo diferencial

viajar ao lado com os cabos de alimentação e de áudio; uma vez no palco, liga a um moving head,

2.2 DMX512 5

havendo uma saída que liga ao dispositivo seguinte, que por sua vez também tem outra saída,

estando assim feita a ligação em série (figura 2.2).

A utilização do RS-485 limita o número de dispositivos por barramento para 32, sendo ne-

cessário um splitter para a existência de um número superior, e a presença de uma resistência de

terminação de 120Ω. No entanto, estas regras são muitas vezes ignoradas, havendo casos em que

o número de dispositivos por barramento é superior a 32.

Figura 2.2: Diagrama de ligação com 2 barramentos.

O sinal é transmitido através de um meio partilhado, ou barramento, que interliga todos os

dispositivos que estão designados a esse universo. Um exemplo da configuração das ligações

com dois universos pode ser observado na figura 2.2. Os dispositivos possuem uma entrada e

uma saída XLR-3 (capítulo 2.2.1.1) para para receber o sinal e retransmiti-lo a outros interfaces,

respetivamente.

Figura 2.3: Diagrama de um barramento.

Na figura 2.3, pode ver-se o funcionamento da propagação do sinal no barramento e os dispo-

sitivos que o recebem. Como a mesa controladora é o único dispositivo a transmitir num universo,

não há o problema de colisões, tópico que será abordado novamente na secção 2.2.2.

2.2.1.1 XLR-3 e XLR-5

Em sistemas de áudio, para ligar microfones através de cabos XLR-3, é necessário alimentar

a linha de transmissão com uma tensão de 48V . Por esta razão, e por ser usado o mesmo tipo de

cablagem no sistema de iluminação, os controladores DMX512 têm saídas XLR-5, com 5 pinos em

que os 2 pinos extra estão desligados. Isto previne acidentes de ligação, no entanto, a ligação entre

dispositivos é feita com XLR-3, pelo que é sempre necessário esse cuidado ao fazer a montagem

do sistema.

6 Estado de Arte

Figura 2.4: Ligador XLR-5 (à esquerda) e XLR-3 (à direita).

2.2.2 Protocolo

A transmissão do controlador é assíncrona a 250 kbaud. A trama é constituída por:

• Pausa: 22 bits (88 µs) entre tramas;

• MAB (Mark-After-Break) : 2 bits (8 µs);

• Slot 0: 11 bits (44 µs) com o Start Code, geralmente o código 0x00;

• Slot 1: 11 bits (44 µs):

– 1 Start bit;

– 8 bits, que correspondem a 1 byte do primeiro slot;

– 2 Stop Bits

• Slot 2..512

Figura 2.5: Representação da trama DMX512

No total, depois da pausa inicial, são enviados 513 slots. Num universo com 512 alocados,

uma única trama é enviada em aproximadamente 0.022s, o que corresponde a uma frequência

2.3 Extensões do DMX512 7

de 45Hz. Reduzindo o número de canais alocados, reduz-se o tamanho da trama e aumenta-se

a frequência de transmissão. Como a trama é construída até ao último canal alocado, o tempo

de transmissão é diminuído. Por esta razão é preferível ter mais universos DMX512 com poucos

canais utilizados do que poucos universos completamente alocados.

Por exemplo, a transmissão de uma trama com 128 canais configurados significa que o tempo

de transmissão é de apenas 0.006s, correspondendo a uma frequência de 166Hz.

Como a trama é reenviada no máximo a cada 22 milissegundos, o protocolo DMX512 não

necessita de correção de erros, nem são necessárias mensagens de acknowledge por parte dos

dispositivos recetores.

2.2.3 Conclusões

As vantagens da utilização do DMX512 e do seu meio físico são bastante notórias, pois criam

um sistema fiável e de simples configuração.

No entanto, a limitação da identificação dos erros é evidente, e mesmo que, na maior parte dos

casos, os problemas de má ligação sejam atribuídos aos cabos, torna-se bastante difícil identificar

um cabo defeituoso.

2.3 Extensões do DMX512

2.3.1 RDM: Remote Device Management

O protocolo RDM é um sistema em desenvolvimento e apresenta uma extensão às funciona-

lidades do DMX512. As tramas são inseridas entre as tramas DMX512, e o protocolo permite

funcionalidades extra, como por exemplo a transmissão bidirecional, mantendo, ao mesmo tempo,

a compatibilidade com os dispositivos existentes.

Os dispositivos que utilizam este protocolo comunicam com o controlador de modo a serem

automaticamente configuráveis (por exemplo, canal DMX512, reverse pan ou reverse tilt sem ser

necessário introduzir esses dados manualmente.

Para a identificação da transmissão do RDM, é utilizado o start code 0xCC, para o distin-

guir dos pacotes DMX512, cujo código é o 0x00, conforme referido na secção 2.2.2. (Wikipedia

(2014))

2.3.2 Art-Net: Artistic Network

O Art-Net é a solução baseada em Ethernet com maior sucesso, e constitui um encapsulamento

do protocolo DMX512 numa rede Ethernet. Isto permite ultrapassar o problema da expansibili-

dade, pois cria a existência de milhares de universos numa única linha de transmissão Ethernet,

havendo um conversor para DMX512 que pode ser ligado a vários dispositivos de forma tradi-

cional, assim conservando a compatibilidade com todos os dispositivos, permitindo também a

expansibilidade da rede.

8 Estado de Arte

O Art-Net apresenta uma maior vantagem no caso em que os dispositivos necessitam de mais

canais do que o normalmente utilizado. Por exemplo, o Clay Paky A.leda B-Eye Wash K20 é

um moving head com 37 Leds RGBW, que podem ser endereçados independentemente. Nesse

modo de funcionamento, cada robot necessita de endereçar 169 canais, o que significa que um

único universo só poderá controlar 3 robôs destes. A última versão do Art-Net consegue gerir

215 = 32768 universos. (Holdings (2014))

2.4 Ethernet

A tecnologia Ethernet surgiu em 1980 como um conceito em cabo coaxial para a interligação

de dispositivos e redes entre si. Inicialmente era baseada num único barramento partilhado por

todos os dispositivos em toda a rede, mas a sua massificação e evolução levou a que se fosse

desenvolvendo para um tipo de ligação quase exclusivamente ponto-a-ponto.

2.4.1 Switched Ethernet

Dos vários tipos de ligações que podem ser efetuadas com recurso a Ethernet, a mais comum

é a ligação em estrela, tipicamente utilizada em redes locais, onde existe um router ou switch com

n ligações a n dispositivos que fazem parte dessa rede. Neste modo de utilização, cada ligação

é uma ligação ponto-a-ponto, pelo que o switch trata do encaminhamento dos pacotes. Este tipo

de ligação é preferencial a um meio partilhado por todos os dispositivos, pois a probabilidade de

colisões é reduzida. Desta forma, em vez de existirem n dispositivos a tentar aceder ao mesmo

meio partilhado (pois só um é que consegue escrever ao mesmo tempo, e é aqui que entra o

protocolo CSMA/CD) existem apenas dois numa ligação ponto-a-ponto, um dispositivo terminal

e o switch. Para além disso, se a comunicação for full-duplex, havendo um canal para transmissão

e outro para receção (10BASE-T e sucessores) as colisões são inexistentes.

2.4.2 Daisy Chain

O conceito de Daisy Chain é utilizado com um número razoável de switches ethernet. Interli-

gando dois switches entre si, e assumindo que cada um tem vários dispositivos ligados diretamente,

faz-se uma ligação entre as duas redes. Aumentando o número de switches ligados desta forma,

cria-se uma Daisy Chain.

Capítulo 3

Proposta de Trabalho

3.1 Objetivos esperados

Neste trabalho, como foi referenciado no capítulo 1, é proposta uma alternativa baseada em

Ethernet para substituir o DMX512. Como o tempo disponível é limitado para o que se pretende

efetuar, na primeira parte será dada mais relevância à elaboração da arquitetura do sistema, e na

segunda parte, será construído um protótipo de uma interface Ethernet - DMX512, que fará parte

integrante para garantir retro-compatibilidade com o sistema existente.

Assim, o tema desta Dissertação terá os seguintes objetivos preliminares:

• Levantamento de requisitos completos do sistema;

• Desenho da arquitetura;

• Protótipo de interface Ethernet - DMX512.

Paralelamente, e relativamente à Unidade Curricular, os seguintes objetivos fazem parte da

gestão do projeto:

• Organização do Web-site onde será possível consultar toda a documentação acerca do pro-

jeto;

• Relatórios de progresso.

3.1.1 Requisitos preliminares

Para melhor compreensão dos objetivos do trabalho, foi efetuado um levantamento de alguns

requisitos que o sistema terá de cumprir, não distinguidos entre funcionais e não funcionais:

• Requisitos de rede:

– Arquitetura flexível baseada em Ethernet;

– Meio físico robusto;

9

10 Proposta de Trabalho

– Flexibilidade nas estruturas de ligação: estrela, daisy chain;

– Configuração automática de endereços de rede;

– Minimização de atrasos da transmissão.

• Requisitos de implementação:

– Deteção e identificação de dispositivos pelo controlador;

– Auto-configuração dos dispositivos, instalação de driver no software do controlador;

– Envio de informações de erros dos dispositivos para o controlador;

– Otimização das instruções enviadas com vista a minimizar o tamanho das tramas e

tempo de retransmissão.

• Requisitos de retro-compatibilidade:

– Permissão de utilização de dispositivos DMX512 através de uma interface transparente

para o utilizador e configurável através do controlador;

– Configuração de parâmetros manual;

– Inclusão de bibliotecas para configuração automática;

– (Uma vez configurado, a interface deverá portar-se como um dispositivo transparente).

Na figura 3.1 está representado o diagrama de ligação de dispositivos.

3.1.2 Caso de Uso

Para melhor compreender o trabalho proposto, foi realizado o seguinte Caso de Uso:

“Um técnico tem à sua disponibilidade uma mesa controladora e um número de dispositivos

de várias gamas que pretende ligar e configurar para um concerto. Depois de efetuada a montagem

dos dispositivos, o técnico efetua os seguintes passos:

• Ligação: Um único cabo Ethernet Gigabit é utilizado para ligar a controladora a um switch

geral em cima do palco. A uma das interfaces do switch pode ser ligado diretamente um

moving head, que por si tem 2 interfaces Ethernet, uma para a ligação com o switch, e

outra para comunicação com outros dispositivos, em semelhança com o que existe com o

DMX512;

• Auto-configuração: Durante o arranque dos sistemas, e depois da atribuição de endereços

IP, a controladora faz um broadcast para todos os interfaces, um pedido para que se iden-

tifiquem. Os dispositivos correspondem com os seus endereços, ID único, nome, e tipo de

dispositivos. Caso um ou mais dispositivos sejam desconhecidos, ou seja, caso a controla-

dora não conheça os parâmetros de controlo, é enviado um pedido do driver genérico, que

corresponde a uma lista de parâmetros que o utilizador pode configurar, sendo que os mais

3.1 Objetivos esperados 11

Figura 3.1: Diagrama de ligação de dispositivos.

comuns (pan, tilt, dimmer, etc.) poderão ser automaticamente detetados. Depois de esta-

rem configurados, o utilizador é capaz de controlar manualmente todos os parâmetros dos

dispositivos.

• Configuração de dispositivos DMX512: Alguns dispositivos têm apenas este tipo de inter-

faces. Para se ligar estes dispositivos à rede, utiliza-se um interface Ethernet-DMX512,

atribuindo-lhe o endereço 1. Através da controladora, é possível configurar os parâmetros

do dispositivo. Uma vez configurado, o seu comportamento é transparente.

• Deteção de falhas: Um dispositivo reporta à controladora que existe uma falha num mo-

tor que impede que o mesmo funcione à mesma velocidade dos dispositivos semelhantes.

Dependendo da gravidade da falha, o utilizador pode decidir ignorá-la, desligar o motor

ou o dispositivo. Se apenas limitar o desempenho do dispositivo em algumas situações,

por exemplo, ativação do frost filter, tal motor pode ser desligado, sem que prejudique o

desempenho do dispositivo noutras situações.

• Programação: O técnico pode iniciar normalmente a programação do concerto.

• Guardar configurações: Todas as configurações são guardadas e associadas a cada ID de

cada robô. Ao desligar e voltar a ligar o sistema, os endereços IP podem mudar, pelo que

12 Proposta de Trabalho

o processo de auto-configuração inicial é sempre executado, e cada IP é associado ao ID do

robô correto. “

3.1.3 Arquitetura do Sistema

A projeção da arquitetura do sistema passará por várias fases até à sua versão final, antes de se

passar à construção do protótipo:

• Levantamento de requisitos do projeto, tendo em conta os objetivos associados com a arqui-

tetura;

• Esquemáticas de ligações e diagramas de casos de uso;

• Estudo de atraso dos switches;

• Criação de algumas funções de comunicação com os dispositivos;

3.1.4 Protótipo de interface

O desenvolvimento do interface Ethernet - DMX512 constituirá a segunda parte do projeto.

Pela facilidade de implementação, poder de processamento e baixo preço, será utilizado um Rasp-

berry Pi e um micro Switch para o efeito. Deste modo, depois da primeira parte da arquitetura

estar definida, esta fase será constituída por:

• Montagem de conversor RS-422 para RS-485 (diferencial), com um MAX485;

• Desenvolvimento do software em Phyton, em Raspberry Pi;

• Verificação do envio das tramas DMX512 através da ligação a um dispositivo genérico;

• Desenvolvimento de software no computador em Java para envio de funções de controlo;

3.2 Plano de trabalho

O planeamento do trabalho está descrito na tabela 3.1.

Tabela 3.1: Planeamento do trabalho

Tarefa DuraçãoLevantamento de requisitos do sistema 2 semanas

Desenvolvimento do protótipo 10 semanasTestes 2 semanas

Escrita da Tese 4 semanas

3.3 Tecnologias e dispositivos a utilizar 13

3.3 Tecnologias e dispositivos a utilizar

Será necessário recurso às seguintes tecnologias, tanto hardware como em software:

• Switch Ethernet de pelo menos 3 portas para fazer a ligação entre, neste caso, um computa-

dor, e a interface DMX512-Ethernet, simulando a utilização real;

• Eclipse IDE para o desenvolvimento do software controlador de protótipo;

• Osciloscópio, para visualização e estudo das tramas DMX512;

• Moving head ou outro dispositivo DMX512 para se poder passar a testar o interface DMX512-

Ethernet;

• Raspberry Pi Type B com porta Ethernet;

• 700-MAX485EPA para a interface;

3.4 Conclusão

No final do trabalho, é esperado que todos os objetivos estejam cumpridos, e o sistema cumpra

todos os requisitos especificados neste relatório e no documento final. É também esperado que o

protótipo esteja a funcionar e testado com alguns dispositivos DMX512.

14 Proposta de Trabalho

Anexo A

Definições e tecnologias existentes

• Terminologia relativa ao DMX512:

– Universo: Conjunto de 512 canais que podem ser utilizados num barramento DMX.

Para haver uma transmissão mais eficiente e rápida, é comum só transmitir até ao

último canal alocado.

– Canal: Byte que corresponde a um slot da trama transmitida. Cada universo possui

512 canais, ou 512 bytes de dados.

• Moving Head: Robô com dois graus de liberdade de controlo de orientação (pan e tilt),

utilizados em substituição dos dimmers habituais pela flexibilidade de cores e filtros.

• Parâmetros do dispositivos de iluminação:

– Dimmer: Intensidade da luz.

– Pan e Tilt: Movimento lateral e horizontal em Moving heads e outros dispositivos com

dois parâmetros de movimento;

– Gobo: GOes Before Optics. Filtro utilizado para controlar a forma da luz incidida. Em

moving heads, os gobos estão numa folha rotativa, podendo-se escolher qual a utilizar.

O objetivo é, além de projetar as formas em objetos ou superfícies, obter efeitos aéreos

com a utilização de fumo.

• Switch Ethernet Ver secção 2.4.1.

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16 Definições e tecnologias existentes

Referências

Artistic Licence Holdings. Specification for the art-net 3 ethernet communication protocol. 2014.

USITT. Dmx512 faq, 2008. Disponível em http://www.usitt.org/content.asp?contentid=373, acedido a última vez em 2 de Abril de 2014.

Wikipedia. Rdm (lightning), 2014. Disponível em http://en.wikipedia.org/wiki/RDM_(lighting), acedido a última vez em 18 de Junho de 2014.

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