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Dernière mise à jour : 12/02/2017

Présentation

Cette interface DMX dispose d'une entrée DMX (sur XLR) et de 5+11 sorties PWM 12 V (sur borniers) qui fonctionnent en mode Gradateur (dimmer). La puissance maximale par sortie est de 25 W, soit environ 2 A sous 12 V. L'interface n'est pas prévue pour commander des charges 230 V.

interface_dmx_003e_pcb_3d_a

Cette version est une sorte de "mélange" entre mes interface DMX 003d et interface DMX 009, et fait appel à un microcontrôleur PIC 32MX534F064H que l'on sollicite pour obtenir deux types de sorties PWM :
- 5 sorties (Out1 à Out5) de fréquence 1 kHz (avec module intégré générateur PWM du PIC)
- 11 sorties (Out6 à Out16) de fréquence 100 Hz (PWM fait maison avec interruptions Timer)
L'adresse de base DMX peut être réglée entre 1 et 511.

Schéma

Le schéma est divisé en deux : traitement trames DMX et interface de sortie de puissance.

interface_dmx_003e
Traitement DMX

interface_dmx_pwm_16outs_001
Interface de sortie 16 voies

Fonctionnement général
L'interface dispose de 16 sorties qui fonctionnent en mode Gradateur. Chaque sortie délivre un signal périodique de fréquence fixe, 1000 Hz pour les cinq premières sorties et 100 Hz pour les onze autres. Le rapport cyclique du signal PWM de chaque sortie dépend des valeurs véhiculées dans les canaux de la trame DMX reçue. Le tableau qui suit donne quelques exemples de correspondance entre les valeurs DMX et les rapports cycliques obtenus.

Sortie 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Valeur DMX 0 15 127 128 250 34 100 64 255 200 15 250 15
PWM en % 0 6 50 50 98 13 39 25 100 78 6 98 6

La valeur de rapport cyclique répond à la formule suivante :
Rapport cyclique (en %) = 100 / 255 * N
où N est la valeur transmise dans la trame DMX (valeur 0 -> PWM = 0%; valeur 255 -> PWM = 100%).

interface_dmx_003e_proto_001_graphe_001a interface_dmx_003e_proto_001_graphe_001b interface_dmx_003e_proto_001_graphe_001c
Sorties 6 à 16 (PWM 100 Hz)

Choix de l'adresse de base DMX
Le choix de l'adresse DMX de base (1 à 512 pour l'utilisateur, 0 à 511 pour l'informaticien) se fait par le biais des 9 micro-interrupteurs câblés sur les lignes RB5 à RB13 du PIC, selon codage binaire standard (petit rappel conversion binaire/décimal).

Interface d'entrée DMX
Le circuit d'interface électrique MAX3072 permet de travailler sous une tension d'alimentation de +3,3 V. Il travaille ici toujours dans le même sens, ses entrées de direction RE et DE (broches 2 et 3) sont mises à l'état bas pour activer le mode réception. La commande des deux lignes RE et DE n'est pas établie "en dur" (directement câblées à la masse) mais de façon logicielle - au bon moment lors de l'initialisation du PIC. La résistance R3 de 120 ohms est montrée câblée sur le schéma mais en pratique il convient de la mettre en série avec un cavalier pour pouvoir la mettre hors service si besoin. On peut aussi ne pas la prévoir du tout et installer une seconde prise XLR reliée en parallèle sur J1 et sur laquelle on pourra enficher une terminaison (bouchon 120 ohms) ou un câble allant vers un autre appareil (récepteur) DMX. 

Sorties de puissance
Les signaux PWM délivrés sur les sorties Out1 à Out5 ont une période de 1 ms, ce qui correspond à une fréquence de 1000 Hz. Les signaux PWM délivrés sur les sorties Out6 à Out16 ont une période voisine de 10 ms, ce qui correspond à une fréquence voisine de 100 Hz. Ces deux fréquences de 100 Hz et 1 kHz sont suffisament élevées pour ne pas produire un scintillement visible. Pour les sorties Out6 à Out16, on utilise un timer (Timer1) qui "découpe" chaque période en 256 tranches, pour bénéficier de la pleine résolution de 256 pas des valeurs transmises dans la trame DMX. Le timer en question provoque une interruption toutes les 38 us environ (38 us * 256 = 10 ms). L'utilisation d'une courbe (table) de correction de luminosité permet d'adapter la plage linéaire des valeurs DMX à la sensibilité de l'oeil (qui est logarithmique). La partie puissance est confiée à des MOSFET FDS6570A en boîtier SO8 et des drivers TC4469 en boîtier DIL14. Ces drivers sont indispensables ici à cause de la capacité de grille qui est trop élevée pour une attaque directe par les sorties du PIC (le PIC ne peut débiter plus de 200 mA sur l'ensemble des sorties, et chaque commande de grille provoque une pointe de courant comprise entre 100 mA et 200 mA). Armé de ces modestes composants, chaque sortie est susceptible de commuter des courants de quelques ampères, nous nous limitons à 2 A par sortie. Il va de soi que l'alimentation de puissance doit possèder la réserve suffisante.

Alimentation(s)
La section puissance repose sur deux alimentations 12 V / 250 W séparées, on dispose donc de 500 W pour les 16 sorties (cela peut sembler peu, mais rappelez-vous qu'on travaille ici en très basse tension). Chaque transistor de sortie peut commuter un courant de plusieurs ampères, imaginez la puissance requise si on veut pouvoir débiter 2 A sur les 16 sorties en même temps : 32 A au total, ça commence à faire ! Oui mon brave monsieur, les fils sont de bon diamètre et les pistes de CI adaptées. L'alimentation requise pour le circuit de commande est de +3,3 V, ce qui s'obtient aisément avec un régulateur intégré en partant des alimentations 12 V.

Bouton de reset ?
La lecture de l'adresse DMX spécifiée par l'utilisateur se fait uniquement au démarrage du logiciel. Le bouton de reset SW1 devra donc être pressé si vous modifiez l'adresse DMX pendant que le montage est sous tension.

Mode de fonctionnement en absence de données DMX
Si pour une raison quelconque les données DMX n'arrivent plus (déconnexion câble DMX, perte de données en plein milieu d'une trame), le logiciel peut désactiver toutes les sorties. Ces dernières sont dans ce cas réactivées dès réception d'au moins deux trames DMX valides successives.
La configuration est lue une seule fois, au démarrage du système. La sortie NoDMX (ligne RG6 du PIC) s'active en absence de trame DMX, j'y ai simplement relié une LED rouge. Cette LED peut être remplacée par une verte et câblée à l'envers pour s'allumer en présence de trame DMX.

Prototype

Les tests préliminaires ont été réalisés avec une carte Mikroe "mini-32" (qui supporte le PIC 32MX534F064H). Ce module a été installé sur une plaque d'expérimentation sans soudure, en compagnie d'un MAX3072 (adaptateur RS485). Pour les sources DMX, j'ai mis à contribution mes contrôleurs DMX Stairville DDC-6 et Botex SDC-16, ce dernier étant évidement plus approprié pour tester une interface à 16 sorties....

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Tests OK (ici sans l'étage de puissance).

Logiciel du PIC

Montage réalisé pour usage pro, logiciel non disponible.
Interface DMX 003e - 32MX534F064H - (08/02/2017)

Circuit imprimé

Réalisé en double face.

interface_dmx_003e_pcb_3d_d

Historique

12/02/2017
- Première mise à disposition