Qu'est-ce que le DMX ?

Le DMX (acronyme de Digital Multiplex) est un protocole utilisé pour contrôler des appareils tels que éclairages, les jeux de lumière ou les machines à fumée...

Le signal est unidirectionnel, ce qui signifie qu'il ne se déplace que dans une seule direction : du contrôleur ou du premier appareil d'éclairage, jusqu'au dernier.

Dans sa forme la plus élémentaire, le DMX n'est qu'un protocole pour les lumières, comme l'est le MIDI pour les claviers ou les contrôleurs DAW. Pour comprendre en quoi consiste le DMX, vous devez connaître les modes d'éclairage, les canaux DMX et les contrôleurs DMX.

1986 : La naissance du DMX

Avant 1986, la commande à distance de l'éclairage était exclusivement réservée aux installations de scènes ou théâtres, aux grands studios, au broadcast et aux films à gros budget. Chaque lampe ou appareil était commandé directement à partir de la console, chaque fonction nécessitant un câble individuel entre le contrôleur et l'appareil.
Cela pouvait facilement donner lieu à une énorme console d'éclairage, avec des dizaines de câbles reliant la console à vos spots, ce qui représentait une installation lourde, imposante et coûteuse. Plus votre éclairage avait de fonctions, plus vous deviez faire passer de câbles pour le commander !
Cependant, le DMX a changé cela. Au lieu de faire passer un câble entre la console de commande et l'appareil pour chaque fonction/canal que vous voulez contrôler, le DMX vous permet de faire passer un seul câble vers votre appareil pour en contrôler toutes les fonctions. Ensuite, vous pouvez relier en cascade cet appareil à un autre, puis à un autre, puis à un autre, ce qui vous permet de contrôler jusqu'à 512 canaux.

Quels sont les avantages du DMX ?

L'environnement DMX

512 canaux de contrôle signifie que le DMX vous permet de contrôler jusqu'à 512 fonctions différentes réparties sur le nombre d'appareils d'éclairage ou d'effets que vous utilisez. Comme il n'y a qu'un seul câble de sortie, cela permet d'avoir des consoles de contrôle DMX extrêmement petites.
Certains de ces contrôleurs DMX ont un encombrement inférieur à celui d'un ordinateur portable de 15 pouces, tout en pouvant contrôler jusqu'à 512 canaux de lumière et d'effets. Si vous avez besoin de plus de 512, vous devrez alors utiliser une seconde ligne DMX (également appelée univers DMX).Il est possible de travailler avec plusieurs univers DMX voir en 1024 canaux différents. Les plupart des interfaces actuelles le permettent.

Principes de fonctionnement du DMX

Chaque appareil compatible DMX se voit attribuer une ID et utilise autant de canaux pour contrôler ses fonctions qu'il le faut. Dans l'idéal, chaque appareil a une ID/adresse DMX unique, bien que tous les appareils qui ont la même ID/adresse réagissent aux mêmes commandes.Chaque appareil DMX possède une entrée et une sortie, ce qui vous permet de connecter en chaîne votre câble DMX d'un jeu de lumière à l'autre. Assurez-vous simplement de donner à chaque appareil une adresse DMX unique pour un contrôle individuel. Le DMX est parfaitement fiable et stable, c'est la raison pour laquelle il n'a pas évolué depuis son apparition en 1986.

Composition d'une frame DMX512

Idle : Absence de signal DMX (signal continu à 1)

Break : Démarrage de la communication après une période d’ « idle » (22 bits à l’état 0)

MAB : Mark After Break (2 bits à l’état 1)

Start Bit : Bit annonçant le début de la trame (1 bit à l’état 0). Le premier start bit est suivi de 8 bits à 0.

Le start bit suivi des 8 bits à 0 est appelé le Start Code.

2 stops bits : Fin des données (2 bits à l’état 1). Ici ces bits de stop annoncent la fin du start code.

1 MTBF : Mark time between frames : Séparateur entre chaque octet. (1 bit à l’état 1)

Start Bit : Bit annonçant le début d’une trame de données.

8 bits data : Données codées sur 8 bits.

2 stops bits : Fin des données de l’octet précédent (2 bits à l’état 1).

1 MTBF : Mark time between frames : Séparateur entre chaque trame. (1 bit à l’état 1)

Le cycle de transmission de données Bit de Start – 8 bits de données – 2 bits de Stop est appelé « Trame de données »

Il peut circuler jusqu’à 512 trames de données à la suite. Un ensemble Break – MAB - Start Code - Trames de données – MTBP appelé un paquet.
La vitesse théorique de transmission est de 250000 bits/secondes (250kbits/sec).

Que signifie DMX 8 bit ou DMX 16 bit ?

Le DMX envoie un "mot" de 8 bits pour chaque fonction, ce qui donne généralement 256 niveaux de contrôle par canal.
Si cela n'est pas assez fluide lorsque vous diminuez la luminosité de votre appareil, par exemple, certains appareils supportent un mode 16 bits qui utilisera deux canaux ; un pour le réglage général et un pour le réglage plus précis.
Comme nous le savons, un curseur sur une console d'éclairage classique indiquera sa position en pourcentage ou en valeur.
Si elle est affichée sous forme de valeur, vous remarquerez qu'elle va de 0 à 255, soit 256 pas.
Lorsque les concepteurs ont mis au point le protocole DMX512, il n'était utilisé que pour contrôler le variateur d'une lampe et ils ont pensé que 256 niveaux de contrôle de la variation étaient suffisants, car on ne pouvait pas voir la différence entre une valeur et la valeur voisine.
Le DMX512 utilise une transmission en série pour envoyer des données et un octet de données (8 bits) a une valeur maximale de 256.
Les valeurs DMX pour un canal donné sont comprises entre 0 et 255. Ces valeurs peuvent être définies en 8 bits. Les bits sont des nombres binaires, comme les commutateurs DIP, et sont soit des 0 (off) soit des 1 (on).
Il n'est pas nécessaire que vous compreniez parfaitement le binaire pour comprendre le fonctionnement des appareils à 8 et 16 bits.

DMX : les notions à connaître:

- Le DMX 512 (Digital Multiplexing) est une norme de transmission de données utilisée pour contrôler les canaux disponibles sur un éclairage depuis un contrôleur.

- Pourquoi 512 ? Simplement parce que le signal numérique du DMX transporte 512 canaux. Il existe une spécification plus récente (sortie en 1998) connue sous le nom de DMX512A, qui est rétro compatible avec le DMX512.

- Chaque canal ou canaux sont affectés au contrôle de différents paramètres (appelés personnalité) de la lumière, tels que la couleur, la rotation ou le stroboscope en fonction des commandes disponibles.

- Chaque canal transporté possède un éventail de niveaux allant de 0 à 255. Vous pouvez vous représenter ces niveaux comme une échelle allant de 0 à 100%. Ces valeurs vous permettent de contrôler chaque canal.

Qu'est ce qu'une adresse DMX ?

Une adresse DMX est juste un autre nom pour un canal. Pour contrôler plusieurs appareils de façon indépendante, ils doivent être adressés à une adresse de départ différente qui ne se trouve pas dans le groupe des canaux d'un autre appareil.Le canal sur lequel l'appareil est actuellement réglé est appelé adresse, ou plus communément l'adresse de départ. Une personnalité DMX est un canal ou un groupe de canaux qui contrôle les paramètres de l'appareil.Certains appareils DMX peuvent être équipés d'un commutateur à positions multiples afin de modifier l'adresse de départ.

Comment faire l'adressage DMX ?

Comment programme-t-on en DMX et comment faire pour affecter une partie d'entre eux à un éclairage en particulier ? C'est justement le rôle de l'adressage !
Pour que le contrôleur DMX puisse contrôler chaque produit DMX, l'utilisateur doit d'abord configurer les caractéristiques de chaque produit afin de déterminer le nombre de canaux requis pour contrôler l'appareil.
Une adresse DMX sera attribuée à chaque canal.
Cependant, comme il n'est pas pratique d'attribuer une adresse DMX particulière à chaque canal, l'utilisateur devra seulement configurer l'adresse DMX de chaque produit qui correspond au premier canal de contrôle du produit.
Il s'agit de l'adresse de départ du produit.
Le produit affectera automatiquement les autres canaux aux adresses DMX suivantes.
Une fois cette affectation terminée, et en fonction du nombre de canaux utilisés, le produit répondra aux signaux DMX envoyés à la gamme de canaux DMX qui commence par l'adresse de départ.
Par exemple, un produit qui utilise six canaux DMX avec une adresse de départ de 100, acceptera les données DMX envoyées par le contrôleur DMX aux canaux 100, 101, 102, 103, 104 et 105.
L'utilisateur doit attribuer avec soin les adresses de départ pour chaque produit individuel afin d'éviter le chevauchement des canaux DMX.
Si les canaux DMX se chevauchent, les produits concernés pourraient fonctionner de manière erratique.
Cependant, l'utilisateur peut décider de configurer deux ou plusieurs produits similaires ayant les mêmes caractéristiques et la même adresse de départ.
Dans ce cas, tous les produits ayant la même adresse de départ fonctionneront à l'unisson.

Les switchs sont numérotés de 1 à 9, chacun ayant la valeur suivante :

Trucs et astuces

Précautions :

Comme pour tous courants faibles les conducteurs ne doivent pas cheminer à proximité des conducteurs de puissance dont les rayonnements risqueraient de perturber la validité des trames transmises.
Les branchements en Y et autres bricolages sont défendus, ils endommagent fortement la qualité du signal transmis.
Un nouvel appareil sera obligatoirement inséré dans la liaison série existante.
Pour router des trames une solution électronique est préconisée car les commutations par interrupteurs mécanique perturbent bien évidement les trains d'informations acheminés aux récepteurs.
Si l'on envisage de brancher plus de 32 récepteurs derrière sa console, de parcourir des distances importantes, de partir dans plusieurs directions, de mélanger deux sources, d'interfacer des signaux analogiques, de convertir les trames vers un autre protocole, etc... l'on aura recours aux appareils suivants :

Le répétiteur :

Cet appareil rafraîchit ou remet en forme les impulsions d'un signal DMX . Il est intercalé sur le bus, pour fractionner les longues distances. Il permet aussi l'ajout de 32 récepteurs supplémentaires. Les terminaisons sont toujours nécessaires sur les fins de lignes. Sur de grandes installations en particulier, tous les appareils n'ont pas forcément leurs masses au même potentiel, ce peut être la cause de perturbations dans la transmission des données. Un répétiteur opto-isolé assure alors une séparation galvanique entre l'émetteur et les récepteurs, supprimant la continuité de masses.

Le splitter :

C'est un répétiteur possédant plusieurs départs. Chaque sortie est indépendante, les terminaisons sont là, encore nécessaires, y compris sur les sorties inutilisées. Certains gradateurs remettent en forme le signal "data" avant de le diriger vers la sortie de recopie. Il est ainsi possible de repartir vers 32 nouveaux récepteurs.

Le mergeur :

Il permet le mélange de deux signaux DMX issus de 2 sources distinctes. Pour chacun des circuits de destination la valeur la plus haute l'emporte. Seule une partie des adresses peut être prise en compte. Cet appareil permet de garder en permanence deux sources dirigées vers une ligne commune de récepteurs (ex: une console pour les automatisés et une seconde pour les gradateurs vers un seul départ).

L'unité de backup :

Elle surveille la ligne data et en cas d'absence de signal (durée typique 1 s) maintient alors le dernier état ou selon ses performances génère une mémoire de restitution ou donne même accès a quelques paramètres de contrôle.

Le démultiplexeur :

Le démultipleseur permet de convertir les valeurs d'une série de circuits DMX en autant de tensions ou courants analogiques, plusieurs protocoles existent 0 à +10 V ; 0 à -10V ; 0 à 370 mA ; 0 à -10 mA ... (Il est ainsi facile d'y adjoindre des gradateurs à télécommande analogique).

Le multiplexeur :

Le multiplexeur convertit un ensemble de valeurs analogiques en un signal numérique multiplexé, dans notre cas le DMX. (de simples potentiomètres analogiques s'interfacent facilement avec un ensemble DMX).

Le convertisseur de protocole :

Voilà un appareil qui permet de transcoder les différents standards des fabricants tel que l'Avab 256 ou le S20 ADB (numérique multiplexé), le D54 ou AMX 192 (analogique multiplexé) ... Mais aussi vers le ArtNet qui permet de couvrir de plus longues distances!

La télécommande HF :

De façon autonome certains modèles permettent de générer un signal data et de prendre la main à distance en remplacement de la commande afin de gérer quelques fonctions élémentaires pour une mise en lumière.

Le testeur DMX :

A l'instar d'un appareil dédié, un testeur DMX se comporte en générateur ou en récepteur. Il peut générer et lire les valeurs des 512 canaux, afficher les codes de synchronisation des trames et leurs durées, tester les câbles, éditer les start codes...

L'enregistreur et lecteur de boucles DMX :

Cet appareil permet de fonctionner de manière autonome sans console ou commande. Le "show" est enregitré en mémoire. Différents shows peuvent être mémorisés.

En résumé

Ce qu'il faut respecter pour avoir une installation fiable:

- 512 canaux maximum par ligne DMX.

- 32 récepteurs (appareils) au maximum sur une ligne.

Pour en mettre plus, il faut distribuer et / ou régénérer le signal. Bien souvent, on aura distribué le signal sur plusieurs lignes au moyen d'un splitter ou répartiteur.

- La connectique est normalisée sur une fiche XLR 5 broches
Néanmoins, certains constructeurs ne respectent pas la norme et utilisent des XLR 3 broches. Il faudra alors utiliser des adaptateurs. Il peut arriver aussi que le DATA+ soit en 2 et le DATA– en 3, au lieu du contraire imposé par la norme. Il faudra dans ce cas utiliser un inverseur.

- Le câble doit être choisi judicieusement. Étant donné la vitesse des transmissions utilisées, un câble spécifique est conseillé. En effet, les impédances des câbles sont importantes pour des transmissions atteignant les 250kbits/sec. C'est pour cette raison qu'il faut utiliser un câble constitué d'une paire torsadée blindée.

L'impédance du câble est de l'ordre de 120 ohms.

Evitez d'utiliser des câbles pour microphones qui ne sont pas daptés à cette impédance!

- Chaque ligne DMX doit être bouclée par une terminaison.

Afin d'adapter les impédances des lignes entre la console et le dernier appareil de l'installation, une résistance de 120 ohms est à connecter à l'extrémité de chaque ligne. Pour cela, il suffit de souder une résistance de 120 Ohms entre les broches 2 et 3 des prises XLR. Ces terminateurs sont chargés d'éliminer les réflexions électriques qui apparaissent aux extrémités des câbles, pour ainsi éviter que les ondes rebondissent et reviennent en arrière.

Rappel sur les liaisons symétriques: Les liaisons symétriques

- Longueur maximale d'une ligne DMX

Bien que la norme ne mentionne pas directement la longueur maximale des liaisons, on considère qu'une ligne peut mesurer jusqu'à 300m, dès lors que le câble est de la qualité requise. Au delà, le signal devra être regénéré à l'aide d'un booster DMX (les splitters en autre font office de boosters). Les fabricants d'appareils d'éclairages les plus sévères préconisent de ne pas dépasser les 200 mètres, avec un câble adapté et dans des conditions optimum (un environnement électromagnétique sain, loin des passages de courants forts).

- Le DMX sans fil

Comme son nom l'indique, le DMX sans fil permet d'obtenir le même résultat sans avoir à connecter ses équipements en filaire. Quelle que soit la technologie wireless retenue, il fonctionne à distance, sans câblage. Le DMX sans fil se greffe sur le système filaire : toutes les informations comprises dans un câble DMX (jusqu'à 512 canaux) sont transmises du contrôleur à un boîtier émetteur sans fil, qui convertit le signal en fréquences radio. Ce signal est reçu à distance par un récepteur qui le reconvertit dans sa forme initiale et l'achemine à l'équipement d'éclairage via sa prise XLR : projecteur, machine à effet, lyre, jeu de lumière, projecteur de théâtre, etc...

Comment est transmis le signal DMX sans fil ?

Le signal DMX est transmis par fréquences radio. Celles-ci dépendent du système utilisé et de l'assignation. Souvent, le signal peut être transmis sur les mêmes gammes de fréquence que le WiFi (en DMX sans fil 2,4Ghz et similaires) qui offre un niveau de fiabilité élevé et de faibles interférences dans la plupart des cas. Cependant, certains systèmes préfèrent émettre sur d'autres fréquences pour éviter les embouteillages de fréquences.

Pourquoi utiliser le DMX sans fil ?

DMX sans fil ou filaire

Câble ou fréquence radio : chaque solution a ses adeptes, ses avantages… Et ses inconvénients. Sans câbles, le principal avantage est, de loin, le confort d'installation. On sait combien c'est important sur des évènements éphémères : sans cordons, l'installation est quand même bien plus rapide, tout comme le démontage du matériel. Le transport est aussi facilité : même si tous les câbles tiennent dans un flight-case, c'est toujours de l'espace de gagné en passant au sans fil. Surtout, le DMX sans fil révolutionne la manière dont vous concevez votre set-up. Il vous permet de placer des projecteurs dans des endroits auparavant inaccessibles en filaire. Sans câbles, et pour peu qu'on s'équipe en projecteurs à Leds sur batteries, les possibilités techniques de vos prestations lumière sont décuplées et la créativité est libérée.

Tous les avantages du DMX sans fil:

• Pas de câbles à transporter

• Montage et démontage plus rapide

• Vos projecteurs dans tous les emplacements, même en hauteur

• Evite les pertes et vols de câble sur un événement

• Diminue le risque que quelqu'un se prenne les pieds dans les câbles

• Evite les câbles débranchés par accident

Les inconvénients du sans fil:

La latence

C'est l'ennemi numéro 1 du DMX sans fil ! Une fraction de seconde de latence, et c'est toute la chorégraphie lumière qui perd son effet. La latence est à combattre à tout prix pour que les effets lumière restent parfaitement synchronisés avec le son. La latence occasionne un mini-retard dans le traitement du paquet d'informations par le projecteur. C'est pourquoi on recommande toujours d'opter pour un modèle d'émetteur/récepteur DMX sans fil professionnel, au signal puissant et sans risque. En optant pour des prises antenne pas chères et au signal faible (comme beaucoup de kits DMX sans fil sur Aliexpress), le risque de latence est réel. Pour le contrer, les DJ revoient leurs ambitions à la baisse et n'utilisent qu'une petite partie des 512 canaux normalement permis par le DMX – ce qui revient à n'utiliser que les fonctions basiques de chaque projecteur...

La portée

Voici l'autre point crucial dans le choix d'un bon DMX sans fil !
Certains modèles de base à bas prix proposent une portée (annoncée) de 20m.
Au contraire, les modèles professionnels affichent une portée de plusieurs centaines de mètres.
Dans tous les cas, prévoyez très large, car les fabricants annoncent des chiffres correspondant à la portée maximale, en aucun cas garantie.
Une grande portée est nécessaire pour ne risquer aucune perte de signal, même si vous êtes bien en-dessous de la distance maximale.
De plus, le DMX sans fil fonctionne mieux sans obstacle : il est recommandé de placer ses appareils à portée de vue, au-dessus de la foule pour que le signal atteigne sa destination sans obstacle matériel !