Protocole beDMX basé sur Bluetooth pour la transmission DMX sans fil

Dans les systèmes de contrôle d'éclairage sans fil, une console génère le signal DMX et le transmet via un câble à un émetteur radio. Cet émetteur diffuse ensuite le signal sur un canal radio vers un dispositif récepteur, qui le reconvertit en un signal DMX pour contrôler les appareils d'éclairage, généralement en le délivrant via une connexion câblée.

Les modules sans fil permettent la transmission du signal DMX du point "A" à plusieurs points tels que "B", "C" et au-delà, contournant les obstacles qui rendent l'installation de câbles impraticable.

Cette solution est particulièrement précieuse pour les configurations de scène dynamiques, telles que les scènes de théâtre rotatives où un cercle mobile tourne autour d'un axe. L'alimentation électrique est fournie à la section rotative via des bagues collectrices ou des contacts à balais, mais transmettre le signal DMX par câbles introduit des complexités supplémentaires.

Les réseaux DMX sont intrinsèquement complexes, impliquant de nombreux dispositifs qui nécessitent une planification minutieuse et l'installation de lignes de câbles. Ces lignes nécessitent une terminaison appropriée, une répartition des charges et des câbles et connecteurs spécialisés, ce qui fait des systèmes radio un choix optimal. Les émetteurs radio accélèrent également le déploiement des systèmes d'éclairage lorsque la pose de longs câbles est impraticable.

Cependant, pour les événements de grande envergure comme les concerts d'artistes renommés, où une synchronisation précise de l'éclairage avec la musique, les voix et la chorégraphie est essentielle, la transmission du signal radio peut manquer de fiabilité suffisante. Même de légères perturbations dans la scène d'éclairage peuvent entraîner des conséquences significatives, rendant les connexions câblées préférables dans de tels cas.

Fondée en 1876, Ericsson s’est initialement concentrée sur la fabrication de téléphones de campagne pour chemins de fer et militaires, ainsi que sur la réparation d’équipements télégraphiques et de signalisation. L’entreprise suédoise a élargi ses activités en fournissant des équipements de réseau aux pays voisins, aux villes de l’Empire russe et aux marchés étrangers.

Le début des années 1990 a marqué une montée en popularité des téléphones mobiles. Ericsson Mobile, un leader du marché, a cherché à améliorer la fonctionnalité de ses appareils.

Le concept Bluetooth a été initié par Nils Rydbeck, directeur technique d’Ericsson, qui en 1994 a chargé l’ingénieur Jaap Haartsen de développer une technologie sans fil à courte portée pour transmettre la voix et les données entre appareils électroniques. Les solutions existantes ne répondaient pas à tous les critères spécifiés, comprenant la connectivité directe, la transmission simultanée de voix et de données, et une faible consommation d’énergie. Les autres technologies qu’Haartsen a explorées ont également échoué.

Un moment clé s’est produit lors de la conférence IEEE à La Haye, où Haartsen a assisté à des symposiums sur les communications et les réseaux sans fil pour PC. En 1995, il a été rejoint par Sven Mattisson, un spécialiste suédois de la technologie sans fil.

Cette même année, Ericsson a commencé à développer la technologie de communication radio à courte portée. Pour assurer la compatibilité et une adoption plus large, une collaboration avec d’autres entreprises était nécessaire. En 1998, Ericsson, Intel, IBM, Nokia et Toshiba ont créé le Bluetooth Special Interest Group (SIG) pour standardiser la technologie.

Nokia a amélioré l’intégration de Bluetooth avec les appareils mobiles, Toshiba a garanti la compatibilité matérielle avec les ordinateurs et IBM a standardisé les protocoles, transformant Bluetooth en une plateforme universelle.

Jim Kardach d'Intel a suggéré de nommer la technologie "Bluetooth", inspiré par le roi danois du 10ème siècle Harald Ier Bluetooth. Tout comme le roi a unifié des tribus danoises disparates en un seul royaume, la technologie Bluetooth visait à unifier les divers domaines des PC et des communications mobiles en un écosystème sans fil homogène. Elle était envisagée comme un pont reliant divers protocoles de communication en une norme universelle, effaçant les frontières entre les appareils et créant un royaume numérique.

Le roi a gagné son surnom à cause d'une incisive sombre—"Blåtand" en danois. Alors que le "blå" scandinave moderne se traduit par "bleu", à l'époque viking il signifiait "noir", reflétant probablement la couleur réelle de la dent. Étant donné les défis de la navigation, de la guerre et des raids durant cette époque, il est plausible que la santé dentaire des Vikings était mauvaise, soutenant l'idée d'une dent assombrie.

Initialement conçu comme un nom temporaire, "Bluetooth" a perduré lorsque des alternatives comme "RadioWire" et "PAN" ont été rejetées en raison de leur usage courant en ligne. L'adage selon lequel rien n'est plus permanent qu'une solution temporaire s'est avéré vrai, et la technologie a conservé son nom d'origine et son sens intégré.

Le logo Bluetooth, maintenant un symbole reconnu de la communication sans fil, combine deux runes scandinaves: Hagall ᚼ et Berkana ᛒ, représentant les initiales du roi Harald Bluetooth (Harald Blåtand).

Le transmetteur Bluetooth pour signaux DMX prend en charge des vitesses de transmission de données allant jusqu'à 3 Mbps, fonctionne sur 79 canaux radio et détecte les signaux sur 32 canaux.

La technologie Bluetooth repose sur le spectre étalé par saut de fréquence (FHSS), fonctionnant dans la bande de 2,4 GHz, qui est divisée en plusieurs sous-fréquences. Les appareils Bluetooth passent continuellement entre ces sous-fréquences, ce qui fait ressembler le signal à du bruit sur un analyseur de spectre.

Le cœur du réseau Bluetooth est le piconet, qui connecte un appareil maître à jusqu'à sept appareils esclaves actifs. Pour la transmission DMX sans fil, un minimum de deux appareils est requis : un émetteur et un récepteur, organisés selon une topologie en étoile.

Bluetooth utilise la bande de 2,4 GHz, segmentée en 79 sous-fréquences, en employant un saut de fréquence rapide pour minimiser les interférences. Par exemple, un couple d'appareils peut sauter entre les fréquences 1, 20 et 31, tandis qu'un autre utilise les fréquences 2, 38 et 49.

Chaque piconet suit une séquence de saut unique, opérant sur sa propre fréquence en changement dynamique, ce qui réduit le chevauchement des signaux. Cela rend la transmission DMX sans fil via Bluetooth résistante aux interférences, car chaque couple d'appareils utilise un schéma de saut distinct inconnu des autres, permettant à plusieurs groupes Bluetooth de fonctionner à proximité.

Les paquets de données sont transmis en segments à travers différentes fréquences, et seul le récepteur destiné peut les réassembler, renforçant la sécurité contre l'interception.

Nos appareils vont au-delà du saut de fréquence basique en analysant activement les ondes pour identifier les interférences

Le protocole beDMX intègre le saut de fréquence adaptatif (AFH), permettant aux appareils de sélectionner automatiquement des canaux radio clairs et d'éviter les interférences Les appareils beDMX changent de fréquence environ 1000 fois par seconde Par exemple, si la troisième fréquence présente un mauvais signal, le système l'exclut de la séquence de saut, passant à une autre fréquence pour assurer une transmission ininterrompue Ce processus s'applique à toute fréquence problématique

Connu sous le nom de saut adaptatif, ce mécanisme repose sur un sondage constant du spectre Les appareils beDMX évaluent la qualité de transmission à chaque saut de fréquence, se produisant chaque milliseconde Simplifié, les sauts suivent une table de fréquences adaptées, la fréquence suivante étant calculée à l'aide de l'algorithme CRC32 : une valeur initiale de 0xFFFFFFFF est mise à jour en fonction du CRC32 précédent, déterminant l'index des fréquences stockées Si une fréquence est bruyante, l'émetteur envoie une SYNC_COMMAND, incluant le CRC actuel et une liste de fréquences "bonnes", pour synchroniser les récepteurs et confirmer leur présence Les récepteurs soit reconnaissent la connexion, soit, après 20 tentatives sans réponse, sont considérés comme déconnectés, excluant temporairement la fréquence problématique Le système reteste plus tard ces fréquences, mettant à jour la liste des canaux disponibles

Cela garantit que les systèmes DMX sans fil de Sundrax, comprenant plusieurs piconets, fonctionnent parfaitement. Chaque piconet utilise une séquence unique de commutation de fréquence, déterminée par l'adresse de l'émetteur (par exemple, 0xDBF51A0CXX pour la découverte ou 0x5C4D90FBXX pour la transmission) et le numéro de sous-réseau, minimisant le chevauchement du signal. Brouiller de tels dispositifs nécessiterait une interférence écrasante sur toute la bande de 2,4 GHz. Les perturbations localisées, telles que le Wi-Fi ou d'autres appareils, ne peuvent pas interrompre la transmission, car beDMX passe instantanément à une fréquence libre

Les appareils actifs maintiennent une communication bidirectionnelle continue, échangeant des données de service à chaque saut. L'émetteur envoie des paquets SYNC pour vérifier les récepteurs, qui répondent en alignant leurs minuteries sur son rythme. Cette synchronisation permet des réponses rapides aux changements des ondes aériennes. Par exemple, si un récepteur ne répond pas, l'émetteur met à jour l'état du réseau via la demande BT2_PROT_REQ_STATE, fournissant au contrôleur central des données en temps réel sur le tampon et la connexion des appareils. Contrairement aux solutions de mauvaise qualité à fréquence fixe, beDMX offre une grande fiabilité et une résistance aux interférences grâce à une adaptation dynamique et une gestion intelligente des fréquences

Nos solutions de contrôle d'éclairage DMX sans fil sont construites sur la technologie Bluetooth, utilisant le protocole HCI de bas niveau, adapté pour la transmission de données en temps réel fiable. Cette approche, mise en œuvre via une interface de communication standard avec le contrôleur Bluetooth (UART, 921600 baud), garantit un fonctionnement constant et précis dans la bande de 2,4 GHz

Avec une vaste expérience Bluetooth remontant aux premières puces d'Ericsson, nous comprenons que "plus" ne signifie pas toujours "mieux" 

Par exemple, certains systèmes DMX sans fil des fabricants peuvent utiliser :

• 81 fréquences au lieu de 79 pour éviter les interférences, mais dépasser la plage standard de 2400–2483,5 MHz peut entraîner des conflits avec d'autres appareils. En revanche, beDMX utilise l'AFH, analysant le spectre avec des commandes comme SYNC_COMMAND et excluant les canaux bruyants de sa table des bonnes fréquences, garantissant la compatibilité avec le Wi-Fi et d'autres appareils 2,4 GHz sans expansion inutile du spectre
• Les bandes 2,4 et 2,5 GHz au lieu de respecter strictement 2,4 GHz, indiquant souvent une mauvaise suppression des interférences. Dépasser 2483,5 MHz réduit la portée en raison de l'atténuation accrue du signal. beDMX fonctionne uniquement dans la bande 2,4 GHz, atteignant jusqu'à 1500 mètres avec des antennes directionnelles grâce au strict respect des normes Bluetooth et au saut intelligent via des calculs CRC32, assurant des performances ininterrompues et prévisibles même sous de lourdes charges RF

Des appareils comme RadioGate Arma renforcent encore la fiabilité avec une communication bidirectionnelle : les émetteurs et récepteurs échangent des données de service chaque milliseconde, synchronisant les minuteries et surveillant l'état du réseau

Bien que souvent associé à des applications de courte portée, le Bluetooth peut connecter des appareils sur des distances significatives, selon la classe de puissance de l'émetteur :

Classe 3 : Moins de 5 mètres (par exemple, appareils électroniques portables)

Classe 2 : 10-20 mètres (par exemple, dispositifs mobiles)

Classe 1 : 100-200 mètres (par exemple, appareils de transmission DMX)

La portée diminue avec des obstacles tels que les décors, les murs ou les arbres, et la réflexion du signal par les bâtiments la réduit encore.

Dans les environnements de spectacle avec des murs, cloisons et de nombreux appareils, les conditions de transmission idéales sont rares. Ainsi, planifier un système DMX sans fil nécessite un équipement avec des réserves de portée suffisantes pour tenir compte de ces facteurs.

Les appareils Sundrax offrent une flexibilité de portée avec des antennes RP-SMA détachables. Les antennes fouet omnidirectionnelles standard fournissent une couverture fiable jusqu'à 200 mètres, adaptées aux zones de taille moyenne sans composants supplémentaires

Pour de plus grandes distances, celles-ci peuvent être remplacées par des antennes panneau (jusqu'à 1,5-2 km) ou des antennes Yagi hautement directionnelles (potentiellement jusqu'à 5 km dans des conditions idéales). beDMX améliore la portée grâce à une synchronisation bidirectionnelle, les émetteurs et les récepteurs échangeant des données de service chaque milliseconde pour maintenir la stabilité même à des distances extrêmes. Des antennes directionnelles sont disponibles sur commande, permettant l'optimisation du système pour toute application

Les appareils standard à canal unique transmettent des signaux DMX de manière unidirectionnelle de l'émetteur au récepteur. Nos émetteurs-récepteurs, cependant, peuvent fonctionner à la fois en modes émission et réception, commutables via des boutons sur les boîtiers des appareils.

Par exemple, un système avec un émetteur et trois récepteurs peut utiliser un ensemble de quatre appareils—un en tant qu'émetteur et trois comme récepteurs—ou deux paires émetteur-récepteur distinctes.

Cette flexibilité simplifie la configuration, surtout pour les applications de location où les configurations varient entre les événements. Avec les appareils Sundrax, les utilisateurs peuvent les déballer et les configurer dans n'importe quel arrangement requis, et les appareils identifient automatiquement les fréquences optimales.

L'appairage des dispositifs est géré via des boutons sur les boîtiers. Le dispositif maître (émetteur) entre en mode recherche, diffusant un signal sur le sous-réseau 0xFF pour détecter tous les récepteurs. Les récepteurs en mode D'APPARIEMENT clignotent leurs indicateurs et transmettent leurs détails d'ID, de type et de fonction. Après confirmation par l'utilisateur, les esclaves sélectionnés rejoignent le maître, formant un groupe sur le sous-réseau désigné

Certains récepteurs, ne transmettant pas activement de données, restent dans la portée du maître et reçoivent périodiquement des paquets SYNC_COMMAND pour synchroniser leurs minuteries avec l'émetteur. Cela permet une activation rapide lorsqu'elle est nécessaire, maintenant la connectivité réseau même en veille

Un seul maître peut se connecter à 64 récepteurs esclaves, le groupe persistant à travers les sessions. Les dispositifs échangent une table de bonnes fréquences via SYNC_COMMAND, excluant les canaux bruyants. Chaque groupe utilise une séquence de saut unique, calculée par CRC32, sur son sous-réseau, permettant à plusieurs groupes de coexister sans interférence. La division fréquence-temps est maintenue par la commutation de fréquence au niveau milliseconde, synchronisée par le maître

Chaque dispositif dispose d'indicateurs d'état de connexion, s'appuyant sur le protocole RDM pour afficher les dispositifs connectés et leur nombre. Le maître reçoit les données d'état des esclaves (y compris le RSSI), permettant une surveillance visuelle de la qualité de communication. Les indicateurs LED fournissent un retour d'information complet : la lumière clignotante d'un récepteur confirme la connectivité, avec une indication disponible dans les deux modes de fonctionnement, simplifiant le déploiement, la configuration et la maintenance

RadioGate : Émetteurs-récepteurs DMX sans fil avec technologie beDMX sur Bluetooth, assurant une transmission fiable du signal. Le modèle Arma, conçu pour une utilisation en extérieur et en zone ouverte, est équipé d'un boîtier métallique étanche (IP65) - le plus compact de sa catégorie, contrairement aux conceptions en plastique plus volumineuses des concurrents. Le modèle Solid convient au montage en surface intérieure

RadioGate Plus : Appareils hybrides dans des boîtiers Arma et Solid, intégrant la conversion Art-Net/sACN vers DMX, le fractionnement/renforcement DMX, et la transmission sans fil beDMX. Cela minimise le besoin en équipement dans des configurations d'éclairage complexes, prenant en charge à la fois les protocoles filaires et sans fil

LEDGate Wireless : Pilotes sans fil pour un contrôle avancé des LED PWM, offrant une gradation sans scintillement et une protection contre les courts-circuits. Disponible en boîtier Compact ou en tant que carte pour une intégration flexible

Contrairement à la norme Bluetooth polyvalente, beDMX est un protocole spécialisé et breveté de Sundrax, optimisé pour la transmission sans fil de DMX dans des conditions exigeantes. Il transmet des données dans des tampons de 64 octets, idéal pour l’univers de 512 octets de DMX (divisé en huit tampons)

beDMX exploite les capacités haute vitesse et résistantes aux interférences de Bluetooth 5.0, augmentées par des fonctionnalités uniques. Le saut de fréquence adaptatif (AFH) avec des séquences calculées par CRC32 et une synchronisation milliseconde garantit une adaptation instantanée aux interférences. Le support bidirectionnel RDM facilite à la fois la transmission de données et la gestion des appareils

Nous reconnaissons l'éclairage comme un outil vital, expressif et captivant pour les concepteurs. Des expositions de vacances urbaines conviviales aux festivals de musique gigantesques, productions théâtrales et illuminations architecturales, beDMX permet aux créateurs de réaliser des visions audacieuses sans contraintes. Avec notre équipement, la lumière brille dans toutes les couleurs et nuances, où que vous soyez