La technologie Bluetooth, introduite avec sa première spécification publique, Bluetooth 1.0, en 1999, a subi une évolution significative au cours de ses 26 ans d'histoire. S'adaptant aux exigences modernes, Bluetooth est devenu une norme omniprésente, alimentant des appareils allant des téléphones mobiles et écouteurs aux systèmes de réalité augmentée, projets d'infrastructure IoT, dispositifs médicaux et automatisation industrielle. Chaque nouvelle version de Bluetooth a amélioré les vitesses de connexion et de découverte de dispositifs, les taux de transmission de données, la résistance aux interférences radio et la sécurité des connexions.
Pour transmettre de manière fiable les signaux DMX avec des limitations minimales, nous avons développé et breveté notre protocole propriétaire beDMX. Il permet la transmission de données du protocole DMX512, y compris la prise en charge de la norme de retour d'information RDM (Remote Device Management), sur des distances allant jusqu'à 300 mètres en utilisant des antennes standard dans la bande de fréquence 2,4 GHz.
Le protocole beDMX est basé sur Bluetooth 5.0 comme fondement pour la communication sans fil.
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Dans les systèmes de contrôle d'éclairage sans fil, une console génère le signal DMX et le transmet via câble à un émetteur radio. Cet émetteur diffuse ensuite le signal sur un canal radio vers un dispositif de réception, qui le convertit de nouveau en signal DMX pour contrôler les appareils d'éclairage, généralement en le fournissant à travers une connexion filaire
Les modules sans fil permettent la transmission du signal DMX du point "A" vers 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 est fournie à la section rotative via des bagues collectrices ou des contacts à balai, mais transmettre le signal DMX à travers des câbles introduit des complexités supplémentaires
Les réseaux DMX sont intrinsèquement complexes, impliquant de nombreux dispositifs qui exigent une planification minutieuse et l'installation de lignes de câbles. Ces lignes nécessitent une terminaison appropriée, une distribution de charge, et des câbles et connecteurs spécialisés, rendant les systèmes radio un choix optimal. Les émetteurs radio accélèrent également le déploiement des systèmes d'éclairage lorsque le déploiement de longs câbles est impraticable
Cependant, pour les événements à grande échelle comme les concerts d'artistes renommés, où la synchronisation précise de l'éclairage avec la musique, les voix et la chorégraphie est essentielle, la transmission de signaux radio peut ne pas offrir une fiabilité suffisante. Même de légères perturbations dans la scène d'éclairage peuvent entraîner des conséquences importantes, ce qui rend les connexions filaires préférables dans de tels cas
Fondée en 1876, Ericsson s'est d'abord concentrée sur la fabrication de téléphones ferroviaires et de terrain militaires, ainsi que sur la réparation d'équipements de télégraphie et de signalisation. L'entreprise suédoise a étendu ses opérations en fournissant des équipements de réseau aux pays voisins, aux villes de l'Empire russe et aux marchés étrangers
Les débuts des années 1990 ont marqué une montée en popularité des téléphones mobiles. Ericsson Mobile, un leader du marché, cherchait à améliorer la fonctionnalité de ses appareils
Le concept de Bluetooth est né avec Nils Rydbeck, le 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 les appareils électroniques Les solutions existantes ne répondaient pas à tous les critères spécifiés, qui incluaient la connectivité directe, la transmission simultanée de la voix et des données, et une faible consommation d'énergie. D'autres technologies qu'Haartsen a explorées n'ont également pas répondu aux attentes
Un moment clé s'est produit lors de la conférence IEEE à La Haye, où Haartsen a assisté à des symposia sur les communications et les réseaux PC sans fil 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 une 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 du Bluetooth avec les appareils mobiles, Toshiba a assuré la compatibilité matérielle avec les ordinateurs, et IBM a standardisé les protocoles, transformant Bluetooth en une plate-forme universelle
Jim Kardach d'Intel a proposé de nommer la technologie "Bluetooth", inspiré par le roi danois du Xe siècle Harald I Bluetooth. Tout comme le roi a unifié diverses tribus danoises en un royaume unique, la technologie Bluetooth visait à unir les divers mondes 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 grâce à une dent antérieure sombre— "Blåtand" en danois. Alors que le "blå" scandinave moderne se traduit par "bleu", à l'époque viking, cela signifiait "noir", reflétant probablement la couleur réelle de la dent. Compte tenu des défis de la navigation, de la guerre et des raids de cette époque, il est plausible que la santé dentaire des Vikings était médiocre, soutenant l'idée d'une dent assombrie.
Initialement prévu comme un nom temporaire, "Bluetooth" a persisté 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 sa signification intégrée.
Le logo Bluetooth, désormais reconnu comme un symbole de 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 taux 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), opérant dans la bande de 2,4 GHz, qui est divisée en plusieurs sous-fréquences. Les appareils Bluetooth changent continuellement entre ces sous-fréquences, ce qui fait que le signal ressemble 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 sans fil DMX, un minimum de deux appareils est requis : un émetteur et un récepteur, disposés en topologie en étoile.
Le Bluetooth utilise la bande de 2,4 GHz, segmentée en 79 sous-fréquences, employant un saut de fréquence rapide pour minimiser les interférences. Par exemple, une paire d'appareils peut sauter entre les fréquences 1, 20 et 31, tandis qu'une autre utilise 2, 38 et 49.
Chaque piconet suit une séquence de saut unique, opérant sur sa propre fréquence changeant dynamiquement, ce qui réduit le chevauchement des signaux. Cela rend la transmission DMX sans fil via Bluetooth résistante aux interférences, car chaque paire d'appareils utilise un motif 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 prévu peut les réassembler, améliorant la sécurité contre l'interception.
Nos appareils vont au-delà du saut de fréquence de base 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 et passe à une autre fréquence pour garantir une transmission ininterrompue. Ce processus s'applique à toute fréquence problématique.
Connu sous le nom de saut adaptatif, ce mécanisme repose sur une sonde constante du spectre. Les appareils beDMX évaluent la qualité de transmission à chaque saut de fréquence, qui se produit toutes les millisecondes. 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 reconnaissent soit la connexion soit, après 20 tentatives sans réponse, sont considérés comme déconnectés, excluant temporairement la fréquence problématique. Le système teste ensuite à nouveau 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 de changement de fréquence unique, 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 des signaux. Brouiller de tels dispositifs nécessiterait une interférence massive à travers toute la bande de 2,4 GHz. Les perturbations localisées, comme le Wi-Fi ou d'autres appareils, ne peuvent pas interrompre la transmission, car beDMX passe instantanément à une fréquence libre.
Les dispositifs 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 dispositifs. Contrairement aux solutions de faible qualité à fréquence fixe, beDMX offre une haute 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 une 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 2,4 GHz.
Avec une vaste expérience du Bluetooth remontant aux premières puces d’Ericsson, nous comprenons que "plus" ne signifie pas toujours "mieux"
Par exemple, certains systèmes DMX sans fil de 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 de bonnes fréquences, assurant la compatibilité avec le Wi-Fi et d'autres appareils 2,4 GHz sans expansion de spectre inutile.
- Les bandes de 2,4 et 2,5 GHz au lieu de se conformer strictement à 2,4 GHz, indiquant souvent une mauvaise suppression des interférences. S'étendre au-delà de 2483,5 MHz réduit la portée en raison d'une atténuation accrue du signal. beDMX fonctionne uniquement dans la bande 2,4 GHz, atteignant jusqu'à 1500 mètres avec des antennes directionnelles grâce à une adhérence stricte aux normes Bluetooth et un saut intelligent via des calculs CRC32, assurant des performances ininterrompues et prévisibles même sous de lourdes charges RF.
Des appareils comme RadioGate Arma améliorent 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
Portée Bluetooth : Classes et Distances
Bien que souvent associé à des applications à 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, appareils mobiles)
Classe 1 : 100-200 mètres (par exemple, appareils de transmission DMX)
La portée diminue avec des obstacles comme le décor, les murs ou les arbres, et la réflexion du signal par les bâtiments la réduit encore plus
Dans les environnements de spectacle avec des murs, des cloisons et de nombreux appareils, les conditions idéales de transmission sont rares. Ainsi, la planification d'un système DMX sans fil nécessite un équipement avec des réserves de portée suffisantes pour tenir compte de ces facteurs
Antennes des appareils sans fil Sundrax : types et options
Les appareils Sundrax offrent une flexibilité de gamme avec des antennes RP-SMA détachables. Les antennes omnidirectionnelles standard fournissent une couverture fiable jusqu'à 200 mètres, adaptées aux zones de taille moyenne sans composants supplémentaires.
Pour des distances plus grandes, celles-ci peuvent être remplacées par des antennes panneau (jusqu'à 1,5-2 km) ou des antennes Yagi très directionnelles (potentiellement jusqu'à 5 km dans des conditions idéales). beDMX améliore la portée grâce à une synchronisation bidirectionnelle, les émetteurs et 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 les signaux DMX de manière unidirectionnelle du transmetteur au récepteur. Nos émetteurs-récepteurs, cependant, peuvent fonctionner à la fois en modes émetteur et récepteur, 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 comme émetteur et trois comme récepteurs—ou deux paires émetteur-récepteur distinctes.
Cette flexibilité simplifie la configuration, surtout pour les applications de location où les installations varient entre les événements. Avec les appareils Sundrax, les utilisateurs peuvent déballer et configurer les appareils dans n'importe quel agencement requis, et les appareils identifient automatiquement les fréquences optimales.
L'appairage des appareils est géré via des boutons sur les boîtiers. L'appareil maître (émetteur) entre en mode recherche, diffusant un signal sur le sous-réseau 0xFF pour détecter tous les récepteurs. Les récepteurs en mode APPARIEMENT clignotent leurs indicateurs et transmettent leurs ID, type et détails de fonction. Après confirmation de l'utilisateur, les esclaves sélectionnés rejoignent le maître, formant un groupe sur le sous-réseau désigné.
Certains récepteurs, ne transmettant pas activement des 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 lorsque nécessaire, en 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 appareils 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 un changement de fréquence au niveau milliseconde, synchronisé par le maître.
Chaque appareil dispose d'indicateurs de statut de connexion, utilisant le protocole RDM pour afficher les appareils connectés et leur nombre. Le maître reçoit des données de statut des esclaves (y compris le RSSI), permettant une surveillance visuelle de la qualité de la communication. Les indicateurs LED fournissent un retour complet : une lumière clignotante du récepteur confirme la connectivité, avec 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 de signal fiable. Le modèle Arma, conçu pour une utilisation en extérieur et en plein air, dispose 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 à l'intérieur
RadioGate Plus : Dispositifs hybrides dans des boîtiers Arma et Solid, intégrant la conversion Art-Net/sACN en DMX, la division/amplification DMX et la transmission sans fil beDMX. Cela minimise les besoins en équipement dans les configurations d'éclairage complexes, prenant en charge à la fois les protocoles câblés et sans fil
LEDGate Wireless : Pilotes sans fil pour le contrôle avancé des LED PWM, offrant une gradation sans scintillement et une protection contre les courts-circuits. Disponible dans un boîtier Compact ou sous forme de carte pour une intégration flexible
Conclusion
Contrairement à la norme Bluetooth polyvalente, beDMX est un protocole spécialisé et breveté de Sundrax, optimisé pour la transmission DMX sans fil dans des conditions exigeantes. Il transmet des données dans des tampons de 64 octets, idéal pour l'univers DMX de 512 octets (divisé en huit tampons)
beDMX exploite les capacités de haute vitesse et de résistance aux interférences du Bluetooth 5.0, augmentées par des fonctionnalités uniques. Le saut de fréquence adaptatif (AFH) avec des séquences calculées CRC32 et une synchronisation en millisecondes assure une adaptation instantanée aux interférences. Le support RDM bidirectionnel 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 designers. Des displays urbains chaleureux aux immenses festivals de musique, productions théâtrales et illuminations architecturales, beDMX permet aux créateurs de réaliser des visions audacieuses sans contraintes. Avec notre équipement, la lumière brille dans chaque couleur et nuance, où que vous soyez