Controlador Testador Arduino DMX-512 – Kit Completo de Peças para Controle de Iluminação Confiável

Componentes e Materiais

Arduino Mega 2560	1
Potenciômetro Rotativo SparkFun - 10k Ohm, Linear	1
Chave Táctil Push Button Single Pole Single Throw Off Momentary	5
LCD Básico SparkFun 20x4 Caracteres - Verde sobre Preto 5V	1
Transistor 2N2222A TO-18 NPN 75V 0.6A	2
Matriz de Teclas 4x4	1
Transceptor MAX485 Low-Power, Slew-Rate-Limited RS-485/RS-422	1
Resistor 330 ohm	2
Resistor 1k ohm	2
Resistor 120 ohm	1
LED 3mm: Verde	2
Capacitor 1 nF	6
Bloco de Terminais Grande com 3 Parafusos	1
Bloco de Terminais Grande com 2 Parafusos	1
Chave Deslizante 1 polo, 2 posições	1
Conector XLR 3 Pinos Montagem PCB Amphenol AC3FAH2-AU-PRE	1
Conector XLR 5 Pinos Montagem PCB Amphenol AC5FAH-AU-B	1
Header Macho 40 Posições 1 Linha (0.1")	4
Placa Fenólica Face Simples 15 x 20 cm	1
Base para CI 8 pinos	1
Filme Fotossensível para PCB 30cm x 200cm / 2m	1

Sobre o Projeto

Ferramenta de controle para testes e shows de luz pelo protocolo DMX-512, ideal para testes rápidos em instalações de iluminação fixas ou temporárias. Este projeto surgiu da necessidade de ter um sistema portátil para testes rápidos em instalações de iluminação, sem a necessidade de instalar mesas de luz, interfaces ou computadores em ambientes externos, hostis ou de difícil acesso.

Baseado em:

• Arduino Mega 2560 Rev-3
• Biblioteca Arduino quatro universos DMX v0.3 - Deskontrol
• Biblioteca LCD v1.2.1 - Francisco Malpartida
• Simulação Arduino no Proteus - Microcontrolandos

Hardware v0.4

Notas da Versão:

• Suporta Firmware v0.9 - v1.3
• LCD 4x20 com backlight e controle de contraste por software
• Alimentação via USB, baterias ou fonte externa
• Teclado de navegação
• Teclado matricial 4x4
• Controle analógico por potenciômetro
• Chave liga/desliga (não aplicável à alimentação USB)
• Saída DMX por bloco de terminais, XLR 3 pinos e XLR 5 pinos
• LEDs de status de saída DMX
• Simulação no Proteus V7.7 SP2
• Esquemático e PCB no Proteus v8.0 SP1

Iniciamos a Construção...

Utilizamos uma placa fenólica de uma face, reforçamos o cobre com lixa d'água, thinner circularmente.

Com o Proteus enviamos os arquivos para impressão de um negativo em acetato para pré-impressão (existe um PDF com o arquivo).

Uso e método do filme fotossensível.

Usamos uma laminadora de papel para aderir perfeitamente o filme ao PCB.

Adicionamos um pouco de água entre a placa e o acetato para que não se mova e aplicamos luz UV.

Aplicamos o cloreto férrico, estão limpas e prontas.

Furamos as placas.

Soldamos os componentes.

Retiramos a guia do potenciômetro.

Placa fenólica furada para colocar o potenciômetro.

Viramos o botão e soldamos o pino aos pads.

No caso da placa menor, colocamos os headers soldando por cima, acima dos pinos cortamos com lixa d'água e removemos o excesso.

Adicionamos fita dupla face para fixar o teclado à placa.

Aqui encontramos um detalhe: headers obstruíam o flex do teclado, cortamos (consideramos para a próxima versão).

Soldamos os headers que ficam sob o teclado e dobramos para trás para conectar o teclado lateralmente.

Colocamos o teclado no lugar na placa do LCD. Aqui há um detalhe: a base do MAX485 fica muito próxima ao teclado, forçamos um pouco (consideramos na próxima versão).

Adicionamos fita ao Arduino Mega na porta USB para evitar curto-circuito entre trilhas.

Todos os componentes montados.

Carregamos o firmware no Arduino.

Firmware v1.2

Notas da Versão:

• Suporta Hardware v0.3 - v0.4
• Navegação por cursor de forma fácil, acessível e intuitiva
• Inserção rápida de valores pelo teclado
• Inserção de valores pelo potenciômetro analógico
• Bancos de Memória armazenam 8 universos DMX
• Leitura da EEPROM para iniciar universo DMX pré-selecionado
• Seleção de opções de memória para inicialização
• Controle DMX Unitário: seleciona um canal específico e mostra valores dos canais anterior e posterior
• Controle DMX Matriz: mostra matriz 3x5 com valores dos canais exibidos
• Controle DMX Chaser: permite sequenciar canais selecionados com tempo definido
• Sequenciador DMX: permite sequenciar entre universos armazenados na EEPROM com tempo selecionado
• Controle DMX Multiplicar: permite multiplicar valores preenchendo canais selecionados
• Função para localizar luminária a partir do canal selecionado
• Acesso rápido a opções de memória
• Opções de memória: Salvar, Carregar, Limpar, Limpar Tudo (para bancos e memória RAM vazia)
• Opções de memória para os 8 bancos de universos DMX
• Função Black Out
• Controle de iluminação do backlight do LCD
• Controle de contraste do LCD
• Atalhos de teclado para backlight do LCD
• Compilado no Arduino IDE v1.0.6
• Biblioteca Arduino quatro universos DMX v0.3 - Deskontrol.net
• Biblioteca LCD v1.2.1 - Francisco Malpartida

Código

O código completo está disponível no repositório GitHub. Principais bibliotecas utilizadas:

#include <LiquidCrystal.h>
#include <Wire.h>
#include <EEPROM.h>
#include <string.h>
#include <lib_dmx.h> // Biblioteca DMX 4 universos Deskontrol

O firmware implementa navegação por menus via teclado matricial e cursor, controle de backlight/contraste via PWM, armazenamento em EEPROM de até 8 universos DMX (512 canais cada), e múltiplos modos de controle: Unitário, Matriz, Chaser, Sequenciador e Multiplicar.

Entrada do Usuário

Na inicialização, apresenta opções "Memória Inicial" para definir valores iniciais da RAM.

• O símbolo ">" indica onde o cursor está posicionado no menu
• O símbolo "+" e o cursor piscando indicam que se espera entrada numérica
• A navegação entre menus é feita pelas setas (cima, baixo, esquerda, direita) e centro que funciona como "enter"
• Ao dar "Enter" em um menu que requer entrada do usuário, aparece "+ ___" com cursor piscando; usa-se o teclado numérico; se o número tem menos de 3 dígitos, pressiona-se "#" que funciona como "enter" no teclado numérico
• Se for entrada de valor de canal DMX, pode-se pressionar (após "enter") a tecla "A" para digitar diretamente "255" (valor máximo) ou tecla "B" para "000" (valor mínimo)
• A tecla "C" serve para localizar uma luminária ou canal específico: seleciona-se posição de canal no valor, dá "enter" e pressiona "C"; o valor oscila entre "000" e "255"; para parar, pressiona "C" novamente
• A tecla "*" liga/desliga o backlight
• A tecla "D" ativa apenas para valores analógicos do potenciômetro, permitindo entrar com o valor girando-o
• A opção "Ctrl" retorna ao menu "Opções de Controle"

Memória Inicial

Define os valores iniciais da RAM, lendo da EEPROM:

• Empty (deixa EEPROM intacta, todos canais em "000")
• Load (carrega valores armazenados na EEPROM do universo DMX)
• Clear (apaga valores armazenados na EEPROM e deixa canais "000")

Opções de Controle

O usuário seleciona o método de controle dos diferentes canais DMX:

• Memory Acesso às opções de memória
• Unitary Acesso rápido a um canal específico
• Matrix Exibe matriz 3x5 com valores atuais de diferentes canais
• Chaser Faz sequência específica entre canais
• Multiply Atribui valor a número específico de canais com salto numérico definido
• Config Acesso às configurações do sistema

Controle Unitário

Permite acesso rápido a um canal específico:

• Channel Acesso ao canal
• Value Acesso ao valor do canal
• Ctrl Acessa menu "Opções de Controle"
• Memory Acesso ao menu "Opções de Memória"

Controle Matriz

Exibe matriz 3x5 com valores atuais de diferentes canais DMX:

• C --- Mostra número do canal selecionado pelo cursor
• Mem Acesso a "Opções de Memória"
• Ctrl Acesso a "Opções de Controle"
• 001-015 Acesso ao número de canais a exibir na matriz 3x5; o primeiro número representa o primeiro canal e o segundo o último canal

Controle Chaser

Permite sequência específica entre canais:

• ChaserCH Mostra valor atual sequenciado (após início da sequência)
• Delay Seleciona tempo em mS entre cada passo; o valor aproxima o número por 10 = número de mS
• First CH Seleciona primeiro canal da sequência
• Final CH Seleciona último canal da sequência
• Ctrl Acesso a "Opções de Controle"; valores sequenciados não afetam a RAM, sai com valores antigos
• Start Inicia a sequência e muda para "Stop"; aqui pode-se parar a sequência

Exemplo: Seleciona "Delay" 100 (100x10 = 1000 mS), "First CH" 001 e "Final CH" 512. Resultado: sequência do canal 1 a 512 com passo a cada segundo.

Controle Multiplicar

Atribui valor a número específico de canais com salto numérico definido:

• Value Seleciona valor a ser escrito (000-255)
• First CH Seleciona primeiro canal
• Multiply Seleciona número de canais a multiplicar
• Quantity Seleciona número de vezes a multiplicar
• Ctrl Acesso a "Opções de Controle"; RAM afeta canal
• Memory Acesso a "Opções de Memória"
• Apply Avalia a requisição; se não for possível, exibe "Error"; caso contrário, aplica multiplicação nos canais e coloca o valor selecionado

Exemplo: "Value" = 255, "First CH" = 001, "Multiply" = 003, "Quantity" = 170 e "Apply". Resultado: 170 canais do canal 1 a 510, de 3 em 3, com valor 255.

Opções de Memória

Acesso fácil às opções da EEPROM:

• Save Salva universo DMX com valores atuais
• Load Carrega da EEPROM valores salvos anteriormente do universo DMX
• Empty Apaga RAM com valores DMX atuais sem afetar a EEPROM
• Clear Limpa universo DMX armazenado na EEPROM
• Black Opção "Black Out": coloca todos os canais do universo DMX com "000", sem afetar a memória; para sair pressiona "enter" ou "central" e retorna valores anteriores
• Cancel Retorna ao menu anterior sem alterações

Configuração

Configuração geral do sistema:

• Localizada em "Opções de Controle"
• Backlight Seleciona valor dimmer entre 000-255 do backlight do LCD
• Contrast Seleciona valor dimmer entre 150-255 do contraste do LCD (limite inferior 150, para evitar que o LCD não seja visto)
• Exit Retorna ao menu anterior
• Valores modificados são salvos na memória EEPROM automaticamente

Sobre

Exibe informações do projeto e versões de hardware e firmware instaladas:

• Localizada em "Config"
• Para sair pressiona "enter" ou "center"

Para mais informações, atualizações e repositório: GitHub