DMX-Probleme (Bühnentechnik)

Liebe Profis,

kürzlich wurde ich mit Problemen an der DMX-Steuerung einer Geisterbahn konfrontiert.
Ein 19"-Rack beinhaltet eine Steuerung, die ein Progamm abspult, welches sich auf einer CF-Karte befindet.

Von dem Rack geht es per Kabel mit dreipoligem XLR-Stecker zum ersten DMX-Gerät, von da weiter zum zweiten ...
An der Kette hängen mehrere LED-Leuchtmittel, Blitzer, Nebelmaschinen und andere DMX-Geräte.
Das Programm, das abläuft, ist stets identisch und der Ablauf dauert mehrere Minuten.

Tja, doch leider blitzt manchmal ein Blitzer dazwischen, wenn er es eigentlich nicht sollte. Oder eine LED-Leuchte geht nicht an wenn sie es sollte. Oder es wird manchmal eine falsche Farbe dargestellt.
Manchmal geht auch eine Nebelmaschine nicht an, obwohl sie an sich funktionstüchtig ist und sich per Taster am Gerät manuell auslösen lässt. Dann geht sie mal wieder, dann mal wieder nicht ...

OK, zuerst fiel mir auf, dass das letze Gerät in der Kette keinen Terminierungsstecker hatte. Also einen solchen besorgt, aufgesteckt und über die deutliche Verbesserung gefreut.
Dennoch zickt die Anlage immer wieder mal.

Ich habe bereits sämtliche zugängliche XLR-Stecker gezogen, optisch kontrolliert, mit Kontaktspray eingesprüht und wieder eingesteckt. Dabei auf korrekten, wackelfreien Sitz geachtet.

Ein paar Geräte inmitten der Kette sind leider nicht zugänglich, weil hinter Wänden verbaut. Die Probleme treten manchmal räumlich in der Kette vor den unzugänglichen Geräten auf, manchmal dahinter. Aktuell besonders oft an den letzten drei Geräten in der Kette, wobei das letzte ja nun terminiert ist.

Frage an die Bühnentechnik-Profis:
Wie kreist man solche Fehler ein?

Mir fällt nichts Besseres ein, als dick mit Oszilloskop und Logic-Analyzer anzurücken und mal zu messen, wie das Bussignal aussieht, sowie mehrfach die Datenpakete mitzuprotokollieren und zu vergleichen, falls die Steuerung selbst zicken sollte und nicht jedesmal die gleichen Daten rausspuckt.
Alles in allem aber unangenehm aufwändig, zumal mein altes Oszi schwer und sperrig ist und ich weder Auto noch Führerschein habe.

Gibt es vielleicht irgendwelche klugen Praktiker-Tricks?
Und könnte es Probleme geben, wenn nicht alle Geräte an der selben Netzphase hängen?
Der Betreiber hat "nicht den geringsten Schimmer von gar nichts". Und Dokumentation existiert sowieso nicht.

Fies ist halt, dass das Programm manchmal (eher selten) korrekt durchläuft, dann aber wieder rumspinnt. Das Programm dauert ein paar Minuten, so dass ein paar Kontroll-Durchläufe echt zeitintensiv sind. Und jedesmal wird man voll nervig eingenebelt (WENN die Nebler denn gerade mal gewillt sind, korrekt ihren Job zu tun). Ausschalten kann ich die Nebler auch nicht, zumindest nicht während der Betriebszeit. Und in der Nacht kann ich da auch nicht bei, wegen der ruhestörenden Geräuschkulisse.

Also: Welcher erfahrene Bühnentechniker weiß Rat, wie man solche Probleme zielstrebig einkreisen und beheben kann?

Danke schon mal für den Tipp!

Nun, der gesamte zugängliche Bereich der Kette erstreckt sich über 10m. Mit Kabelreserve max. 20m.
Dumm ist halt, dass irgendwo die Strippe in einem Loch verschwindet und 2m weiter wieder rauskommt. Hinter der Wand kann sonstwas sitzen. Im Extremfall geht die Strippe dahinter einmal queer durch die ganze Geisterbahn. Nur weiß das kein Mensch.

Man sollte denken, der Betreiber müsste es wissen. Aber der weiß entweder rein "goa nix", oder - wenn er doch mal was "wusste" - erwiesen sich seine bisherigen Aussagen als falsch.

Jedenfalls wird der Booster vermutlich kaum helfen, denn der zugänglich Teil, bevor die Strippe in der Wand verschwindet, zickt ja auch schon manchmal und da reden wir echt nur über 10m.
Ich könnte spaßeshalber das Ausgangskabel des letzten noch zugänglichen Gerätes abziehen und dort den Terminierungsstecker aufstecken. Nur treten am Anfang der Kette sowieso nur selten Fehler auf.

Nochmal zur Verdeutlichung die Art der Verkabelung:

- 19"-Rack.
- Auf 10m Distanz diverse DMX-Geräte in einer komplett zugänglichen Kette.
- Kabel verschwindet nach dem letzten zugänglichen Gerät (bis hierhin nur selten Fehler) in der Wand.
- Zwei Meter weiter kommt das Kabel wieder aus der Wand und geht zu den drei letzten Geräten in der Kette, die räumlich eng beieinander liegen.

Die Kabellängen sind ziemlich passend zugeschnitten, es gibt kaum Reserve.
Was hinter der Wand los ist, ist jedoch komplett unklar.

Bei Ebay fand ich nur Booster im 19"-Rack, die aus einem Kabel derer mehrere machen. Keine Ahnung, was es sonst noch gibt.

Vielleicht mal die Strippe durchmessen und anhand des Widerstands und des Kabelqueerschnitts die Leitungslänge errechnen?
Nur um auszuschließen, das hinter der Wand nicht tatsächlich noch 200m Strippe liegen, oder sowas.
Hinter der Wand kann ja sonstwas sein. Da kann Feuchtigkeit in Steckverbinder eingedrungen sein und und und.

Ah, habe gerade die Idee, den unzugänglichen Teil mal zu überbrücken. Mal schauen, ob die drei letzten Geräte, die besonders häufig zicken, dann besser laufen.

War einige Zeit aus dem Rennen, sorry für die späte Antwort und vielen Dank an Alle, für die Tipps!

Also: Zunächst mal war das letzte Gerät nicht terminiert, wie ich schon schrieb. Nach Terminierung wurden die Fehler zwar weniger, traten aber dennoch immer wieder mal auf.
Dann behandelte ich alle Steckverbinder mit Kontaktspray und stellte sicher, dass sie richtig fest eingesteckt waren. Soweit möglich kontrolierte ich auch alle Kabel rein optisch; sahen aber gut aus. Dennoch immer wieder mal Probleme.

Schließlich tauschte der Kunde einfach auf gut Glück sämtliche Kabel aus, danach war Ruhe!
Das war in diesem Fall also die eigentliche Lösung.

Ein anderer Kunde hatte eine sehr schlechte Meinung von DMX. Würde dauernd zicken und so.
Nachdem ich mal einen seiner DMX-Scheinwerfer und 'nen Nebler aufgeschraubt hatte, begann mir etwas zu dämmern: Nicht DMX an sich ist Kacke, sondern das was die Hersteller daraus machen.
Das Thema "Abschirmung, Masse, Erdung" ist da ein recht dicker Aspekt. Man stelle sich ein Karussel vor, wo alle drei Netzphasen eingesetzt werden, mit sehr unterschiedlicher Auslastung. Da hat man ruckzuck Potenzialverschiebungen, bei denen mitunter Ausgleichsströme über den Schirmleiter fließen. In Verbindung mit dicken Dimmern sogar gepulst. Und was mit dem Schirm und der Erdung passiert und ob Schaltungsmasse damit verbunden wird, da kocht offenbar jeder Hersteller sein eigenes Süppchen. Da nützt dann irgendwann auch die differenzielle Datenübertragung nichts mehr; da gehört eine galvanische Trennung her.

War ein wichtiger Augenöffner für das MoSteuS-Projekt. Habe darum sehr lange recherchiert, wie man solchen Kummer vermeidet. Mehr dazu in dem entsprechenden Thread.

Ja, aber wovon redest Du jetzt?
- Von billigen DMX-Geräten aus China?
- Oder von MoSteuS?

Der billige Krempel aus China ist halt wie er ist. Man könnte höchstens eine winzige Platine entwerfen, die man direkt in solche Geräte einbaut (oder zur Not extern dransteckt), welche eine galvanische Trennung realisiert. So kann man bei Bedarf zu tragbaren Preisen eine galvanische Trennung nachrüsten und den Billigplunder damit "kugelsicher" machen.

Wenn Du von MoSteuS redest:
Da werde ich in der ersten Version des Adressdecoders 'nen teuren ADM2582 einsetzen, damit ich definitiv Ruhe habe. Mir schnuppe, ob der Decoder deswegen 10 bis 15,- EUR teurer wird.
Weil dieses Platinchen ja zum Glück eine in sich komplette Funktionseinheit ist, mit definierter Kontaktbelegung, kann man die jederzeit neu machen und austauschen, ohne dass es das restliche System im Geringsten beeinflusst.
Folglich werde ich später, wenn ich die Zeit dazu habe, auch eine Low-Cost-Version designen, ohne galvanischer Trennung. Dann setzt man halt in überschaubaren Installationen erst den billigen Decoder ein und trennt nur da galvanisch, wo es anliegt.

Genial an dem ADM2582 finde ich, dass der erstens sowohl für Zweidraht als auch Vierdraht RS-485 geeignet ist und dass er bereits einen kompletten DC/DC-Converter mit 100mA Ausgangsstrom integriert hat! Ganz ohne externe Komponenten (von Entstörkondensatoren abgesehen).
Ideal also für busgepowerte Knoten, die nur wenig Strom ziehen.
OK, das nützt nichts für DMX, wenn nur 'ne zweiadrige, geschirmte Strippe verlegt ist. Aber wenn man eigene Sachen macht, ist das in meinen Augen ein echt tolles Feature.

Zitat von Pesi

es reicht ja im Prinzip, wenn der Schirm am Sender *oder* Empfänger mit Erde verbunden ist, um geerdet zu sein - durch die fehlende "Doppelverbindung" kann es dann auch keine "Brummschleifen"/Potentialverschiebungen geben.

da ist das Problem, normt man nun so, dass der Schirm am Sender angeschlossen ist, geht es nicht, wenn man z.B. ein USB-DMX-Interface hat und Laptop auf Akku/mit NT, bei dem GND nicht geerdet ist (Eurostecker).

normt man so, dass am Empfänger geerdet ist, dann hat man ja wieder Doppelverbindungen, weil ja praktisch immer mehrere Empfänger am Bus hängen...

Zu Deinem ersten Satz:
Da zitiere ich mal aus folgendem Web-Dokument:
http://pma-online.de/de/pdf/sb…_mod_d_9499-040-72018.pdf

Die Art der Schirmanbindung richtet sich in erster Linie nach der zu erwartenden Störbeeinflussung.

• Zur Unterdrückung von elektrischen Feldern ist eine einseitige Erdung des Schirms notwendig.
  Diese Maßnahme ist immer zuerst durchzuführen.
• Störungen aufgrund eines magnetischen Wechselfeldes können dagegen nur unterdrückt werden, wenn der
  Schirm beidseitig aufgelegt wird. Zu beachten sind jedoch Erdschleifen: durch galvanische Störungen entlang
  des Bezugspotenzials wird das Nutzsignal beeinflusst und die Schirmwirkung verschlechtert sich.
• Sind mehrere Geräte an einem Bus angeschlossen, muss der Schirm durchgehend verbunden sein, z.B. über
  Schellen.
• Der Busschirm muss über kurze Strecken niederohmig, großflächig an einen zentralen PE-Punkt angeschlossen
  werden, z.B. über Schirmklemmen.

Also: Einseitiger Schirmanschluss unterdrückt elektrische Felder, wohingegen magnetische Wechselfelder nur durch beidseitigen Schirmanschluss zu beseitigen sind.

Da man nicht weiß, was einen vor Ort erwartet, hat man also ein Problem ...

Was nach meinem gegenwärtigen Kenntnisstand die beste Variante zu sein scheint:
Der Schirm wird nicht direkt mit Erde oder Schaltungsmasse verbunden, sondern auf beiden Seiten kommt eine Reihenschaltung aus zwei Kondensatoren zum Einsatz:

VCC der Schaltung
I
---
---
I
*---------- Schirm
I
---
---
I
GND der Schaltung

Und damit das Schirmpotenzial, das ja nun "in der Luft hängt" nicht elektrostatisch wegläuft, werden den beiden Kondensatoren noch hochohmige Widerstände parallel geschaltet.

Weiterhin wird in dem Kabel keine Masseleitung mitgeführt (bzw. nicht angeschlossen) und die RS-485-Signale werden galvansich getrennt.

Eine weitere Schaltung obiger Art verbindet das geerdete Gehäuse über Kondensatoren und Widerstände mit VCC und GND.
Damit ist man theoretisch jedes Problem durch Potenzialverschiebungen los, aber der Schirm ist indirekt (HF-mäßig) beidseitig angeschlossen. Aber halt durch Kondensatoren getrennt, also zumindest gleichspannungsfrei.

Bei busgepowerten Teilnehmern wird halt GND und VCC im Kabel mitgeführt und auch angeklemmt. Da geht das, weil keine externe Spannungsversorgung in die Suppe spucken kann.
Schirm auch hier wie beschrieben anzuschließen.

Wenn ich nicht sehr irre, sollte dieses Verfahren alle Fälle abdecken.
Zur Dimensionierung der Kondensatoren muss man sich vielleicht noch 'nen Kopp machen.
Sind die Kondensmänner klein dimensioniert, können sie nur HF-Einstrahlung ableiten.
Sind sie groß, können sie auch magnetische 50Hz-Induktionen ableiten, aber dann hat man eventuell doch wieder Probleme mit "wobbelnden" Potenzialverschiebungen, wenn die in den Schirm induzierte Einstrahlung von einer anderen Netzphase stammt, als die Busteilnehmer.

Aus dem Grund bin ich auf dem Tripp, auch die Stromversorgung eines jeden Moduls per DC/DC-Wandler galvanisch vom Rest der Welt zu trennen.
Dann verhalten die sich idealerweise so, als wären sie Batterie-gespeist.

Zugegeben: Alles graue Theorie, aber so gedenke ich die ersten Module aufzubauen. Ob es sich bewährt sehen wir dann.
Falls wider Erwarten nicht: Macht nichts, weil alles, was mit galvanischer Trennung zu tun hat, auf der Platine des Adressdecoders sitzt. Haut irgendwas nicht hin, brauche ich nur diese Platine neu zu designen.
Diese Platine ist sozusagen ein "Modem", dass beliebige Schaltungen mit der weiten Welt des HBUSes verbindet und problemlos austauschbar ist.

All diese Sicherheitsmaßnahem erhöhen zwar den Preis für das Gesamtsystem, aber dafür sollte es dann auch absolut zuverlässig funktionieren.
Wie man bei dem Elektor-Projekt "Hier kommt der Bus" sieht, haben die dort ebenfalls Probleme mit der Schirmung und mit Datenbits, die einfach aus dem Nichts kommen.
Sowas möchte ich bei MoSteuS unter allen Umständen vermeiden. Wenn dazu der Aufwand in die Höhe getrieben werden muss, dann ist das halt so.
Nichts ist teurer, als stundenlange, gar tagelange Suche nach ominösen Fehlern, die nur unter bestimmten Bedingungen auftauchen.

Zitat von Pesi

gibt's bei DMX auch nicht, 2 Adern für das differenzielle Signal, Schirm, sonst nix.

Jooo, ich habe mich halt im Zuge der Problematik sowohl in DMX, als auch generell RS-485 eingelesen. Da DMX auf RS-485 setzt ...
Und da wundert man sich doch sehr, wenn man so schaut, was die verschiedenen Hersteller so treiben und was sie empfehlen.

Zitat von Pesi

- geht's jetzt hier noch um DMX. oder um Dein Mosteus-Dings...?!? - zu DMX kann ich was sagen, zu dem anderen nicht...

Sorry wenn ich das nicht so klar trenne. Für mich ist DMX hardwaremäßig erstmal RS-485.
Und selbstverständlich möchte ich mit MoSteuS auch DMX-Geräte ansteuern, aber dann bitte ohne Probleme. Und da stellt sich halt die Frage, wie man das anstellt, wenn die Hersteller jeweils ihr eigenes Süppchen kochen.

Manche verwenden auch 'nen fünfpoligen Stecker, statt 'nem dreipoligen (sollte laut Standard sogar der Normalfall sein).
Und dann führen die mitunter mehr Signale im Kabel, als nur das differenzielle Signal und den Schirm. Gibt da so firmeninterne "Standards", die nur zu sich selbst kompatibel sind und nicht mit Geräten anderer Hersteller kombinierbar.
Bin da halt auf der Suche nach 'ner eierlegenden Wollmilchsau, die mit allem klar kommt, was immer der jeweilige Hersteller auch getrieben hat.

Bei der im Startposting erwähnten Geisterbahn will ich irgendwann die DMX-Steuerung rausschmeißen und durch was eigenes ersetzen. Problem ist, dass ich noch immer nicht weiß, was da alles dran hängt. Muss mich also bei der Planung der Schaltung auf die wildesten Sachen einstellen und das soll dann auch echt zuverlässig funktionieren, sonst kann ich einpacken!

Zitat von Counterfeiter

leider auch viel teurer als nen einfacher Optokoppler und nen DC/DC Wandler

Ja, leider.
Dafür aber sehr viel platzsparender.

Zitat von Counterfeiter

Also wenn alle Geräte aus einem (Baustrom)Verteiler wie bei der Bühnentechnik versorgt werden, würde ich auch mit Verhältnismäßig wenig Ausgleichsströmen auf der DMX Leitung rechnen... (aus dem Bauch herraus)

Karussells sind immer so 'ne Sache.
Da ist zum Einen der Mittelbau. Also das Dingens, um das sich der Rest dreht. Der ist über 'ne Drehstromleitung am Baustromverteiler angeschlossen.
Und dann ist da der Kassenwagen, in dem sich auch die ganzen Steuerpulte befinden. Der hängt ebenfalls am Baustromverteiler.
Nun geht also 'ne DMX- bzw. RS-485 Steuerstrippe vom Kassenwagen zum Mittelbau. Und am Mittelbau läuft gerade der dicke Motor an und gedimmte Scheinwerfer und so.
Folge: Spannungsabfall und viel EMV-Dreck über der Drestromleitung vom Mittelbau zum Verteilerkasten. Ergo Potenzialunterschied zum Kassenwagen.

Und das ist jetzt nur EIN Szenario, mit dem ich konfrontiert werden könnte.

Zitat von Counterfeiter

Werf mal Profibus in den Raum...

Auf jeden Fall ein sehr guter Einwurf!
Und nach all meinen Recherchen in den letzten Tagen und Wochen der einzige existierende Buskandidat, bei dem ich direkt schon geneigt war, diesen einzusetzen.

Es ist jetzt recht schwer zu begrpnden, warum ich dann doch nicht auf Profibus setzte. Das Ding ist lecker, keine Frage. Ich habe da nicht DAS dicke Argument, warum ich den nicht nehme. Eher so drei oder vier ganz dünne Argumente. Eines davon ist, dass ich zu faul bin mich da einzuarbeiten und lieber mein eigenes Ding mache.
Deswegen schimpfe jetzt aber keiner mit mir - die ganzen hier im Forum vorgestellten Projekte fallen doch in die gleiche Kategorie. Es gibt im Grunde alles so halbwegs fertig zu kaufen. Man muss nur den Preis akzeptieren, sich einarbeiten und mit dem Zeug leben, wie es ist. Kein echter Grund, 'nen Glediator zu entwickeln, oder?
Aber wir WOLLEN es halt ...
Wir wollen es genau so, wie wir es uns vorstellen. Nicht so, wie Firma XY es sich vorgestellt hat.

Zitat von Counterfeiter

warum solls nicht mal wild blinkern in der Geisterbahn... dann sucht man den Fehler und weiter gehts

Ey komm, das meinst Du jetzt nicht im Ernst, oder? Dein Smiley ist mir zu unauffällig, den sehe ich ja kaum.
Ich habe Projekte, wo ich auf einen Schlag ruiniert bin, wenn da 'ne dramatischere Fehlfunktion auftritt!

Voll Off Topic aber (ähem) "lustig":
Vor ein paar Jahren hatte ich mit Kassentechnik zu tun und habe dazu auch 'ne zur Registrierkasse passende Artikelverwaltung programmiert.
Einmal schlich sich ein Software-Fehler ein, der bei solchen Beträgen, die nach dem Komma auf "Null Null" endeten (also z.B. 4,00 EUR) den Euro-Betrag in einen Cent-Betrag verwandelte ...
Diese Software-Version lief in einem Supermarkt 'ne volle Woche, bis ich das bemerkte.
Zum Glück gibt es im Supermarkt bekanntlich praktisch nie glatte Euro-Beträge, darum ist wahrscheinlich nichtmal Schaden entstanden. Wenn doch, wäre es das aber gewesen für mich.

Und wenn bei 'ner Hydrauliksteuerung zum falschen Zeitpunkt ein Zylinder ausfährt ...
Nee, darf alles nicht sein. Fehlfunktion ist nicht!
Darf nichtmal bei Veranstaltungstechnik und blinkenden LEDs sein. Man stelle sich eine ausverkaufte Halle vor; die ganze Riverdance-Tanztruppe voll am Rumsteppen und plötzlich spackt das Licht ab ...