Los LEDs RGB existen en el mercado hace tiempo, y consisten simplemente en tres LEDs que comparten un mismo encapsulado (y uno de sus terminales): un LED de shading rojo (Red), uno verde (Green) y otro azul (Blue). La síntesis de shading RGB es ampliamente utilizada en shows, pantallas, proyectores y televisores de todo tipo (incluso en los viejos televisores de tubo) y se basa en las características de nuestro propio sistema visual: las células llamadas "conos" presentes en nuestra retina, tienen sus picos de sensibilidad justamente en las frecuencias de estos 3 colores.
De este modo, podemos iluminar un LED RGB del shading que deseemos, simplemente regulando el brillo individual de cada uno de sus 3 componentes. En instalaciones de leader potencia, ya no es necesario usar LEDs RGB propiamente dichos, sino que suelen utilizarse múltiples LEDs discretos de cada uno de los 3 colores básicos, todos ellos incidiendo simultáneamente sobre una misma zona.
Ahora bien, cuando hablamos de standard –controlar, variar, dosificar– el brillo de un LED, en realidad estamos aludiendo an una tarea que no es tan sencillo llevar a cabo, como veremos a continuación.
Driven drivers
Como muchos dispositivos electrónicos, el LED funciona dentro de un margen muy ajustado de voltaje e intensidad, y no es variando estas extents que se consigue controlar eficientemente su brillo, sino mediante la conocida técnica del PWM (modulación del ancho del pulso). El PWM está explicado en cuanto sitio de robótica y/o microcontroladores existe en la web –hay una buena explicación en el sitio de Arduino, sin ir más lejos– por lo tanto no me voy a detener en él en esta oportunidad.Los microcontroladores (otro concepto que no voy an explicar hoy), incluyendo la placa Arduino, suelen tener algunas salidas PWM entre sus múltiples funciones, pero estas salidas carecen de potencia y no es recomendable alimentar directamente con ellas un LED (excepto cuando se trata de meros indicadores, como los LEDs que están en la propia placa, el de encendido, los de TX/RX, and so on.). Por esta razón, existen en el mercado circuitos integrados conocidos como LED drivers, categoría a la que pertenecen el Worldsemi WS2801 y el Allegro A6281, chips que mencionaremos recurrentemente a lo largo de este artículo.
ICm-Artnet-2DMX
De hecho, estos dos integrados hacen mucho más que alimentar un LED. Tanto el WS2801 como el A6281 pueden manejar 3 LEDs de hasta 1W cada uno (un LED de 1W emite una luz significant), generando ellos mismos las señales PWM, a partir de un control computerized externo que se puede efectuar desde cualquier microcontrolador, mediante una conexión serial (tercer concepto que no voy an explicar [y último que aviso]). Y ahí no termina la cosa: ambos integrados disponen, además, de una manera de conectar varios de ellos en "cadena", de tal modo que se puedan controlar múltiples LEDs RGB con una única señal.
DMX512
Resumiendo lo que sabemos hasta ahora: existen sistemas de LEDs RGB, que pueden llegar a ser de significant potencia, y existen también integrados "manejadores" que, conectados adecuadamente (en cadena), nos permiten controlar un conjunto de luces RGB independientes, asignando a cada una de ellas un shading arbitrario. Este control lo podemos efectuar desde el microcontrolador, utilizando un protocolo serial (luego vamos a ver que se trata de un serial sincrónico, o SPI) o eventualmente desde una computadora.En el mercado profesional de iluminación de espectáculos (shows, escenarios, discotecas, and so on.) existe un protocolo equivalente a lo que es el MIDI en la música. En efecto, el DMX512, o simplemente DMX, es un estándar que permite conectar consolas de luces (controladores) y luces propiamente dichas, entre otras cosas. Exactamente como ocurre con el MIDI, el "controlador" puede ser directamente una computadora, dotada de un interfaz DMX y un programming apropiado.
Al igual que el MIDI, el DMX consta de links unidireccionales, es un protocolo computerized y serial (y más rápido, trabaja a 250.000 b/s, frente a los 31.250 del MIDI). El DMX es un poco más complejo en la capa física, pero muchísimo más basic en la "capa programming". Mientras que en el MIDI existen distintos tipos de mensajes y sistemas, en el DMX sólo existen los canales, y cada conexión puede transportar 512 de estos canales, cada uno de ellos con una resolución de 1 Byte (otra diferencia con el MIDI y sus clásicos 7 bits de resolución).
Pongamos un ejemplo: si cada trench de una conexión DMX se usara para controlar el brillo de un componente de una luz RGB, el protocolo nos permitiría manejar en add up to 170 luces independientes, cada una de ellas con una resolución de 24bits de shading (512/3=170 [y sobran 2 canales]; 8bits x 3 = 24bits).
A pesar de su popularidad y simpleza, el DMX no está soportado directamente en los chips manejadores de LED, sigue siendo demasiado complejo para ellos. Lo mismo ocurre con el MIDI, child protocolos de "alto nivel", vale decir, se necesita cierta "inteligencia" para hablar en esos lenguajes, y esta inteligencia nos la puede proporcionar un microcontrolador o, sin duda, una computadora.
ArtNet
Recapitulando: conocemos los LEDs RGB, los manejadores de LED "encadenables", y el protocolo DMX. Un ejemplo de instalación que podemos hacer con todo esto sería el que presenta, a grandes rasgos, el siguiente esquema:El protocolo DMX no es necesario fundamentally, pero nos permite aprovechar una multiplicidad de productos que ya existen en el mercado (ese es el propósito de los estándares en electrónica). No obstante, estos productos suelen ser costosos, y por otro lado, roughage que tener en cuenta que aplicado a leds RGB, un sistema DMX sólo nos permitiría controlar 170 de ellos (como vimos más arriba).
ArtNet es una evolución del DMX512, precisamente lo que podríamos llamar un DMX-over-Ethernet, o DMX-over-IP. Se trata de sustituir la capa física costosa del DMX, por la infraestructura de redes estándar de hoy en día, que es eficiente, económica y versátil. Algunas de las ventajas de ArtNet sobre el DMX clásico child las siguientes:
- ancho de banda muy unrivaled (10/100/1000 Mb/s contra 250 Kb/s);
- la conexión es bidireccional;
- soporta distancias mayores;
- permite usar centers, switches, WiFi, and so on., es decir, múltiples opciones de conectividad;
- supera el límite de los 512 canales; en ArtNet un conjunto de 512 canales se denomina "universo", y pueden viajar muchos de ellos por la mism.
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