РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ СЦЕНИЧЕСКОГО СВЕТА

DEVELOPMENT AND RESEARCH OF A REMOTE CONTROL SYSTEM FOR STAGE LIGHTING

Artur Baranov,

master's student, Arzamas Polytechnic Institute named after R.E. Alekseev,

Russia, Arzamas

Andrey Guskov,

scientific supervisor, Ph.D., Associate Professor, Arzamas Polytechnic Institute named after R.E. Alekseev,

Russia, Arzamas

АННОТАЦИЯ

Статья посвящена разработке системы дистанционного управления сценическим освещением на основе протоколов DMX512 и Art-Net с использованием микроконтроллера ESP8266. Целью работы является создание экономичного и функционального решения, обеспечивающего гибкость управления световыми эффектами в режиме реального времени. В ходе исследования проведен сравнительный анализ существующих аналогов, выбраны оптимальные компоненты и протоколы передачи данных, разработана принципиальная схема устройства, и программное обеспечение. Результаты демонстрируют возможность реализации беспроводной системы с низкой задержкой передачи сигнала и высокой надежностью.

ABSTRACT

The article presents the development of a remote control system for stage lighting based on DMX512 and Art-Net protocols using the ESP8266 microcontroller. The goal is to create a cost-effective and functional solution for real-time light effect management. The study includes a comparative analysis of existing analogs, selection of optimal components, schematic design, and software development. Results demonstrate a wireless system with low latency and high reliability.

Ключевые слова: сценическое освещение, DMX512, Art-Net, микроконтроллер ESP8266, беспроводное управление.

Keywords: stage lighting, DMX512, Art-Net, ESP8266 microcontroller, wireless control.

Введение

Современные театральные и концертные площадки требуют высокоточной координации световых эффектов, что невозможно при использовании традиционных проводных систем. Ограниченная мобильность операторов и сложность интеграции с цифровыми технологиями стимулируют разработку беспроводных решений. В данной работе предложена система управления на базе микроконтроллера ESP8266, совмещающая протоколы DMX512 и Art-Net для обеспечения гибкости и масштабируемости.

Методы

Анализ существующих решений

Проведен сравнительный анализ коммерческих контроллеров (LAudio FF-PA-DMX, Yarilo SUNLITE2-1024 WiDMX). Выявлены недостатки: высокая стоимость, ограниченная поддержка протоколов, зависимость от проприетарного ПО. На этом основании обоснована необходимость разработки собственного решения.

Выбор компонентов

В качестве микроконтроллера выбран ESP8266 благодаря низкой стоимости, поддержке Wi-Fi и широкому сообществу разработчиков. Для преобразования сигналов UART в RS-485 использован модуль MAX485. Протокол Art-Net выбран из-за совместимости с Ethernet и поддержки передачи данных DMX512 через IP-сети.

Разработка аппаратной части

Спроектирована принципиальная схема (рис. 1) в среде EasyEDA, включающая:

Модуль ESP8266 для обработки команд и передачи данных;

Преобразователь MAX485 для интерфейса DMX512;

Стабилизаторы напряжения (5В → 3.3В);

XLR-разъемы для подключения светового оборудования.

Рисунок 1. 

Программное обеспечение

Написана прошивка в среде разработки Arduino IDE с использованием библиотек ArtnetWifi и ESP-DMX. Реализованы:

Прием данных Art-Net по UDP;

Конвертация в формат DMX512;

Управление яркостью, цветом и эффектами через веб-интерфейс.

Результаты

Устройство успешно передает данные на 512 каналов DMX с задержкой менее 50 мс. Тестирование подтвердило стабильную работу в сетях Wi-Fi 2.4 ГГц. Сравнение с аналогами показало снижение стоимости системы на 40% при сохранении функциональности.

Обсуждение

Использование ESP8266 позволило минимизировать энергопотребление (до 80 мА в режиме передачи). Однако ограничение частоты Wi-Fi 2.4 ГГц может вызывать помехи в условиях высокой загрузки сети. Для промышленного применения рекомендуется переход на ESP32 с поддержкой Bluetooth и 5 ГГц.

Заключение

Разработанная система демонстрирует эффективность применения открытых протоколов и микроконтроллеров для управления сценическим освещением. Дальнейшие исследования будут направлены на интеграцию искусственного интеллекта для автоматизации световых сцен.

Список литературы:

1. Елисеев И.В Разработка платформы управления световым оборудованием. Пенза: наука и просвещение, 2021.
2. Березкина М.Д. Особенности работы и перспективы применения протокола dmx512 и его аналогов. Спб: неделя науки и творчества - 2021.
3. Шурхаленко П.Г. Разработка интеллектуальной системы управления освещением "умного дома". Г. Белгород: Теория и практика современной науки, 2019.
4. Лысенко А. Ф. Сетевые протоколы передачи данных. Г. Белгород: Вопросы науки и образования, 2018.