Artnet-DMX-Node mit 2× DMX Out + 1× DMX In, komplett galvanisch getrennt - gibt es ähnliche Projekte

[Stefan (disconerd)]

Hallo zusammen,

ich arbeite aktuell an einem ArtNet-DMX-Node, der 2 galvanisch getrennte 
DMX-Ausgänge und 1 galvanisch getrennten DMX-Eingang besitzt. Das Ganze 
basiert auf einem von mir gerne genutzten WT32-ETH01 (ESP32 + Ethernet), 
soll aber von der Hardware her tourtauglich, störunempfindlich und 
elektrisch sauber getrennt aufgebaut sein.

1. Funktionales Ziel:
- ArtNet per Ethernet empfangen
- 1 DMX-Universum einlesen
- 2 DMX-Universen ausgeben
- Alle drei DMX-Ports vollständig galvanisch voneinander getrennt
- Robuste Stromversorgung für 9–24 V
- RDM-fähig

2. Technische Umsetzung
- WT32-ETH01 als Logik
- DMX-IN: MAX3082 + 6N137 + DC/DC 5→5 V
- DMX-OUT1/OUT2: je eigener MAX3082 + 6N137 + DC/DC
- Komplett isolierte Domänen: LOGIK, DMX-IN, DMX-OUT1, DMX-OUT2

3. Sicherheit & Schutzkonzept

Eingangsseitig:
- Barrel-Jack + Schraubklemme
- PTC-Fuse
- TVS-Diode
- P-MOSFET Reverse-Polarity-Schutz
- LC-Filter
- Step-Down-Modul (R-78B-5.0 oder TSR-1-2450) → +5V_A
- Drei isolierte DC/DC-Module → +5V_B / +5V_C1 / +5V_C2

RS485: jeweils PTC, TVS, CMC, Snubber. Optokoppler-Trennung mit 6N137.

6 mm Abstand / Isolationsschlitze zwischen den Domänen

4. BOM (gekürzt)

- WT32-ETH01
- 3× DC/DC 5→5 V (NME0505SC o. ä.)
- Step-Down TSR-1 / R-78B
- 3× MAX3082 / SN75176
- 3× 6N137
- PTC, TVS, CMC, 120 Ω, 10 nF
- Barrel-Jack + Schraubklemme
- Hammond 1590D / geschirmtes Polycase DIN-Rail
- Display 1,3" I²C OLED, SH1106/SSD1306-kompatibel, 128×64, 3,3 V
- Drehencoder (z. B. Bourns PEC11 / „KY-040“-kompatibel)
- LEDs, Taster, Kleinteile

5. Platinenlayout

- 160×100 mm
- Links DMX-IN, rechts DMX-OUT1/2, Mitte Versorgung/Logic
- DMX-Zonen strikt getrennt, je eigene 5-V-Insel
- Isolation-Slots zwischen den Domänen
- Differentialführung für DMX
- CHASSIS getrennt von Logic GND

Nun habe ich gestern den ganzen Abend mit KiCad verbracht und das 
Ergebnis war zum Heulen. Also würde ich, bevor ich mich mit Leiterbahnen 
verkünstel, erstmal die Profis fragen ob ich denn irgendwas komplett 
übersehen habe und/oder ob ich mir hier unnötige Mühe mache.

Meine Frage an die Community:
Gibt es ähnliche Projekte, von denen ihr wisst? Vielleicht sogar fertige 
Platinenlayouts oder Teilprojekte, die man vergleichen kann? Oder 
jemand, der schon einmal 2× isolierte DMX-Out + 1× isolierte DMX-In 
gebaut hat?

Falls jemand eine ähnliche Platine „übrig“ hat, würde ich mich freuen.

[Stephan (holziholz)]

Ja, gibt es. Habe ich vor vielen Jahren basierend auf diesen beiden 
Projekten gebaut.

https://shop.ulrichradig.de/Light-Control-DMX/AVR-Node-Bausatz.html
http://www.digital-enlightenment.de/usbdmx.htm

Sehr cool, dass es die Seiten dazu auch nach Ewigkeiten noch gibt. Meine 
neuste Version basiert auch auf einem ESP32, aber ohne galvanische 
Trennung

[Dergute W. (derguteweka)]

Moin,

Stefan schrieb:
> Nun habe ich gestern den ganzen Abend mit KiCad verbracht und das
> Ergebnis war zum Heulen. Also würde ich, bevor ich mich mit Leiterbahnen
> verkünstel, erstmal die Profis fragen ob ich denn irgendwas komplett
> übersehen habe und/oder ob ich mir hier unnötige Mühe mache.

Ich wuerde so vorgehen:
1.) Schaltplan malen, so dass auch Andere den ungefaehr nachvollziehen 
koennen, wenn sie keine Amoebe sind und der ERC von KiCad zufrieden ist.
2.) Schaltplan hier zeigen
3.) Unqualifizierte Reaktionen auf den Schaltplan ignorieren, 
berechtigtes Genoergel verarbeiten
4.) Erst dann mit dem Layout anfangen.

Ob's da schon was von Anderen gibt? Keine Ahnung, wahrscheinlich schon, 
denn im www gibt's eigentlich fast alles - nur ob's genau das ist, was 
du willst... ;-)

Gruss
WK

[Sebastian R. (sebastian_r569)]

Ich hab schon mehrere ArtNet-Nodes gebaut, mit dem ESP8266 und gerade 
bastel ich an einer 4-Kanal-Version mit einem RP2040 und PoE.

Die kleinste Node (Bilder) ist nicht größer als ein Neutrik-XLR-Stecker 
und passt in die kleinen Neutrik-Adaptergehäuse.

Die Firmware für den ESP8266 basiert größtenteils hier drauf:
https://github.com/mtongnz/ESP8266_ArtNetNode_v2

Was ich dir als kleine Starthilfe vielleicht mitgeben kann:
Ich habe für meine "große" Node mit vier Kanälen ein Modul gebastelt, 
das sich um das isolierte DMX kümmert:
https://github.com/SebiR/Isolated_DMX_Module

Der Schaltplan ist nicht hübsch, aber vielleicht hilft er dir (im 
Output-Ordner als PDF). Und ich finde den Modulgedanken ganz nett, dass 
man im Projekt einfach nur noch das Modul einplanen muss und es dann 
hinterher auch einfach austauschen kann, sollte es defekt sein.

Die Idee mit dem Modul hatte ich vom showtec net-2/5, da sind ähnliche 
DMX-Module drin verbaut.

[Gerd E. (robberknight)]

Stefan schrieb:
> - 3× MAX3082 / SN75176

Du machst Dir Mühe mit komplett galvanisch getrennten Kanälen und das 
Konzept sieht mir nicht aus als würdest Du jeden Cent an Bauteilen 3x 
umdrehen. Da würde ich vorschlagen robustere RS485-Treiber zu verwenden 
die höhere Störspannungen vertragen und auch mit einem höheren 
Common-Mode-Bereich umgehen können.

Also der SN75176 ist da schon mal komplett raus, der ist Stand der 80er.

Wie wäre es z.B. mit dem THVD2410?
Geschützt bis +- 70V DC, +- 25V Common Mode, Schutz gegen Open, Short, 
Idle.

> Nun habe ich gestern den ganzen Abend mit KiCad verbracht und das
> Ergebnis war zum Heulen.

Schaltplan oder Layout?

Bring erst den Schaltplan auf einen guten Stand, Schlaf nochmal drüber, 
polier den Schaltplan weiter, durchdenke verschiedene mögliche 
Fehlerzustände und wie die Schaltung damit umgeht. Erst wenn Du mit dem 
Schaltplan wirklich glücklich bist fängst Du mit dem Layout an.

Ja, einen guten Schaltplan zu zeichnen ist Übungssache. Kannst den gerne 
hier posten für Kritik. Ja, es gibt ein paar Spinner hier die Unsinn 
absondern und manchmal braucht man ein dickeres Fell um damit umzugehen. 
Wenn man das hat gibt es aber auch gute konstruktive Kritik.

[Stefan (disconerd)]

Vielen Dank erstmal für das gute Feedback. Ich bin schon dabei, alles 
verlinkte und geschriebene zu verarbeiten. Und ja, es soll durchaus die 
roadtaugliche Stabilversion sein - worst case wäre es, wenn mir aus dem 
DMX-Netz etwas ins IP-Netz durchschlägt. Daher sind alle Empfehlungen zu 
besseren Komponenten immer gerne gesehen. Ich muss leider wirklich alles 
absichern, was absicherbar ist, es ist zwar ein durchgehendes PCB aber 
auch von den Anschlüssen her strikt in die Zonen getrennt.

Weil der THVD2410 schon einiges integriert, würde ich:
- PTC auf der DMX-Leitung beibehalten (gegen hartes Fremd-24 V oder 
versehentlich 48 V über Stage-Kabel).
- CMC / Gleichtaktdrossel beibehalten (gegen HF-Müll auf langen 
Leitungen).
- TVS verkleinern und als „freundliche“ TVS mit etwas höherer 
Klemmspannung drin lassen – als Entlastung für den internen Schutz.
- Snubber (120 Ω + 10 nF) würde ich drinlassen?

Also Danke für den Hinweis, es entledigt mich der Pflicht die externe 
Schutzbeschaltung bis aufs Blut zu optimieren – der THVD2410 (ohne V) 
fängt viel ab.

Hat jemand dieses http://www.digital-enlightenment.de/usbdmx.htm hier 
verlinkte Teil tatsächlich im Einsatz? Die Beschreibung ist 
hochinteressant, denn es beinhaltet wahrscheinlich genau das, was mich 
initial zu diesem Eigenbau bewogen hat, nämlich die per Kommando 
umschaltbare DMX-Weiterleitung oder eben ArtNet-Einspeisung, d.h.
A) Kanal 1 = 0 dann leite DMX-Kanäle 11-25 weiter
B) Kanal 1 = 255 dann speise DMX-Kanäle 11-25 aus ArtNet

In KiCad habe ich zunächst versucht einen Schaltplan zu bauen und klar, 
das werde ich weitermachen, ich bin ja wegen "Peer Review" da und dafür 
braucht man Material. Nur wäre es schade, wenn ich meine Anfängerfehler 
erst im letzten Schritt bemerke und dann jemand zurecht sagt: "Hättest 
Du mal früher gefragt".

Dann fräse ich mich mal durch alles Lesematerial durch und versuche es 
nochmal mit KiCad.

[Sebastian R. (sebastian_r569)]

Stefan schrieb:
> nämlich die per Kommando
> umschaltbare DMX-Weiterleitung oder eben ArtNet-Einspeisung, d.h.
> A) Kanal 1 = 0 dann leite DMX-Kanäle 11-25 weiter
> B) Kanal 1 = 255 dann speise DMX-Kanäle 11-25 aus ArtNet

Das Ding kann aber selber kein Artnet, das geht nur über eine 
PC-Software als Gateway zwischen Netzwerk und USB.

Ist nicht gerade die modernste Lösung.

Mit "echtem" Artnet über eigenen LAN-Anschluss gäbe es noch das hier:
https://wiki-de.dmxcontrol-projects.org/index.php?title=Art-Net-Node_f%C3%BCr_25_Euro

Basiert auf der Pollin NetIO (die ich auch mal nachgebaut habe 
https://github.com/SebiR/Pollin_NetIO_Clone) und da ist sogar auch ein 
zweites Universum mit bei.

War meine allererste Node, die ich vor über 10 Jahren (nach)gebaut habe. 
Hab leider nur noch die beiden alten Bilder dazu gefunden.

[Stephan (holziholz)]

Das digital Enlightment Interface hat mir viele Jahre gute Dienste 
geleistet und funktioniert immer noch. Nur einen Pufferkondensator 
musste ich letztes Jahr mal tauschen, da er dicke Backen gemacht hat.

Ich nutzt das Teil als Brücke zwischen DMX und ArtNet und es macht 
seinen Job echt klaglos.

[Stefan (disconerd)]

Stephan schrieb:
> Das digital Enlightment Interface hat mir viele Jahre gute Dienste
> geleistet und funktioniert immer noch. Nur einen Pufferkondensator
> musste ich letztes Jahr mal tauschen, da er dicke Backen gemacht hat.
>
> Ich nutzt das Teil als Brücke zwischen DMX und ArtNet und es macht
> seinen Job echt klaglos.

Super - kann man damit sowohl per IP als auch per DMX hart den 
Quellenwechsel (DMX-forward vs. ArtNet-forward) erzwingen? Es ist mir 
wichtig, an dieser Stelle schnell&flexibel (also ohne Umstecken) 
zwischen beiden Quellen umschalten zu können, insbesondere muss ich DMX 
als Fallback haben falls ArtNet amokläuft. Dann muss ich in der 
Lichtsteuerung den "DMX-Override" Kanal hochziehen können und sagen: Ab 
jetzt macht das der Onkel mechanisch am Pult. Und da ich hier höchst 
unterschiedliche Netze zusammenschalte, ist die Absicherung einfach 
unabdingbar. Wenn ein DMX-Gerät die Grätsche macht, ist es natürlich 
hässlich - aber wenn ich dem Schaden im IP-Netz habe, ist es ein 
Desaster.

[Stephan (holziholz)]

Was meinst du mit ArtNet Forward, DMX Forward?
Das digital Enlightment ist ein ArtNet <> DMX Converter. DMX rein und 
ArtNet raus oder eben ArtNet rein, DMX raus. Umschalten zwischen den 
Modi geht stumpf der Schalter.
Klingt mir aber so, als wolltest du ein DMX Mischpult bauen?

[Stefan (disconerd)]

Stephan schrieb:
> Was meinst du mit ArtNet Forward, DMX Forward?
> Das digital Enlightment ist ein ArtNet <> DMX Converter. DMX rein und
> ArtNet raus oder eben ArtNet rein, DMX raus. Umschalten zwischen den
> Modi geht stumpf der Schalter.
> Klingt mir aber so, als wolltest du ein DMX Mischpult bauen?

Das ist eine der Anforderungen. Die Movingheads werden per ArtNet 
gesteuert aber müssen
- dann, wenn sie nicht als Tracker unterwegs sind sondern als Elemente 
der normalen Lichtshow oder
- dann, wenn der Steuercomputer amokläuft
per DMX gesteuert werden. Also habe ich einen DMX-Override-Kanal der vom 
DMX-IN ausgewertet wird und die Logik weiß:

Wenn
A) Der Override-Kanal auf 0 ist, gebe ich die Kanäle 11-25 von ArtNet 
auf DMX aus. Was auf DMX 11-25 kommt, ist egal.
B) Der Override-Kanal auf 255 ist, gebe ich die Kanäle 11-25 von DMX auf 
DMX aus. Was auf ArtNet kommt, ist egal.

Das kommt vielleicht 0mal, vielleicht 10mal, vielleicht 100mal pro 
Abend. Aber ich brauche die schnelle Umschaltmöglichkeit.