Protocolo beDMX basado en Bluetooth para transmisión inalámbrica de DMX

En los sistemas de control de iluminación inalámbricos, una consola genera la señal DMX y la transmite por cable a un transmisor de radio. Este transmisor luego emite la señal a través de un canal de radio a un dispositivo receptor, que la convierte nuevamente en una señal DMX para controlar los dispositivos de iluminación, generalmente entregándola a través de una conexión por cable.

Los módulos inalámbricos permiten la transmisión de la señal DMX desde el punto "A" a múltiples puntos como "B," "C," y más allá, evitando obstáculos que hacen que la instalación de cables sea poco práctica.

Esta solución es particularmente valiosa para configuraciones de escenario dinámicas, como escenarios de teatro giratorios donde un círculo móvil gira alrededor de un eje. Se suministra energía a la sección giratoria a través de anillos de rozamiento o contactos de escobilla, pero transmitir la señal DMX a través de cables introduce complejidades adicionales.

Las redes DMX son inherentemente complejas, involucrando numerosos dispositivos que requieren una planificación cuidadosa y la instalación de líneas de cable. Estas líneas requieren una terminación adecuada, distribución de carga, y cables y conectores especializados, lo que hace que los sistemas de radio sean una opción óptima. Los transmisores de radio también agilizan el despliegue de sistemas de iluminación cuando el tendido de cables largos no es práctico.

Sin embargo, para eventos a gran escala como conciertos de artistas reconocidos, donde la sincronización precisa de la iluminación con la música, los vocales y la coreografía es esencial, la transmisión de señal por radio puede carecer de suficiente fiabilidad. Incluso interrupciones menores en la escena de iluminación pueden llevar a consecuencias significativas, haciendo que las conexiones por cable sean preferibles en tales casos.

Fundada en 1876, Ericsson inicialmente se centró en la fabricación de teléfonos de campo militares y ferroviarios, así como en la reparación de equipos de telégrafos y señales. La empresa sueca expandió sus operaciones, suministrando equipos de red a países vecinos, ciudades dentro del Imperio Ruso y mercados en el extranjero.

Los primeros años de la década de 1990 marcaron un aumento en la popularidad de los teléfonos móviles. Ericsson Mobile, un líder del mercado, buscó mejorar la funcionalidad de sus dispositivos.

El concepto de Bluetooth se originó con Nils Rydbeck, director técnico de Ericsson, quien en 1994 encargó al ingeniero Jaap Haartsen el desarrollo de una tecnología inalámbrica de corto alcance para transmitir voz y datos entre dispositivos electrónicos. Las soluciones existentes no cumplían con todos los criterios especificados, que incluían conectividad directa, transmisión simultánea de voz y datos, y bajo consumo de energía. Otras tecnologías exploradas por Haartsen también se quedaron cortas.

Un momento crucial ocurrió en la conferencia IEEE en La Haya, donde Haartsen asistió a simposios sobre comunicaciones y redes inalámbricas de PC. En 1995, se unió a él Sven Mattisson, un especialista sueco en tecnología inalámbrica.

Ese mismo año, Ericsson comenzó a desarrollar tecnología de comunicación por radio de corto alcance. Para asegurar la compatibilidad y una adopción más amplia, era necesaria la colaboración con otras empresas. En 1998, Ericsson, Intel, IBM, Nokia y Toshiba establecieron el Grupo de Interés Especial de Bluetooth (SIG) para estandarizar la tecnología.

Nokia mejoró la integración de Bluetooth con dispositivos móviles, Toshiba aseguró la compatibilidad de hardware con computadoras e IBM estandarizó los protocolos, transformando Bluetooth en una plataforma universal.

Jim Kardach de Intel sugirió nombrar la tecnología "Bluetooth", inspirado por el rey danés del siglo X Harald I Bluetooth. Así como el rey unificó diversas tribus danesas en un solo reino, la tecnología Bluetooth tenía como objetivo unir los diversos ámbitos de las PC y las comunicaciones móviles en un ecosistema inalámbrico sin fisuras. Se concibió como un puente que conecta varios protocolos de comunicación en un estándar universal, eliminando las fronteras entre dispositivos y creando un reino digital.

El rey ganó su apodo por un diente frontal oscuro—"Blåtand" en danés. Mientras que el moderno escandinavo "blå" se traduce como "azul", en tiempos vikingos significaba "negro", probablemente reflejando el color real del diente. Dadas las dificultades de navegación, guerra y saqueos durante esa era, es plausible que la salud dental vikinga fuera pobre, apoyando la noción de un diente oscurecido.

Inicialmente previsto como un nombre temporal, "Bluetooth" prevaleció cuando alternativas como "RadioWire" y "PAN" fueron rechazadas debido a su uso común en línea. El dicho de que no hay nada más permanente que una solución temporal resultó ser cierto, y la tecnología mantuvo su nombre original y significado incorporado.

El logotipo de Bluetooth, ahora un símbolo reconocido de la comunicación inalámbrica, combina dos runas escandinavas: Hagall ᚼ y Berkana ᛒ, representando las iniciales del rey Harald Bluetooth (Harald Blåtand).

El transmisor de Bluetooth para señales DMX admite tasas de transmisión de datos de hasta 3 Mbps, opera en 79 canales de radio y detecta señales en 32 canales.

La tecnología Bluetooth se basa en el espectro ensanchado por salto de frecuencia (FHSS), operando en la banda de 2.4 GHz, que se divide en múltiples sub-frecuencias. Los dispositivos Bluetooth cambian continuamente entre estas sub-frecuencias, haciendo que la señal se asemeje a ruido en un analizador de espectro.

El núcleo de la red Bluetooth es el piconet, que conecta un dispositivo maestro con hasta siete dispositivos esclavos activos. Para la transmisión inalámbrica de DMX, se requieren un mínimo de dos dispositivos: un transmisor y un receptor, organizados en una topología de estrella.

Bluetooth utiliza la banda de 2.4 GHz, segmentada en 79 sub-frecuencias, empleando un rápido cambio de frecuencias para minimizar la interferencia. Por ejemplo, un par de dispositivos podría cambiar entre las frecuencias 1, 20 y 31, mientras que otro usa 2, 38 y 49.

Cada piconet sigue una secuencia de cambio única, operando en su propia frecuencia que cambia dinámicamente, lo que reduce la superposición de señales. Esto hace que la transmisión inalámbrica de DMX a través de Bluetooth sea resistente a la interferencia, ya que cada par de dispositivos usa un patrón de cambio distinto desconocido para otros, permitiendo que múltiples grupos Bluetooth funcionen en proximidad cercana.

Los paquetes de datos se transmiten en segmentos a través de diferentes frecuencias, y solo el receptor destinado puede reensamblarlos, mejorando la seguridad contra la interceptación.

Nuestros dispositivos van más allá del salto de frecuencia básico al analizar activamente las ondas aéreas para identificar interferencias.

El protocolo beDMX incorpora Saltos de Frecuencia Adaptativos (AFH), lo que permite a los dispositivos seleccionar automáticamente canales de radio claros y evitar interferencias. Los dispositivos beDMX cambian de frecuencia aproximadamente 1000 veces por segundo. Por ejemplo, si la tercera frecuencia presenta una señal deficiente, el sistema la excluye de la secuencia de salto, cambiando a otra frecuencia para asegurar una transmisión ininterrumpida. Este proceso se aplica a cualquier frecuencia problemática.

Conocido como salto adaptativo, este mecanismo se basa en un sondeo constante del espectro. Los dispositivos beDMX evalúan la calidad de la transmisión con cada salto de frecuencia, que ocurre cada milisegundo. Simplificado, los saltos siguen una tabla de frecuencias adecuadas, con la siguiente frecuencia calculada usando el algoritmo CRC32: un valor inicial de 0xFFFFFFFF se actualiza basándose en el CRC32 previo, determinando el índice de frecuencias almacenadas. Si una frecuencia es ruidosa, el transmisor envía un SYNC_COMMAND, incluyendo el CRC actual y una lista de frecuencias "buenas", para sincronizar los receptores y confirmar su presencia. Los receptores reconocen la conexión o, después de 20 intentos sin respuesta, se consideran desconectados, excluyendo temporalmente la frecuencia problemática. El sistema posteriormente vuelve a probar estas frecuencias, actualizando la lista de canales disponibles.

Esto garantiza que los sistemas DMX inalámbricos de Sundrax, que comprenden múltiples piconets, funcionen perfectamente. Cada piconet utiliza una secuencia de cambio de frecuencia única, determinada por la dirección del transmisor (por ejemplo, 0xDBF51A0CXX para descubrimiento o 0x5C4D90FBXX para transmisión) y el número de subred, minimizando la superposición de señales. Interferir con dichos dispositivos requeriría una interferencia abrumadora en toda la banda de 2.4 GHz. Las interrupciones localizadas, como Wi-Fi u otros dispositivos, no pueden interrumpir la transmisión, ya que beDMX cambia instantáneamente a una frecuencia libre

Los dispositivos activos mantienen una comunicación bidireccional continua, intercambiando datos de servicio en cada salto. El transmisor envía paquetes SYNC para verificar los receptores, que responden alineando sus temporizadores con su ritmo. Esta sincronización permite respuestas rápidas a los cambios en las ondas del aire. Por ejemplo, si un receptor no responde, el transmisor actualiza el estado de la red mediante la solicitud BT2_PROT_REQ_STATE, proporcionando al controlador central datos en tiempo real sobre el buffer y la conexión del dispositivo. A diferencia de las soluciones de baja calidad y frecuencia fija, beDMX ofrece alta confiabilidad y resistencia a interferencias a través de la adaptación dinámica y la gestión inteligente de frecuencias

Nuestras soluciones de control de iluminación DMX inalámbrico están construidas sobre la tecnología Bluetooth, utilizando el protocolo HCI de nivel inferior, adaptado para la transmisión de datos en tiempo real de manera fiable. Este enfoque, implementado a través de una interfaz de comunicación estándar con el controlador Bluetooth (UART, 921600 baud), garantiza un funcionamiento consistente y preciso en la banda de 2.4 GHz.

Con una amplia experiencia en Bluetooth que data de los primeros chips de Ericsson, entendemos que "más" no siempre significa "mejor" 

Por ejemplo, algunos sistemas DMX inalámbricos de fabricantes pueden usar:

• 81 frecuencias en lugar de 79 para evitar interferencias, pero superar el rango estándar de 2400–2483.5 MHz puede llevar a conflictos con otros dispositivos. En contraste, beDMX emplea AFH, analizando el espectro con comandos como SYNC_COMMAND y excluyendo los canales ruidosos de su tabla de buenas frecuencias, asegurando compatibilidad con Wi-Fi y otros dispositivos de 2.4 GHz sin expansión de espectro innecesaria.
• Tanto las bandas de 2.4 como de 2.5 GHz en lugar de adherirse estrictamente a 2.4 GHz, a menudo indicando una pobre supresión de interferencias. Extenderse más allá de 2483.5 MHz reduce el alcance debido a un aumento en la atenuación de señal. beDMX opera únicamente en la banda de 2.4 GHz, alcanzando hasta 1500 metros con antenas direccionales a través de una estricta adhesión al estándar Bluetooth y salto inteligente mediante cálculos CRC32, asegurando un rendimiento ininterrumpido y predecible incluso bajo cargas pesadas de RF.

Dispositivos como RadioGate Arma mejoran aún más la fiabilidad con comunicación bidireccional: transmisores y receptores intercambian datos de servicio cada milisegundo, sincronizando temporizadores y monitoreando el estado de la red.

Aunque a menudo se asocia con aplicaciones de corto alcance, Bluetooth puede conectar dispositivos a distancias significativas, dependiendo de la clase de potencia del transmisor:

Clase 3: Menos de 5 metros (p. ej., electrónica vestible)

Clase 2: 10-20 metros (p. ej., dispositivos móviles)

Clase 1: 100-200 metros (p. ej., dispositivos de transmisión DMX)

El alcance disminuye con obstáculos como decorados, paredes o árboles, y la reflexión de la señal desde edificios lo reduce aún más

En entornos de espectáculos con paredes, divisiones y numerosos dispositivos, las condiciones ideales de transmisión son raras. Por lo tanto, planificar un sistema de DMX inalámbrico requiere equipos con suficientes reservas de alcance para tener en cuenta estos factores

Los dispositivos Sundrax ofrecen flexibilidad de rango con antenas RP-SMA desmontables. Las antenas estándar de látigo omnidireccional proporcionan una cobertura confiable de hasta 200 metros, adecuadas para áreas de tamaño medio sin componentes adicionales.

Para distancias mayores, estas pueden ser reemplazadas por antenas de panel (hasta 1.5-2 km) o antenas Yagi altamente direccionales (potencialmente hasta 5 km en condiciones ideales). beDMX mejora el rango a través de la sincronización bidireccional, con transmisores y receptores intercambiando datos de servicio cada milisegundo para mantener la estabilidad incluso a distancias extremas. Las antenas direccionales están disponibles por pedido, permitiendo la optimización del sistema para cualquier aplicación.

Los dispositivos estándar de un solo canal transmiten señales DMX de manera unidireccional desde el transmisor al receptor. Sin embargo, nuestros transceptores pueden operar tanto en modos de transmisión como de recepción, conmutables mediante botones en las carcasas de los dispositivos.

Por ejemplo, un sistema con un transmisor y tres receptores puede usar un conjunto de cuatro dispositivos: uno como transmisor y tres como receptores, o dos pares de transmisor-receptor separados.

Esta flexibilidad simplifica la configuración, especialmente para aplicaciones de alquiler donde las configuraciones varían entre eventos. Con los dispositivos de Sundrax, los usuarios pueden desempaquetarlos y configurarlos en cualquier disposición requerida, y los dispositivos identifican automáticamente las frecuencias óptimas.

El emparejamiento de dispositivos se gestiona a través de botones en las carcasas. El dispositivo maestro (transmisor) entra en modo de búsqueda, emitiendo una señal en la subred 0xFF para detectar todos los receptores. Los receptores en modo de EMPAREJAMIENTO parpadean sus indicadores y transmiten sus detalles de ID, tipo y función. Tras la confirmación del usuario, los esclavos seleccionados se unen al maestro, formando un grupo en la subred designada.

Algunos receptores, que no transmiten datos activamente, permanecen dentro del alcance del maestro y reciben periódicamente paquetes SYNC_COMMAND para sincronizar sus temporizadores con el transmisor. Esto permite una activación rápida cuando sea necesario, manteniendo la conectividad de la red incluso en modo de espera.

Un solo maestro puede conectarse a 64 receptores esclavos, con el grupo persistiendo a lo largo de las sesiones. Los dispositivos intercambian una tabla de buenas frecuencias a través de SYNC_COMMAND, excluyendo los canales ruidosos. Cada grupo utiliza una secuencia de salto única, calculada por CRC32, en su subred, permitiendo que múltiples grupos coexistan sin interferencias. La división de frecuencia-tiempo se mantiene mediante un cambio de frecuencia a nivel de milisegundos, sincronizado por el maestro.

Cada dispositivo cuenta con indicadores de estado de conexión, aprovechando el protocolo RDM para mostrar dispositivos conectados y su cantidad. El maestro recibe datos de estado de los esclavos (incluyendo RSSI), permitiendo una monitorización visual de la calidad de la comunicación. Los indicadores LED proporcionan retroalimentación completa: la luz intermitente de un receptor confirma la conectividad, con indicación disponible en ambos modos de operación, simplificando el despliegue, la configuración y el mantenimiento.

RadioGate: Transceptores DMX inalámbricos con tecnología beDMX en Bluetooth, garantizando transmisión de señal confiable. El modelo Arma, diseñado para uso en exteriores y áreas abiertas, presenta una carcasa metálica impermeable (IP65), la más compacta en su clase, a diferencia de los diseños de plástico más voluminosos de los competidores. El modelo Solid es adecuado para montaje en superficies interiores.

RadioGate Plus: Dispositivos híbridos en carcasas Arma y Solid, integrando conversión de Art-Net/sACN a DMX, división/refuerzo de DMX y transmisión inalámbrica beDMX. Esto minimiza las necesidades de equipamiento en configuraciones de iluminación complejas, al soportar protocolos tanto cableados como inalámbricos.

LEDGate Wireless: Drivers inalámbricos para un control avanzado de LEDs PWM, ofreciendo atenuación sin parpadeo y protección contra cortocircuitos. Disponible en carcasa Compacta o como placa para integración flexible.

A diferencia del versátil estándar Bluetooth, beDMX es un protocolo especializado y patentado de Sundrax, optimizado para la transmisión inalámbrica de DMX en condiciones exigentes. Transmite datos en buffers de 64 bytes, ideal para el universo de DMX de 512 bytes (dividido en ocho buffers).

beDMX aprovecha las capacidades de alta velocidad y resistencia a interferencias de Bluetooth 5.0, aumentadas por características únicas. La Conmutación de Frecuencia Adaptativa (AFH) con secuencias calculadas por CRC32 y sincronización en milisegundos asegura adaptación instantánea a las interferencias. El soporte bidireccional RDM facilita tanto la transmisión de datos como la gestión de dispositivos.

Reconocemos la iluminación como una herramienta vital, expresiva y cautivadora para los diseñadores. Desde acogedoras exhibiciones urbanas de vacaciones hasta festivales de música masivos, producciones teatrales e iluminación arquitectónica, beDMX empodera a los creadores para realizar visiones audaces sin restricciones. Con nuestro equipo, la luz brilla en todos los colores y matices, dondequiera que estés.