作成の歴史 PowerGate – DMX 512 電力線経由 110\220

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PowerGate Solid in a robust aluminum housing, designed for reliable DMX512 transmission over powerlines indoors

目次

2010年、ドバイのクライアントが弊社に大広間の再構築を依頼しました。この広間は非常に貴重な大理石で作られた広大な大理石の床を特徴としていました。設計段階で、標準的な白い照明器具が床に組み込まれていました。完成後、クライアントにプロジェクトを提示したところ、統合システムで制御されるカラーの照明器具を好むことが明らかにされました。床に設置されたのは電力線のみで、制御用ケーブルはインストールされておらず、ケーブルチャンネルはすでに封鎖されていました。非常に高価な大理石の床を撤去することは高コストのため実行可能なオプションではありませんでした。弊社は、250 Vの電力線を介して最大4つのDMX512ユニバースを伝送することが可能なデバイスを開発することを提案しました。この製品は非常に短期間で設計され、納品され、この問題を見事に解決し、クライアントを満足させました。

IP65-rated PowerGate Arma, built for outdoor DMX512 transmission in extreme temperatures

電力線によるDMX512伝送の動作原理

PowerGateデバイスは、DMX512送信のために適合されたHomePlug 1.0技術を用いて設計されました。HomePlugは、既存の電力配線を介してデータを送信する電力線通信(PLC)技術です。これは、2000年に設立されたHomePlug Powerline Allianceの下で、2000年代初頭に開発されました。2001年にリリースされた初期のHomePlug 1.0標準は、最大14 Mbpsのデータ転送速度をサポートしました。2005年に、マルチメディアアプリケーション用に最大200 Mbpsの速度を提供するHomePlug AVが導入されました。2010年には、最大1 Gbpsの速度とMIMOサポートを備えたHomePlug AV2が登場しました。アライアンスは2022年に活動を停止しましたが、HomePlugデバイスは使用されています。

HomePlug技術は、標準の電力配線(220/110 V)をデジタルデータ送信の媒体として活用し、追加の制御ケーブルの必要性を排除します。HomePlugアダプターが電力ネットワークに接続されると、複数の機能を実行します。それは、デジタル信号(例:ルーターから)を受信し、それを電力網に対応した高周波変調信号に変換します。この変調は直交周波数分割多重(OFDM)を使用し、データが複数の狭いサブキャリア周波数に分割され並列で送信されます。この方法は、電気的ノイズや電磁干渉にもかかわらず、信号伝送の信頼性を確保します。

Illustration of HomePlug technology enabling DMX512 transmission over powerlines in PowerGate systems

変調信号は、電力供給に使用されるのと同じ電気配線を通って伝送されます。同じネットワーク内の別のコンセントに接続された別のHomePlugアダプタが信号を受信し、復号して、元のデジタルデータを抽出して出力します。セキュリティを確保するために、アダプタはエンドツーエンドのAES-128暗号化を使用しており、データの傍受を防ぎます。各アダプターセットにはユニークな識別子が割り当てられています。

システムのパフォーマンスは電気配線の品質に依存します。充電器や電源装置などの機器からの干渉、または多相システムでの異なる電気位相の使用は、信号伝送を妨げる可能性があります。

PowerGateデバイスの動作原理

HomePlugは、専用の制御配線を必要とせずに、任意の電源コンセントを潜在的なデータ源に変換します。PowerGateデバイスでは、この技術がDMX512伝送に最適化されており、わずかな遅延でも照明装置の同期を乱す可能性があります。これを防ぐために、PowerGateは追加の同期システムを組み込んでいます。

PowerGate powering DMX512 lighting in an architectural monument where new cabling is impossible

電力線を介したトランシーバーDMX

PowerGateデバイスはDMX512トランシーバー、舞台照明、保護システム、およびパワーモジュールに最適化された修正HomePlug技術に基づく特殊なPLCモデムを含みます。

PowerGateは2つのバリエーションで提供されます: 室内仕様のSolidシリーズと屋外用途向けのArmaシリーズです。

どちらも1または4つのDMX512ユニバースをサポートする構成で提供されます。

PowerGate Solidシリーズ

は室内環境向けに設計されていますが、保護された屋外エリア-5°Cから85°C (23°Fから185°F)までの温度で動作可能です。デバイスは厚さ最大3mmの頑丈な鋳造アルミニウム合金ハウジングで覆われており、動作中の耐久性を確保しています。特殊な冷却システムが(ほこりや異物の侵入を防ぐための)通気開口部のないハウジングに熱を拡散し、信頼性を大幅に向上させます。

このデバイスは最大305Vで動作する内蔵電源を備え、全ポートに対して完全なガルバニック絶縁を提供します。これにより、DMX512コントロールラインに位相電圧が現れた場合でもデバイスを保護し、多様な機器とのポート互換性を向上させます。

PowerGate Armaシリーズ

は遮蔽なしで年間を通じて屋外使用が可能で、IP65の防護等級を誇り、-40°Cから+85°C (-40°Fから185°F)の産業温度範囲内で動作し、全世界での展開を可能にします。電源ラインと制御ラインは、IP67の防護等級を持つニッケルメッキ金属製ケーブルグランドを介して接続されます。

ネットワークインフラストラクチャ

PowerGateデバイスは柔軟な構成をサポートしており、1送信機対1受信機モードまたは1送信機対最大256受信機モードで動作します。このようなグループを最大256個作成でき、事実上無制限のネットワーク設定を可能にします

アプリケーション

PowerGateは、無線ベースのDMX512送信が禁止されているまたは現実的でないシナリオのための重要なソリューションとして開発されました

以下は主なユースケースです
建築および歴史的施設:

PowerGateは、建築記念物、寺院、大聖堂、堤防で広く使用されており、そこでは数十年前に電力ケーブルが設置されていて、制御ラインの追加がもはや不可能です。また、建設時に制御ケーブルが省略された新しい建築物にも使用されています。PowerGateは、特に地中照明器具の制御に人気があります。

劇場用途:

歴史的な劇場では、PowerGateはディマーから講堂への制御信号の送信を容易にします。これらの会場は、しばしば古いディマーベースの照明制御システムに結びつけられた広範な電力線を持っていますが、新しい制御ケーブルの敷設は不可能であるか、非常に手間のかかる作業となります。

無線代替:

PowerGateは、無線使用が制限されている環境での無線ベースのソリューションの代替手段として機能します。大規模な会場では、無線スペクトルの混雑が増加しているか、特に著名な人物が参加するイベント中に妨害システムを使用することが多くなっています。無線送信が禁止されている国では、PowerGateは制御信号を届けるための唯一の実行可能な方法を提供します。

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