Fényvezérlő fejlesztés - 1. rész

Egy fényvezérlő pult működés közben egy komplett rendszernek csak egy része - jóllehet meglehetősen fontos része -, azonban a rendszer bármilyen hibája alapos vizsgálat vagy szaktudás nélkül könnyen ráfogható a vezérlőre. Olyasmit képzelek el, amikor egy irodai számítógép használata közben fellépő hiba azonnal az operációs rendszer édesanyjának (apjának) az emlegetésébe megy át, miközben csak egy épp elindított program hibája miatt történik minden.

Meg kell mondjam, hogy fejlesztőként nagyon gyakran találkozok ilyen hibás feltételezésekkel. Természetesen olyanokkal is, amelyek fejlesztői hibák. Saját hibáinkat a lehető leggyorsabb ütemben próbáljuk felfedni, javítani, és a technológiának köszönhetően (USB-s frissítési lehetőség) megszüntetni.

Nagy vonalakban arról szeretnék írni, hogyan történik egy vezérlő fejlesztése a gondolat megszületésétől az első széria legyártásáig, láthatóvá téve mennyi idő, pénz, energia, és munka van benne.

Az első fényvezérlőnket a saját igényeink hívták életre. Sokfajta fényberendezés elektronikáit készítettük, és fejlesztettük, adta magát az ötlet, legyen hozzá saját vezérlőnk. Akkoriban nagyon kevés információ állt a rendelkezésünkre, tulajdon képpen egy DMX-512 szabvány könyvön kívül semmi irodalom - az internet épp kezdett megjelenni, volt egy ismerősünk, aki akkor már látott betárcsázós modemes netet! -. Visszajelzéseink nem lehettek saját felhasználóktól, lévén ez az első pultunk. Mások TAS Miniultra és SGM Pilot 16 vezérlőket használtak.


Külső tervezés

Összegyűjtöttük a szükséges funkciókat. Abból indultunk ki, hogy többféle DMX-es készülék létezik, melyek sok jellemzője különbözik egymástól (csatorna szám, csatorna felosztás, más-más értéken jön elő a piros szín, stb.), tehát konfigurálhatónak kell lennie. A konfigurálhatóság egyben több beállítási lehetőséget jelent, azaz bonyolultabb lesz a készülék. Kijelző beépítése emiatt elmaradhatatlan. Szétnéztünk milyen kijelzők kaphatók. ekkor kaptuk az első felhasználói reagálást: mindenképp kell, hogy legyen háttér világítása! Ez ugyan jóval drágább volt, de mint később bebizonyosodott valóban szükséges. Kiindulási alapot jelentett a vezérlő szélessége, szabványos 19"-os legyen. Az előlapon egy gombot, és egy potmétert egymás alá helyezve a magasság is adott lett. Miközben lázasan keresgéltünk potméterek, kapcsolók között a piacon, akkor még külső grafikust bevonva készült az előlapi látványterv.
Ki kellett találni egy nevet a vezérlőnek. Mivel mindenki inkább műszaki szakember volt a csapatban, nem kis fejtörést okozott a dolog. Cégünk vezetője a magyar-angol szótár fölött töltötte napjait, azt kiolvasva olyan frappáns angol szót keresett, mely jó hangzású, illik egy vezérlőre, és a jelentése is megfelelő. Így lett az azóta is használt elnevezés: CEREBELLUM. Ennek angol, és latin jelentése is kisagy, mellyel egy okos, intelligens készülékre szerettünk volna utalni. Magyarországon elterjedt név lett, még becézni is kezdték: Cerka. Európa szerte partnereinknek azonban szinte nyelvtörést okoz kimondani.

Belső tervezés

A készülék belsejének megtervezése az 'agyát' jelentő mikrovezérlő kiválasztásával kezdődött. A Microchip PIC mikrovezérlőivel dolgoztunk előtte, az akkor még igencsak borsos árú fejlesztő eszközökkel, így ez a márka nem is volt kérdéses. Nagyobb gondba ütköztünk akkor, amikor egyeztetni akartuk az általunk elképzelt funkciók megvalósításához szükséges erőforrás igényt az akkor kapható mikrovezérlők tudásával. Viszonylag nagyszámú kapcsoló, led, potméter, LCD kijelző vezérlését kellett megoldani, közben DMX jelet adni, fényprogramot futtatni, és kiszámolni minden szükséges adatot.

Itt jegyezném meg, hogy bár más hasonló termékeket megnéztünk, tanulmányoztunk, mindig is fontosnak tartottuk a saját egyéni ötletek megvalósulását. Ha valaki mondjuk autógyártásra adja a fejét, nem kell újra feltalálnia a kereket, de nem árt, ha újszerű ötletei vannak, amitől aztán az igazán eladhatóvá válik. Ilyen ötletünk volt a nyomógombok ledjeinek a fél fényerő funkciója: Ha egy adott menüben/beállításban egy nyomógombnak nincs szerepe, akkor annak ledje nem világít, ha van, akkor ledje kis fényerővel látható.

A megvalósíthatóság érdekében végül is két mikrovezérlő alkalmazása mellett döntöttünk. Egy kisebb kezeli közvetlenül a nyomógombokat, ledeket, a nagyobb az összes feladatot. Természetesen új elemként jött be a mikrovezérlők közötti kommunikáció megvalósítása is. Minőségi termék előállításának szándékával a választás ITT gyártmányú német nyomógombra, francia RADIOHM toló potméterre, svájci NEUTRIK XLR csatlakozóra esett. A 10 évvel ezelőtti gazdasági/piaci helyzetre jellemzővolt, hogy akkor még az igények határozták meg a felhasznált alkatrészeket. A távtartók a legideálisabb 8,3mm-es magassággal, rézből kerültek megrendelésre. Ma tökéletesen megfelel a 10mm-es, katalógusból kinézett szabványos műanyag távtartó is.

Ahhoz, hogy az előlapon minden a megfelelő magasságba legyen, nem lehetett egy nyák lemezzel megvalósítani. A rengeteg alkatrész miatt nem is volt elég hely, így emeletes megoldást alakítottunk ki. Az SMD technológia is még gyerekcipőben járt, memóriák, mikrovezérlők DIP tokozásban voltak elérhetők.

Ahhoz, hogy a vezérlő megőrizzen beállításokat, tárolja a felhasználó által írt programokat, EEPROM-okat kellett használnunk. Közéjük, és a mikrovezérlő közé pedig az adatkezelés megkönnyítése érdekében RAM-ot. Az akkor elérhető viszonylag gyors hozzáférésű EEPROM-ok kapacitása fél megabit volt, ebből négyet is terveztünk a nyákra, hogy biztosan elegendő legyen. Ez önmagában elfoglalt majd 100 négyzetcentimétert.

Megvalósítás – Hardver

A minta alkatrészek beszerzése után kezdődhetett a nyáktervezés. A nyáktervező kolléga néhány napján kívül néhány éjszakája is ráment, mire megszületett az alkotás.
Közben a fém doboz tervezése is elkezdődött. A doboz 'L' alakú kialakítása egyrészt a kényszer szüleménye. Első szempont volt, hogy mind rack-be szerelve, mind önállóan az asztalra helyezve is használható legyen. Kell hogy legyen egy kis dőlése az előlapnak, ugyanakkor nem állhat lefele csatlakozó, mert akkor nem lehet letenni. Az akkori ötlet kiállta az idő próbáját, azóta is ugyanebben a formában készülnek az újabb változatok. A kezdők buzgalmával és a minél használhatóbb termék létrehozásának a vágyával magyarázható, hogy az első mintákra még két XLR csatlakozónak készült hely. Az volt az elképzelésünk, hogy két 3 pólusú DMX aljzatot szerelünk fel, egy papát, és egy mamát. Így a kedves felhasználó a kábel bármelyik végével elindulhatott a lámpák irányába. Ma már mi is csak mosolygunk, ha ez az eszünkbe jut. A Diszkrónika magazin által meghirdetett vezérlőtesztre neveztük be az addigra kész vezérlőt, ott egy golyóstoll segítségével - azt a papa csatlakozó érintkezői közé nyomva - bemutatták hogyan lehet könnyedén rövidre zárni a DMX vonalat.

A szoftver fejlesztés kulisszatitkaival folytatjuk…

A szerző bemutatkozása:

Nyári József vagyok a DEZELECTRIC Kft. által gyártott fényvezérlők, és egyéb fénytechnikai eszközök egyik fejlesztője. Örömmel kaptam az alkalmon, amikor értesítést kaptam az XLR.hu indulásáról. Megismerve az oldal célkitűzéseit, beszélve a szerkesztő csapat néhány tagjával tudtam, hogy ez az a fórum, ahol megoszthatom tapasztalataimat, élményeimet a fénytechnika világában forgó emberekkel, remélve, hogy segíthetem munkájukat, és nem utolsó sorban visszacsatolást is kaphatok, kaphatunk az általunk elvégzettekről.