Minilumax Light Interface

USB Laser Ausgabekarte mit ILDA-kompatiblem Ausgang und DMX512 Schnittstelle

Abbildung ähnlich

Produktbeschreibung

Minilumax ist eine Laser-Ausgabekarte, mit deren Hilfe Windows-basierte Lasershowsoftware ILDA-kompatible Laserprojektoren über den USB-Port ansteuern kann. Es handelt sich um einen schnellen Digital-Analog-Wandler (englisch Digital-Analog-Converter, kurz DAC), der die Kommandos der Lasershowsoftware in analoge Spannungen zur Steuerung von Ablenkspiegeln (Laserscanner, Galvanometer) und zur Helligkeitsmodulation der Laser umsetzt. Die Karte kann je nach Modell bis zu 6 Farbkanäle (rot, grün und blau, gelb, cyan, Intensity) ansteuern und ist somit ideal für den Betrieb von DPSS-Weisslichtprojektoren geeignet. Natürlich können auch ein- oder zweifarbige Laserprojektoren angeschlossen werden; die ungenutzen Farbkanäle bleiben in diesem Fall unbeschaltet.

Die Karte verfügt über einen eigenen Speicher für die Punktinformationen der Laserframes. Dadurch ist die erzielbare Punktrate (Points Per Second, PPS) unabhängig von der Leistungsfähigkeit des ansteuernden Rechners. Im Gegensatz zu beispielsweise Parallelports-DAC's ist auf diese Weise auch eine unterbrechungsfreie und zeitstabile Laserausgabe gewährleistet. Wurde ein Laserframe komplett ausgegeben und ein neuer Frame noch nicht an den Wandler geschickt, so wird der letzte Frame einfach wiederholt, anstatt dass die Laserausgabe bis zum Empfang neuer Daten abgeschaltet wird. Die Wiedergabe erscheint somit heller.

Die sehr kleine Bauform und die Stromversorgung über USB sorgen für ein unkompliziertes Handling ohne Kabelsalat und zusätzliches Netzteil.

Neben dem ILDA-Anschluss für den Laserprojektor stehen auch noch 8 TTL-kompatible Schaltausgänge und ein DMX512 Ein- und Ausgang zum Anschluss weiterer Peripherie (Dimmerpacks, Scanner, Lichtmischpulte, Motorleinwände etc.) zur Verfügung. Die Treiberelektronik für die DMX512 Schnittstelle (ohne galvanische Trennung!) ist bereits auf der Platine integriert, es müssen nur noch die entsprechenden Steckverbinder angeschlossen werden.

Eigenschaften im Überblick

2 Ausgangskanäle für X- und Y-Koordinate mit einer Auflösung von 12 Bit (d.h. 4096 verschiedene Koordinatenpunkte pro Achse)
3 Ausgangskanäle für die Farbinformation rot/grün/blau mit einer Auflösung von 8 Bit (d.h. 256 verschiedene Helligkeitsstufen pro Farbe, insgesamt 16 Million verschiedene Farbkombinationen möglich)
Je nach Modell Ausgangskanäle für Intensity, gelb und cyan
Ausgabegeschwindigkeit von bis zu 70000 PPS (Points Per Second)
Maximale Framegröße bis zu 36000 Punkte
Double-Buffer-Technik sorgt für nahtlose Showwiedergabe
Kompakte Platine: 80mm x 60mm
Anschluss kompatibel mit USB1.1 und USB2.0
Stromversorgung über USB-Port
DMX512 Ausgang zur Steuerung von unterschiedlichstem Lichtequipment
DMX512 Eingang zum Anschluss von Lichtpulten
8 TTL-kompatible Schaltausgänge
Simultaner Betrieb mehrerer Ausgabekarten für Multiprojektor-Shows möglich, auch in Verbindung mit DA-Wandlern anderer Hersteller (sofern diese eigene USB-VIDs und PIDs verwenden)
Firmware-Update per USB
Karte kann als Kopierschutzdongle mit 128 Bit XTEA Verschlüsselung zum Schutz eigener Programme genutzt werden
Einfache Integration in eigene Programme mittels API
Kompatibel zu Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, Windows 7 (auch 64 Bit Versionen). Ein Linux Treiber ist auf Anfrage erhältlich.

Derzeit (Stand Mai 2009) wird die Karte von den Programmen HE-Laserscan IV, Medialas Mamba v1.9, LDS 2009, Spaghetti und PC Dimmer 2008 unterstützt. Aufgrund häufiger Updates der Lasershowprogramme empfehlt es sich, die Kompatibilität der verwendeten Programmversion beim Softwarehersteller zu erfragen.
Für Programmierer: API-Dokumentation zum Ansprechen der Karte in eigenen Programmen

Modellvarianten

	Minilumax Classic Standard bis Juni 2008	Minilumax 3+1 Standard ab Juli 2008	Minilumax 5+1 auf Anfrage	Kompatible Karten von Fremdanbietern
Farbkanäle rot/grün/blau	ja	ja	ja	ja
Farbkanal Intensity	nein	ja	ja	ja
Farbkanäle gelb/cyan	nein	nein	ja	nein
Dongle-Funktion mit 128 Bit XTEA Verschlüsselung	nein	ja	ja	nein
Erweiterte DMX512 Funktionen	nein	ja	ja	nein
Frame Processing (softwarebasierte Korrekturfunktionen, siehe Dokumentation)	ja	ja	ja	nein
Linux Treiber	ja	ja	ja	nein

Auf Minilumax basierende Ausgabekarten von Fremdanbietern können im Funktionsumfang abweichen; in der Regel sind sie vergleichbar mit Minilumax Classic, verfügen aber nicht über das Frame Processing, wie in der Dokumentation des Testprogramms beschrieben. Genauere Angaben bitte der Beschreibung des jeweiligen Anbieters entnehmen.

Die maximale Ausgabegeschwindigkeit hängt von der Anzahl der genutzten Farbkanäle ab:
70kpps bei 3 Farbkanälen
65kpps bei 3+1 Farbkanälen
45kpps bei 5+1 Farbkanälen
Bei Modellen mit mehr als 3 Farbkanälen kann die Anzahl der zu nutzenden Kanäle konfiguriert werden, d.h. auch die 5+1 Karte kann für eine höhere Ausgabegeschwindigkeit im 3-Kanal Modus betrieben werden.

Erweiterte DMX512 Funktionen

Normalerweise werden sowohl die analogen ILDA-Ausgangssignale, als auch die TTL-Ausgänge durch die Lasershowsoftware kontrolliert.
Mit Hilfe der erweiterten DMX512 Funktionalität ist es jedoch auch möglich, sowohl die TTL-Ausgänge als auch die ILDA-Signale per DMX512 anzusteuern. Dabei ist wählbar, ob als DMX512 Signalquelle der DMX-Ausgang der Karte (also das von der Lasershowsoftware stammende DMX-Signal) oder der DMX-Eingang (also das von einer externen DMX-Quelle wie einem Lichtpult stammende Signal) verwendet werden soll.
In einer weiteren Betriebsart können die 8 TTL-Ausgänge ein pulsweitenmoduliertes (PWM) Signal liefern. So lässt sich z.B. ein 8-Kanal LED-Dimmer realisieren. Die Karte fungiert in dieser Betriebsart als DMX-PWM Umsetzer. Durch die hohe Prozessorlast bei der Erzeugung des PWM Signals ist in dieser Betriebsart keine Ausgabe von Laserframes möglich. Die ILDA-Signale lassen sich nur noch vergleichsweise langsam per DMX512 kontrollieren.
Ferner ist die Minilumax Karte in der Lage, die ersten 256 Kanäle eines DMX-Frames zu speichern, und beim Anlegen der Betriebsspannung als statische Szene auszugeben.

Achtung: Da es sich bei der DMX512 Schnittstelle um eine sehr langsame Datenübertragung handelt, wird es bei der Ansteuerung der ILDA-Signale per DMX zu stehenden und damit besonders gefährlichen Strahlen kommen. Diese Betriebsart sollte also nicht zur Ansteuerung von Laserprojektoren verwendet werden. Es können stattdessen aber z.B. analoge Dimmer mit den ILDA-Ausgangssignalen angesteuert werden.

Benutzungshinweise

Die Platine ist mit empfindlichen Bauteilen bestückt, die bei Berührung durch elektrostatische Entladung zerstört werden können. Die Platine nur an den Rändern oder Steckverbindern anfassen! Es empfielt sich, die Karte in ein abgeschirmtes Gehäuse einzubauen.
Da die Stromversorgung per USB erfolgt, sollten nur hochwertige, möglichst kurze USB-Kabel verwendet werden. Von der Nutzung zwischengeschalteter Verlängerungskabel wird dringend abgeraten!
Der Betrieb an USB-Hubs ist möglich, allerdings dürfen ausschließlich aktive Hubs mit eigener Stromversorgung verwendet werden.
Der Laserprojektor sollte erst dann eingeschaltet werden, wenn der PC komplett hochgefahren wurde und der Minilumax DAC betriebsbereit ist (dauerhaftes Leuchten der grünen LED). Während des Einschaltens und auch während des Startvorgangs von Windows kann es zu einer undefinierten Ausgabe auf den Anschlüssen der Karte kommen!
Minilumax wird vorabgeglichen ausgeliefert. Das Potenziometer auf der Platine darf nicht verstellt werden!

Anschlüsse

Alle Ausgänge des Minilumax Interface (ILDA analog, 5V Shutter und TTL) sollten mit nicht mehr als je 1mA Strom belastet werden. Die Eingänge im Laserprojektor sollten also hochohmig (im Bereich 10kOhm bis 100kOhm) sein. Andernfalls kann es zu einem Spannungseinbruch der Ausgangssignale (führt zu geringerer Helligkeit analog modulierter Laser) oder sogar zu einer Beschädigung der Minilumax-Karte oder des PC's kommen. Die Ausgänge sollten niemals kurzgeschlossen werden!

Pinbelegung der 25-poligen ILDA-Buchse

Pin 1	Positives Signal X-Achse. In Ruhestellung (Ablenkspiegel in Mittelposition) liegen an diesem Pin 0V gegen Masse an; bei maximalem Rechtsausschlag +5V; bei maximalem Linksausschlag -5V.
Pin 14	Negatives Signal X-Achse. In Ruhestellung (Ablenkspiegel in Mittelposition) liegen an diesem Pin 0V gegen Masse an; bei maximalem Rechtsausschlag -5V; bei maximalem Linksausschlag +5V.
Pin 2	Positives Signal Y-Achse. In Ruhestellung (Ablenkspiegel in Mittelposition) liegen an diesem Pin 0V gegen Masse an; bei maximalem Ausschlag nach oben +5V; bei maximalem Ausschlag nach unten -5V.
Pin 15	Negatives Signal Y-Achse. In Ruhestellung (Ablenkspiegel in Mittelposition) liegen an diesem Pin 0V gegen Masse an; bei maximalem Ausschlag nach oben -5V; bei maximalem Ausschlag nach unten +5V.
Pin 3	Positives Helligkeitssignal für Intensity-Kanal. Wenn dieser Farbkanal aus sein soll, liegen 0V gegen Masse an diesem Pin; bei voller Helligkeit liegen +2.5V an diesem Pin (bei manchen Bestückungsvarianten).
Pin 16	Negatives Helligkeitssignal für Intensity-Kanal. Wenn dieser Farbkanal aus sein soll, liegen 0V gegen Masse an diesem Pin; bei voller Helligkeit liegen -2.5V an diesem Pin (bei manchen Bestückungsvarianten).
Pin 5	Positives Helligkeitssignal für roten Farbkanal. Wenn dieser Farbkanal aus sein soll, liegen 0V gegen Masse an diesem Pin; bei voller Helligkeit liegen +2.5V an diesem Pin.
Pin 18	Negatives Helligkeitssignal für roten Farbkanal. Wenn dieser Farbkanal aus sein soll, liegen 0V gegen Masse an diesem Pin; bei voller Helligkeit liegen -2.5V an diesem Pin.
Pin 6	Positives Helligkeitssignal für grünen Farbkanal. Wenn dieser Farbkanal aus sein soll, liegen 0V gegen Masse an diesem Pin; bei voller Helligkeit liegen +2.5V an diesem Pin.
Pin 19	Negatives Helligkeitssignal für grünen Farbkanal. Wenn dieser Farbkanal aus sein soll, liegen 0V gegen Masse an diesem Pin; bei voller Helligkeit liegen -2.5V an diesem Pin.
Pin 7	Positives Helligkeitssignal für blauen Farbkanal. Wenn dieser Farbkanal aus sein soll, liegen 0V gegen Masse an diesem Pin; bei voller Helligkeit liegen +2.5V an diesem Pin.
Pin 20	Negatives Helligkeitssignal für blauen Farbkanal. Wenn dieser Farbkanal aus sein soll, liegen 0V gegen Masse an diesem Pin; bei voller Helligkeit liegen -2.5V an diesem Pin.
Pin 9	Positives Helligkeitssignal für yellow (user defined 2) Farbkanal. Wenn dieser Farbkanal aus sein soll, liegen 0V gegen Masse an diesem Pin; bei voller Helligkeit liegen +2.5V an diesem Pin (bei manchen Bestückungsvarianten).
Pin 22	Negatives Helligkeitssignal für yellow (user defined 2) Farbkanal. Wenn dieser Farbkanal aus sein soll, liegen 0V gegen Masse an diesem Pin; bei voller Helligkeit liegen -2.5V an diesem Pin (bei manchen Bestückungsvarianten).
Pin 10	Positives Helligkeitssignal für cyan (user defined 3) Farbkanal. Wenn dieser Farbkanal aus sein soll, liegen 0V gegen Masse an diesem Pin; bei voller Helligkeit liegen +2.5V an diesem Pin (bei manchen Bestückungsvarianten).
Pin 23	Negatives Helligkeitssignal für cyan (user defined 3) Farbkanal. Wenn dieser Farbkanal aus sein soll, liegen 0V gegen Masse an diesem Pin; bei voller Helligkeit liegen -2.5V an diesem Pin (bei manchen Bestückungsvarianten).
Pins 4 und 17	Interlock. Diese beiden Pins sind auf der Ausgabekarte miteinander verbunden. Durch diese Schleife kann der Projektor erkennen, ob eine Ausgabehardware angeschlossen ist. Wenn nicht, sollte der Projektor keine Laserstrahlung abgeben.
Pin 13	Shuttersignal. Sobald der Minilumax DAC mit Strom versorgt wird (grüne LED leuchtet), liegen an diesem Pin +5V an. Das Signal kann verwendet werden, um im Laserprojektor einen Sicherheitsverschluss (Shutter) zu schließen, sobald an diesem Pin keine Spannung mehr anliegt. Dadurch kann bei abgeschaltenem Steuerrechner keine Laserstrahlung austreten.
Pin 10	DMX512 Eingang; positives Signal (bei manchen Bestückungsvarianten).
Pin 23	DMX512 Eingang; negatives Signal (bei manchen Bestückungsvarianten).
Pin 11	DMX512 Ausgang; positives Signal (bei manchen Bestückungsvarianten).
Pin 24	DMX512 Ausgang; negatives Signal (bei manchen Bestückungsvarianten).
Pin 25	Masse. Sollte mit der Masse des Projektors verbunden werden.

Hinweis: Die Nutzung der Pins 10, 11, 23 und 24 für DMX512-Signale bei manchen Bestückungsvarianten widerspricht dem ILDA-Standard; offiziell sind diese beiden Adernpaare für die Signale "user defined 3" und "user defined 4" vorgesehen. Allerdings werden diese Signale nur in sehr seltenen Fällen von Laserprojektoren ausgewertet, so dass die abweichende Nutzung in der Regel kein Problem darstellt.

Alle anderen Anschlusspins sind unbelegt.

Die meisten Scannertreiber besitzen differentielle Eingänge, an die die Ausgangssignale für X und Y direkt angeschlossen werden können. Details sind der Dokumentation der Scanner(-treiber) zu entnehmen.

Laser haben meist einen unsymmetrischen Modulationseingang, d.h. eine Spannung von 0 bis 5V gegen Masse bestimmt die Helligkeit. Es gibt zwei Möglichkeiten, derartige Laser mit dem Minilumax-DAC zu verbinden:

Die einfache Lösung ist, im Laserprojektor die Leitung für das negative Farbsignal (Pins 18, 19 und 20 am ILDA-Stecker) mit Masse (Pin 25 am ILDA-Stecker) zu verbinden. Am positiven Farbsignal (Pins 5, 6 und 7 am ILDA-Stecker) liegt dann eine Spannung von 0 bis 5V an, die direkt mit dem Modulationseingang der meisten Laser verbunden werden kann (Datenblatt des Lasers kontrollieren!). Es ist zu beachten, dass ein Laserprojektor mit einem derartigen Eingang nicht konform mit dem ILDA-Standard ist und an anderen Ausgabekarten möglicherweise nicht korrekt funktioniert!

Die zweite Möglichkeit ist etwas aufwendiger, dafür aber ILDA-konform. Ein als Differenzverstärker geschalteter Operationsverstärker im Projektoreingang wertet die Potenzialdifferenz zwischen dem positiven und negativen Signal des Farbkanals aus. Am Ausgang des Differenzverstärkers liegt dann wieder eine Spannung von 0 bis 5V an, die mit dem Modulationseingang des Lasers verbunden wird. Nachfolgend ein Schaltungsbeispiel für einen solchen Differenzverstärker. Die Schaltung ist für jeden der genutzten Farbkanäle rot, grün und blau separat notwendig.

Pinbelegung der Pfostenstecker für TTL-Ausgänge und DMX512

Pinbelegung 3polige DMX-Steckverbinder

Pin 1 = Masse
Pin 2 = DMX -
Pin 3 = DMX +

Pinbelegung 5polige DMX-Steckverbinder

Pin 1 = Masse
Pin 2 = DMX -
Pin 3 = DMX +
Pin 4 = ungenutzt
Pin 5 = ungenutzt

Downloads

USB-Treiber

Für Windows 2000/XP/Vista/7 32- und 64-Bit Versionen.
ZIP-Archiv entpacken.
Windows starten und anschließend den Minilumax-DAC an einen freien USB-Port anschließen. Windows erkennt das "Minilumax Light Interface" und fordert selbstständig zur Treiberinstallation auf.
Im Installationsassistenten NICHT die Option wählen, eine Verbindung mit Windows Update herzustellen; dann auf 'Weiter' klicken.
Software nicht automatisch installieren, sondern Liste/bestimmte Quelle ('für fortgeschrittene Benutzer') wählen; dann auf 'Weiter' klicken.
Als Quelle das entpackte Treiber-Archiv angeben; dann auf 'Weiter' klicken.
Den Hinweis, dass der Treiber den Windows-Logo-Test nicht bestanden hat, mit 'Installation fortsetzen' wegklicken.
Nach erfolgreicher Installation leuchtet die grüne LED dauerhaft.
Das Interface nicht während der Installation abstecken. Die begonnene Installation nicht abbrechen, sondern immer komplett durchführen!

Testprogramm, MLD-Treiber und DLL

Mit Hilfe des Testprogramms minilumax.exe können die Ausgänge des ILDA-Interfaces manuell kontrolliert werden.
Auch Firmware-Updates können mit diesem Tool durchgeführt werden.
Dokumentation des Testprogramms

Der MLD-Treiber dient zur Nutzung mit der Software Medialas Mamba. Hierzu die Dateien ml_driver.mld und lumax.dll in das Programmverzeichnis von Medialas Mamba kopieren - fertig.

Sollte die verwendete Mamba-Version kein Farbmapping bieten (sinnvoll für das Betrachten von RGB-Shows auf Nicht-RGB-Systemen), kann hierfür das flexible Routing des Minilumax-Treibers verwendet werden.

Abbildung ähnlich

Letztes Update: 03.03.2010
Impressum