SkyDirector
|
Das wohl erste professionelle, freie Zündsystem der Welt!
Wir präsentieren auf dieser Seite ein professionelles, für jedermann verfügbares Zündsystem. Das System besteht aus mehreren Komponenten, die per Funk oder Kabel miteinenander vernetzt sind. Es gibt drei verschiedene Sender (Commander , Mini-Commander und PC-Commander), ein Zündmodul für normale Feuerwerks-Anzünder und auch ein Audiomodul, welches bei einer musiksynchronen Show die Musik absolut präzise zum Feuerwerk abspielt. Davon abgesehen lässt sich der Commander optional auch auf einen SMPTE-Timecode synchronisieren oder per DMX fernbedienen. Eine Ansteuerung direkt per Computer ist natürlich auch möglich.
Wie schon erwähnt ist das gesamte System für jeden zur kostenlosen Nutzung freigegeben; sämtliche Schaltpläne, Firmwares und Informationen über das Kommunikationsprotokoll sind kostenfrei verfügbar. Darüber hinaus finden Sie eine komplette technische Beschreibung des Systems, Bedienungsanleitungen und weitere hilfreiche Anleitungen für den Aufbau.
Die veröffentlichten Daten stehen unter der SkyDirector-Lizenz, welche eine kostenfreien Nachbau jedem auch zur professionellen Verwendung erlaubt. Einzig ein kommerzieller (gewerblicher) Weiterverkauf ist nicht gestattet.
Sämtliche Komponenten können auch online erworben werden, hierfür ist ein Onlineshop in Vorbereitung. In der Zwischenzeit finden Sie eine Preisliste für Bausätze und fertig aufgebaute Bausteine in diesem Wiki.
Um den Umstieg von einer anderen Zündanlage bzw. den Einstieg zu erleichtern, lassen sich alle Zündmodule auch als Stepper-Module einsetzen, die von einer anderen Zündanlage (oder z.B. einem Nagelbrett) aus ausgelöst werden können. Dabei sind auch mehrere Stepper pro Modul möglich; jeder weitere Stepper wird durch einen erneuten Impuls am Stepper-Eingang ausgelöst.
Falls Sie Fragen zum SykDirector-System haben, existiert ein Chat und eine entsprechende Diskussion im FEUERWERK-Forum.
Motivation und Aufruf zur Mithilfe
Die Idee zur Entwicklung eines solchen Zündsystems wurde - wie auch bei vielen anderen Projekten dieser Art - aus der Not heraus geboren, ein solches Zündsystem (natürlich mit möglichst kleinem Budget) für den Eigenbedarf einsetzen zu können. Die Entwicklung von SkyDirector startete also - nachdem ein vorhergehendes Projekt mit diversen Schwächen (aber trotzdem über 1000 Kanälen) realisiert worden war - im Jahr 2008. Die SkyDirector-Projekt wurde zwar als Hobbyprojekt geboren, hat aber mittlerweile einen Stand erreicht, wo es sich keinesfalls vor "ausgewachsenen" kommerziellen Zündanlagen verstecken muss.
Da wir - um möglichst niedrige Preise zu erzielen - weit mehr Geräte (vor allem Zündmodule) aufgebaut hatten, als wir selbst benötigten, haben wir die überschüssigen Platinen und Gehäuse zum Kauf angeboten und wurden vom großen Ansturm ziemlich überrascht. Zur Zeit legen wir weitere Platinen und Gehäuse für sämtliche Geräte auf, die wir zum Kauf anbieten.
(Alle Leiterplatten müssen auf Grund der eingesetzten Bauelemente in SMD-Technik ausgeführt sein, diese bedingt jedoch eine Mindeststückzahl unter der eine automatische Bestückung und Lötung unwirtschaftlich wird.)
Wir würden uns freuen, wenn wenigstens einen Teil der Entwicklungs- und Bauteilkostenkosten der jeweils nötigen "Mindestmenge" auf diese Weise ausgeglichen werden kann. Sollte bei einigen Teilen eine Nachfertigungen nötig werden ist es sehr hilfreich die Bestellmengen z.B. für Platinen realistisch abzuschätzen. Je größer die Bestellmenge ausfällt, umso niedriger wird der Preis. Wir sind daher darauf angewiesen, dass sich Besucher, die einen Kauf in Erwägung ziehen, möglichst frühzeitig bei uns melden. Auf diese Weise hoffen wir, den Preis für Platinen und Bestückung auf das absolut nötige Minimum senken zu können.
Insgesamt lebt ein solches Projekt von der Mitarbeit der Benutzer - daher sind auch sämtliche Kommunikationsprotokolle und Spezifikationen frei verfügbar. Wir haben die Hoffnung, dass sich andere Pyros die etwas von Elektronik und Embedded-Systemen verstehen von diesen Seiten inspirieren lassen, neue Geräte und Anwendungsmöglichkeiten für unsere Systeme zu entwerfen und zu bauen. Bei Problemen stehen wir natürlich (sofern die Zeit dies zulässt) mit Rat und Tat zur Seite.
Bitte beachten Sie, dass sich dies Wiki im Aufbau befindet. Falls Sie Informationen zu einem bestimmten Thema vermissen (was aufgrund der Vielzahl der Informationen gut möglich ist), kontaktieren Sie uns bitte oder legen Sie die Seite - sofern sie über die fehlenden Information verfügen - selbst an. Auch Tipps z.B. zur effizienten Gehäusebearbeitung oder Ähnliches können Sie durch Neu-Anlegen eines entsprechenden Artikels hinzufügen und so Ihre Erfahrungen mit anderen Benutzern des Systems teilen.
Systemdaten
Hier finden sie eine Kurzübersicht der Systemdaten. Genaue technische Daten einzelner Komponenten finden Sie auf der Beschreibungsseite der einzelnen Geräte.
Bedienung
Zur Bedienung des Systems stehen zur Zeit drei Alternativen zur Verfügung. Zum einen existiert ein sogenannter Commander - ein mit einem Vollfarb-TFT mit Touchscreen ausgestatteter Sender. Er ermöglicht das Zünden auch sehr großer Shows (8000 Zündungen) und lässt sich bei Bedarf per SMPTE auf eine abgespielte Musikdatei synchronisieren. Alternativ steuert er ein ebenfalls verfügbares Audiomodul an, welches die Musik synchron zur Show abspielt. Sämtliche Aspekte einer Show können am Gerät eingestellt und kontrolliert werden. Über den Touchscreen können sämtliche Shows auch direkt am Gerät erstellt und bearbeitet werden. Da der Komfort an einem PC ungleich höher ist, lassen sich Shows auch von einer SD-Karte einlesen oder auf diese speichern. Über den Commander können sämtliche Module fernbedient, programmiert und abgefragt (z.B. Widerstandswerte, Akkuspannung, Reichweite, ..) werden. Der Commander ermöglicht das Schießen von musiksynchronen Shows, quasi unbegrenzt manuellen Stepsequenzen, und zehn Reservezündungen. Die Funkreichweite kann bis auf 1000 Meter ausgebaut werden.
Für den Hobbyanwender gibt es ebenfalls den sog. Mini-Commander. Er hat ein kleineres Display und ist auch in der Funktionalität eingeschränkt. Es lassen sich über ihn einfache musiksynchrone Shows (in Verbindung mit dem Audiomodul) und fast unbegrenzt Stepsequenzen auslösen, es müssen jedoch sämtliche Modulprogrammierungen von Hand vorgenommen werden. Alternativ kann der Mini-Commander als PC-Sender benutzt werden, über welchen dann die Modulprogrammierung vor der Show vorgenommen werden kann.
Als dritte Alternative ist ein reiner PC-Betrieb möglich, von dem jedoch abzuraten ist. In diesem Fall müsste nämlich auch die Kontrolle der Module während einer Show von einem PC übernommen werden, was aufgrund des doch instabileren Systems (auch noch mit einem Betriebssystem) diverse Risiken birgt. Für den kleinsten Geldbeutel ist jedoch auch diese Variante denkbar; auch hierüber lassen sich sämtliche Aspekte der Show programmieren und abfragen. Eine eventuell synchron ablaufende Musikdatei wird dann entweder vom PC oder über das Audiomodul abgespielt.
Intelligente Module
Zündbefehle werden bei SkyDirector nicht in dem Moment übertragen, wo ein Kanal ausgelöst werden soll. Stattdessen werden alle Zündmodule schon lange vor dem Start der Show mit den für sie relevanten Informationen über die Zündzeiten der einzelnen Kanäle programmiert. Während der Show wird dann nur noch regelmäßig die aktuelle Showzeit übertragen, so das alle Module sich darauf synchronisieren und die Effekte zur richtigen Zeit zünden können. Dadurch können Funkstörungen einer gewissen Länge ohne Zündaussetzer überbrückt werden.
Ähnlich verhält es sich mit Stepsequenzen, welche sich mit jedem Modul und für jeden Kanal unabhängig realsieren lassen. Bei der Programmierung der Show kann jedem Kanal eine Sequenznummer zugewiesen werden, auf die er reagieren soll. Zusätzlich wird jedem Ausgang eine Verzögerung zugeodnet, die ab dem Moment der Auslösung der Sequenz zählt und den Kanal dann entsprechend später auslöst. Auch hier wird also nur die Zeit übertragen; die Auslösung erfolgt von jedem Modul eigenständig. Dadurch, dass so pro Zündung nur ein einziger Befehl übertragen werden muss (nämlich der "Aufruf" der Sequenz), den alle Module gleichzeitig empfangen, sind auch schnelle Stepper über mehrere entfernt aufgestellt Module hinweg möglich.
Zusätzlich lassen sich die Zündmodule auf Wunsch - wenn z.B. schon eine andere Zündanlage existiert - als "normale" Steppermodule verwenden und über eine andere Zündanlage oder z.B. ein Nagelbrett auslösen.
Die erreichbare Genauigkeit bei sämtlichen Zündungen (egal ob durch eine manuelle Sequenz oder innerhalb einer musiksynchronen Show) liegt durch diese Techniken bei einer unglaublichen tausendstel Sekunde (1 Millisekunde)!
Mit den Zündmodulen lassen sich weiterhin auch andere Verbraucher, wie z.B. Magnetventile ansteuern. Dabei steht ein maximaler Ausgangsstrom von 7 Ampere (bei 24 Volt) zur Verfügung. Die Zündzeit kann zwischen einer Millisekunde und 65 Sekunden eingestellt werden.
Audiomodul
Wenn kein SMPTE benutzt werden kann oder soll (Benutzung des Mini-Commanders oder kein freier Audiokanal), besteht die Möglichkeit, die zu einer musiksynchronen Show gehörende Musik über ein spezielles Audiomodul auszugeben, welches wie die Zündmodule auch per Funk angesteuert werden kann. Dieses Audiomodul ist in der Lage, sowohl MP3-Dateien als auch Wave-Dateien abzuspielen und bei Sprüngen in der Show (die z.B. durch eine zusätzliche SMPTE-Synchronisierung entstehen können) auch die Abspielposition auf die Millisekunde genau zu korrigieren.
Kommunikation
Das SkyDirector-System basiert auf einer Funkübertragung, die Reichweiten bis zu 1200 Metern erlaubt (bei einer legalen Sendeleistung von 500mW). Diese Funkkommunikation ist bidirektional, es können also Daten vom Modul zum Commander zurück übertragen werden (Auslesen von Widerständen, Akkumessung usw). Alle Komponenten können intern mit einem Funk-Transceiver ausgerüstet werden; alternativ können mehrere Geräte auch mit einem Buskabel verbunden werden - auf diese Weise reicht es, wenn eines der Geräte mit einem Transceiver ausgerüstet ist. Ebenso ist es möglich, das System als reine kabelgebundene Anlage zu betreiben.
Akku und Zündspannung
Die Akku- und Zündspannung beträgt 24 Volt und wird von einem oder mehreren (dann parallel geschalteten) Blei-Akkumulatoren zur Verfügung gestellt. Diese lassen sich in jedes Gerät optional einbauen, um eine lokale Versorgung sicher zu stellen. Alternativ kann diese Stromversorgung auch über den angesprochenen Modulbus erfolgen; hier sind jedoch die Leitungslängen zu berücksichtigen. Optional kann an beliebiger Stelle ein Zusatzakku (Akkupack) an den Modulbus angeschlossen werden, der die Geräte zusätzlich mit Energie versorgt.
Zündeigenschaften
Wie bereits erwähnt beträgt die Zündspannung 24 Volt, der maximale Zündstrom ist auf 7 Ampere (Dauerkurzschlussstrom) begrenzt. Damit lassen sich 15 A-Anzünder in Reihe oder 7 Anzünder parallel sicher zünden (insgesamt also theoretisch rund 100 Zünder). Bei Verwendung einer Reihenparallelschaltung über mehrere Ausgänge ist selbst der ansonsten auftretende Nachteil der problematischen Zündkreismessung gelöst.
Messfunktionen
Jeder angeschlossene Zündkreis kann vom Zündmodul selbstständig im Bereich von 0-40 Ohm mit einer Genauigkeit von einem Ohm gemessen werden, die Daten können aufgrund der bidirektionalen Kommunikation direkt am Commander bzw. PC abgelesen werden. Gleiches gilt auch für sämtliche anderen vom Modul ermittelten Messwerte wie Signalstärke und Akkuspannung.
Sicherheit
Die Sicherheitsvorkehrungen des verwendeten Datenprotokolls können nicht nur zufällige Veränderungen der Datenübertragung erkennen, sondern sind auch gegen mutwillige Angriffe immun. Es ist also nicht - wie sonst bei den meisten anderen Systemen - möglich, z.B durch eine Aufzeichnung der Funksignale bei der ersten Show und wieder aussenden der aufgezeichneten Kommunikation bei der zweiten Show diese zu zünden.
Außerdem besitzen sämtliche Zündmodule interne Sicherheitsvorkehrungen, die zuverlässig vor Fehlauslösungen schützen. Diese Sicherheisbarrieren werden ständig überwacht; bei einem Defekt wird das Gerät vollautomatisch abgeschaltet.
Standby-Zeit
Die Zündmodule sind auf den Low-Power-Betrieb optimiert und halten (ohne weitere angeschlossene Module) einen Dauerbetrieb von ca. 2 Tagen aus. Jedes Modul kann jedoch auch in einen Schlaf-Modus versetzt werden; in diesem bleibt es für ungefähr zwei Wochen (!) einsatzbereit. Ein schlafendes Modul kann innerhalb von 20 Sekunden per Funk aufgeweckt werden und ist dann sofort voll einsatzbereit.
Austausch von Modulen
Sämtliche Zünd- und Audiomodule werden aufgrund der vorhandenen Sicherheitsfunktionen vom Anwender personalisiert und können ohne Probleme untereinander getauscht werden. Getauschte Module werden einmal an den verwendeten Commander angelernt und arbeiten daraufhin sicher mit diesem zusammen. Dadurch wird eine hohe Flexibilität was die Anzahl der verfügbaren Kanäle betrifft, erreicht.
Unterstützung
Das SkyDirector-Projekt wird unterstützt von SkyConductor, einer Planungssoftware für Feuerwerk die mit SkyDirector kompatibel ist und von FEUERWERK.net, der größten Internetseite zum Thema Feuerwerk im deutschsprachigen Raum.
