Zündmodul - Phase II

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Phase II - Funk-Zündmodul
hohe Version bis März 2015

Phase II - Funk-Zündmodul
flache Version ab April 2015

Das Zündmodul "Phase II" dient zur Auslösung von pyrotechnischen Anzündern (Typ A oder U). Es ist in einem wasserdichten B&W-Outdoor-Koffer untergebracht und besitzt 26 Ausgänge.
Seit April 2015 wird das Zündmodul in einem neuen, flachen Koffer angeboten, dieser ist nur noch 105mm hoch, die anderen Eigenschaften bleiben unverändert.
Seit Dezember 2015 wird das Zündmodul in einem qualitativ deutlich besserem, flachen Koffer angeboten, dieser ist 125x270x250mm groß, die anderen Eigenschaften bleiben unverändert.

Grundlegende Eigenschaften

Die Phase II-Zündmodule haben 26 Ausgänge für Anzünder oder andere Verbraucher (siehe technische Daten) und sind in einer Funk- oder Kabel-Variante erhältlich. Die Zündspannung von 24 Volt wird entweder durch einen eingebauten 24V-Akku oder über das Modulbus-Kabel zur Verfügung gestellt. Funkmodule sind zweckmäßig immer mit einem internen Akku ausgerüstet.

Eigene Stromversorgung

Jedes Modul kann mit einem eigenen 24V-Blei-Gel-Akku ausgestattet werden. Dieser versorgt das Modul unabhängig von einer externen Stromquelle und kann auch weitere verbundene Module mitvorsorgen. Die empfohlene Anzahl Akkus beträgt einer pro vier Module – jeweils ein Modul mit Akku, drei ohne. Die Kabellänge zwischen diesen Modulen sollte möglichst minimal sein, bei größeren Entfernungen empfiehlt sich der Einsatz eines oder mehrerer zusätzlicher Akkupacks um die Kabelwiderstände zu minimieren. Mehrere Zündmodule mit internem Akku können problemlos per Kabel verbunden werden. Es sollte jedoch darauf geachtet werden, dass alle Akkumodule einen ähnlichen Ladestand aufweisen, da die sonst beim Verbinden auftretenden Ausgleichströme die Lebensdauer der Stecker herabsetzen können.

Ortsbedienung

Jedes Phase II-Zündmodul verfügt über ein Grafikdisplay und 3 Magnettasten zur Ortsbedienung direkt am Zündmodul. Über diese kann das Modul konfiguriert und Statusinformationen können abgerufen werden.

Trigger-Eingang

Auf Kundenwunsch lässt sich jedes Modul mit einem Trigger-Eingang erweitern. Über diesen können Sequenzen - beliebig viele nacheinander - auch von einer externen Zündanlage aus gestartet werden.

Funk-Ausrüstung

Phase II-Zündmodule sind in zwei verschiedenen Ausführungen erhältlich: Als Funk- oder als reine Kabelvariante. Dabei werden Kabelmodule mit einem Modulbus-Kabel an ein Funkmodul angeschlossen, welches das Kabelmodul mit der erforderlichen Zünd- und Betriebsenergie versorgt. Gleichzeitig werden die per Funk empfangenen Daten an alle verbundenen Kabelmodule weitergeleitet und die darauf erfolgten Antworten per Funk zum Sender zurück übertragen. Damit lassen sich Kabelmodule über ein Funkmodul auch per Funk ansteuern. Durch diese Konzept lässt sich der Preis pro Zündausgang senken indem mehrere Kabelmodule und ein Funkmodul kombiniert werden, wodurch die Zahl der Ausgänge steigt. Jeweils am Anfang einer Kette von per Kabel verbundenen Modulen muss sich ein mit Funk ausgerüstetes Modul befinden – falls sich am Anfang der Kette ein Modul ohne Funkausrüstung befindet, werden andere in der Kette vorhandenen Funkmodule deaktiviert.

Ortsbedienung

Jedes Phase II-Zündmodul ist mit einem Display ausgerüstet, auf dem Statusinformationen angezeigt werden. Wichtige Statusinformationen wie z.B. Zündkreiswiderstände können damit nicht mehr nur per Funk sondern auch direkt am Gerät angezeigt/abgerufen werden. Zusätzlich besitzt jedes Modul 3 Funktionstasten, welche über einen Magnetstift bedient werden. Diese Funktionstasten ermöglichen die Konfiguration der Zündmodule vor Ort auch ohne einen aktiven Sender.

Display Zünd-Modul

Modulfunktionen

Sämtliche Module sind mit einem modernen Mikrocontroller ausgerüstet und können ihre eigene Funktionsfähigkeit selbstständig überwachen. Sie sind in der Lage, die Widerstände angeschlossener Zündkreise zu messen und die Messwerte sowohl am Display anzuzeigen als auch zum Sender zu übertragen.

Sleep-Modus

Alle Module unterstützen den sogenannten „Sleep-Mode“ (Schlafmodus). In diesem wird der Stromverbrauch so weit gesenkt, dass ein Modul mit Akku eine längere Zeit empfangsbereit verbleiben kann. Schlafende Module lassen sich innerhalb von 15 Sekunden per Funk wecken und sind dann wieder voll einsatzbereit. (ACHTUNG: Jedes weitere angesteckte Modul, welches aus dem gleichen Akku gespeist wird, verringert natürlich die Sleep-Zeit!).

Zündmodi

Jedes Modul kann sowohl automatische, semi-automatische (Stepper) als auch manuelle Zündungen behandeln. In der automatischen Variante ist jedem Ausgang die Zündzeit bekannt, zu der er auslösen soll, vom Sender wird nur noch regelmäßig die aktuelle Showzeit übertragen. Dieses Verfahren reduziert die Auswirkung von Funkstörungen erheblich. In der manuellen Variante werden vom Sender Zündbefehle für bestimmte Sequenzen im Moment der Zündung ausgesendet. Jedem Ausgang kann eine beliebige Sequenz zugeordnet werden, so dass Zündungen auf mehreren Modulen absolut gleichzeitig erfolgen können. Darüber hinaus kann jedem Ausgang eine einstellbare Verzögerungszeit zugewiesen werden. In diesem Fall wird der Ausgang beim Empfang einer entsprechenden Zündnachricht nicht sofort ausgelöst, sondern erst nach der eingestellten Wartezeit. Das ermöglicht sehr flexible Stepperläufe auch über mehrere Module hinweg in perfekter Synchronität (Es werden nicht mehr wahrnehmbare Genauigkeiten im Bereich von Millisekunden erreicht!).

Beispiel:

Kanäle 1, 2, 3 und 4 auf Modul 1 sind auf Sequenz 7 programmiert. Kanal 1 hat keine Verzögerung eingestellt, die Kanäle 2,3 und 4 sind mit einer Verzögerung von 250ms, 500ms und 900ms eingerichtet. Kanäle 3, 4 und 6 auf Modul 2 sind ebenfalls auf Sequenz 7 programmiert. Kanal 6 hat keine Verzögerung eingestellt, die Kanäle 3 und 4 zünden beide jeweils genau nach 2 Sekunden.

Wenn vom Sender ein Zündbefehl für Sequenz 7 ausgeschickt wird, empfangen beide Module diesen gleichzeitig – die dann startende Sequenz läuft also absolut gleichzeitig ab. Folgende Zündreihenfolge wird damit erreicht:

Sofort:	Modul 1, Kanal 1 und Modul 2, Kanal 6.
nach 250ms:	Modul 1, Kanal 2
nach 500ms:	Modul 1, Kanal 3
nach 900ms:	Modul 1, Kanal 4
nach zwei Sekunden:	Modul 2, Kanäle 3 und 4

Diese umfangreichen Funktionen werden bei Verwendung einer Programmiersoftware oder der Benutzung des Show-Editors im Commander vor dem Anwender versteckt, die einzelnen Einstellungen sind aber für jedes Modul auch manuell konfigurierbar.

Stepper-Modus

Jedes Modul kann hardwareseitig für den Einsatz als selbstständiges Steppermodul nachgerüstet werden. Um diesen Modus zu nutzen, muss das Modul in den Stepper-Modus versetzt werden. Die Programmierung der Sequenzen erfolgt dabei über ein entsprechendes externes Gerät (PC-Commander, Mini-Commander oder Commander) oder (geplante Funktion) auch am Gerät selbst. Die Auslösung erfolgt dann über einen Eingang, der mit einer Spannung zwischen 5 und 45 Volt ausgelöst werden kann und sich somit auch für den Anschluss an andere Zündanlagen eignet. Der Zündimpuls muss dabei eine Länge von 25 ms überschreiten. Sobald das Modul in diesem Betriebsmodus scharf ist, kann die Zündung der Sequenzen über die externe Spannungsquelle erfolgen. Dabei wird bei jedem Spannungsimpuls eine Sequenz hoch gezählt. Es lassen sich also mit einem einzigen Kabel auch mehrere Steppsequenzen hintereinander auslösen – mit aller im vorherigen Abschnitt beschriebenen Flexibilität.

Achtung: Die Stepper-Funktion muss auf Anfrage nachgerüstet werden, da die Funktion zu selten nachgefragt wurde. Bitte kontaktieren Sie uns für weitere Details.

Sicherheit

Die Sicherheit der Module wird sowohl durch die verwendete Hardware als auch durch die Software der Module und ein spezielles Funkprotokoll gewährleistet. Hierbei werden Techniken verwendet, die z.B. Banken auch beim Onlinebanking verwenden und die dementsprechend sicher sind. Hierdurch sind Fehlauslösungen durch Störungen oder durch mutwillige Beeinflussungen Dritter praktisch ausgeschlossen. Auch bei älteren Zündmodulen nie auszuschließende Hardwaredefekte kann die Modulsoftware selbstständig erkennen und den Benutzer warnen bzw. das Zündmodul selbstständig abschalten oder in einen sicheren Zustand bringen. Durch diese Maßnahmen wird ein selten erreichtes Maß an Sicherheit erreicht.

Hardware

Alle Module verfügen über ein zweistufiges Sicherheitskonzept, dass Defekte in der Elektronik erkennen und darauf aufmerksam machen kann. In jedem Modul gibt es eine „Haupt-Zündleitung“, die alle Kanäle intern mit dem benötigten Zündstrom versorgt. Diese Leitung wird nur im scharf geschalteten Zustand oder beim Messen mit Strom versorgt und wird permanent überwacht. Eine zu hohe Spannung führt sofort zur Abschaltung des Moduls. Zudem ist jeder Ausgang einzeln auf diese zentrale Versorgungsleitung schaltbar und auch hier kann ein geschalteter Ausgang eindeutig erkannt werden – unabhängig davon ob ein Zünder angeschlossen ist oder nicht. Es ist also für beide zu Verfügung stehenden Sicherheitsschranken möglich, einen Defekt festzustellen. Diese modulinternen Selbsttests werden sowohl beim Einschalten als auch im Standby-Modus (nicht scharf geschaltet) regelmäßig durchgeführt. Je nach Schwere eines festgestellten Defekts wird der Defekt vom Modul auf dem Display (bzw. bei Aufruf auch am Sender) angezeigt oder das Modul wird sofort abgeschaltet.

Kommunikation

Jedes Modul wird mit der für die Zündung seiner Kanäle notwendigen Information programmiert; es weiß z.B. in einer musiksynchronen Show, wann welcher Kanal gezündet werden muss. Es wird dafür also kein gesonderter Zündbefehl übertragen, der eventuell gestört werden könnte. Stattdessen werden die Module nach dem Beginn der Show ständig über die aktuelle Showzeit informiert, so dass sie die Zündentscheidungen selbstständig durchführen können.

Dieses Verfahren birgt natürlich das Risiko, dass eine einmal begonnene Show bei einer massiven Funkstörung nicht mehr angehalten werden kann. Aus diesem Grund führt jedes Modul eine Art Stoppuhr. Wenn über einen bestimmten (einstellbaren) Zeitraum keine Informationen vom Sender mehr empfangen wurden, wird die Zündung automatisch ausgesetzt. Nach einer weiteren Zeitspanne schalten die Module automatisch in den nicht-scharfen Modus zurück, so dass beide eingebauten Sicherheitsbarrieren wieder greifen und keine Zündung mehr ausgelöst werden kann.

Dieses Verfahren findet seine Grenzen, wenn Zündungen per Knopfdruck ausgelöst werden sollen. Hier ist eine Vorhersage – und damit eine vorherige Programmierung – natürlich ausgeschlossen. Um trotzdem eine höchstmögliche Auslösesicherheit zu erreichen, wird ein Zündbefehl hierbei mehrfach übertragen, so dass eine sichere Auslösung möglich ist. Bei einer programmierten Steppsequenz (manuelle Zündung mit Auslöseverzögerung) wird nur der Startbefehl für die Sequenz übertragen; die Sequenz läuft danach synchron auf allen Modulen ohne weitere Zündbefehle ab. Auch hier stoppt eine Sequenz, wenn der Sender nicht regelmäßig eine „ich bin noch da“-Nachricht sendet, nach einstellbarer Zeit von alleine.

Modul-Einstellungen

• ID

Jedes Gerät hat eine weltweit eindeutige Kennnummer, die ID. Über diese ist eine eindeutige Adressierung und Identifikation möglich.

• Modulnummer

Die Modulnummer wird benutzt, um Zündadressen eindeutig anzugeben. Sie wird bei der Programmierung der Show festgelegt, ohne genau zu wissen, welches Modul die Funktion der Zündung hinterher übernimmt. Die Zuordnung ID ↔ Modulnummer wird beim Aufbau der Show vorgenommen. Sie spielt nur für die richtige Programmierung der Showdaten in die Module eine Rolle.

• Systemcode

Der Systemcode ist eine zu einem Sender gehörige Zahl, die einen Geräteverbund eindeutig kennzeichnet. Wenn eine Show aufgebaut wird, werden die verwendeten Module auf den Systemcode des Senders programmiert, so dass eine gemeinsame Adressierung möglich ist („Rundruf“ oder Broadcast) und Befehle die an mehrere Module gerichtet sind (z.B. die Aussendung der Showzeit) von allen gleichzeitig empfangen werden und nur ein einziges Mal ausgesendet werden müssen.

• Modus

Module können, sofern eine Energieversorgung vorhanden ist, als reine Steppermodule verwendet werden. Dafür muss der Modus aus Sicherheitsgründen von „normales Zündmodul“ auf „Steppermodul“ umgestellt werden. Das Modul lässt sich dann ohne speziellen Befehl durch Betätigen des Magnetkontaktes (verzögert) scharf schalten.

• Modulpasswort

Jedes Modul ist mit einem Masterpasswort gesichert. Hierüber kann – unabhängig vom Sicherheitsmodus – ein Modul gegen Manipulation wichtiger Daten abgesichert werden. Dies kommt insbesondere zum Tragen, wenn Module an Fremde verliehen werden. Dieses Passwort darf niemals herausgegeben werden.

• Eigentümerinformation

Jedes Modul ist in der Lage, Text-Informationen über seinen Eigentümer zu speichern. So lässt sich z.B. der Name und die Adresse hinterlegen.

Diese Information ist durch das Modulpasswort geschützt; sie kann auf normalem Wege nicht ohne die Kenntnis des Modulpasswortes geändert werden.

• Systemschlüssel

Der Systemschlüssel wird benutzt, um die verschlüsselte Kommunikation mit dem Sender zu sichern. Er sollte für alle Geräte eines Eigentümers identisch sein, so dass eine ungehinderte Kommunikation aller Geräte untereinander möglich ist.

Der Systemschlüssel ist das „Heiligtum“ der Funkverbindung – wenn er Fremden bekannt wird, ist die Sicherheit des Verfahrens gebrochen. Aus diesem Grund kann der Systemschlüssel nicht ausgelesen werden. Ebenfalls kann dieser Wert nur über eine reine Kabelverbindung gesetzt werden, eine Übertragung per Funk im Klartext würde ein Abhören ermöglichen und damit das gesamte Sicherheitskonzept unterwandern.

Um den Verleih von Modulen möglich zu machen, kann der Eigentümer den Systemschlüssel löschen – ein gelöschter Systemschlüssel kann mit einem eigenen Wert programmiert werden. Dies wird als „anlernen“ an eine fremde Anlage bezeichnet.

• Sequenznummer

Ebenfalls für die Absicherung der Verbindung wird die Sequenznummer benutzt. Sie gewährleistet, dass ein alter Funkbefehl auch als alt erkannt wird und verhindert damit das Wiedereinspielen von alten Funknachrichten.

Die Sequenznummer muss nicht von Hand verändert werden; sie kann aber falls notwendig zurückgesetzt werden.

ACHTUNG: Das Zurücksetzen der Sequenznummer stellt ein Sicherheitsrisiko dar. Setzen Sie die Sequenznummer nur zurück, wenn sie sich über alle Konsequenzen informiert haben und dies die einzige Möglichkeit ist!

• Timecode-Timeout

Der Timecode-Timeout (TC-Timeout) legt fest, wie lange ein Modul im Scharf-Modus weiter Kanäle auslösen darf, ohne dass ein „Alles OK“-Befehl vom Sender empfangen wird.

Dieser Wert sollte nicht zu hoch eingestellt werden. Es muss beachtet werden, dass empfangsgestörte Module im Zweifelsfall nicht abgeschaltet werden können und die eingestellte Zeit abgewartet werden muss, bevor sämtliche Zündungen unterbrochen werden!

• Hochsicherheitsmodus

Jedes Modul unterstützt sowohl den sicheren als auch den hochsicheren Modus. Wenn der hochsichere Modus verwendet wird, müssen Befehle des sicheren Modus deaktiviert werden um einem Angriff über die „normalen“ Befehle vorzubeugen. Dafür speichert jedes Modul den Betriebsmodus; wenn der hochsichere Modus einmal aktiviert ist, können Geräte die nur im sicheren Modus arbeiten wichtige Modul-funktionen nicht mehr auslösen. Auch zum Abschalten des hochsicheren Modus ist ein Sender erforderlich, der diesen Modus unterstützt. Alternativ kann der hochsichere Modus im Notfall auch mit dem Modulpasswort deaktiviert werden.

Standard-Modulpasswort

In der Grundeinstellung lautet das Modulpasswort "0000". Bitte ändern Sie das Passwort nach dem ersten Funktionstest des Zündmoduls.

Programmierung der Ausgänge

Bitte beachten Sie, dass die hier vorgenommenen Änderungen beim scharf schalten von einem Commander überschrieben werden, falls dort eine Show geladen ist!

Jeder Zündausgang kann mit unterschiedlichen Daten vorprogrammiert werden. Dazu gehören die Sequenznummer bei der dieser Kanal ausgelöst werden soll und eine dazugehörige Verzögerung, der Zeitpunkt innerhalb einer automatischen Show zu dem der Kanal ausgelöst werden soll, die Einschaltdauer des Kanals und eine eventuelle Sicherheitsgruppe. Die Daten im Einzelnen:

• Sequenznummer und Delay (Verzögerung)

Die Sequenznummer ist eine Zahl zwischen 1 und 4095 die bestimmt, auf welche manuelle Sequenznummer ein Kanal reagiert. Sobald ein Zündbefehl für die programmierte Nummer empfangen wird, beginnt die programmierte Verzögerung zu laufen. Nach Ablauf dieser Verzögerung wird der Ausgang gezündet. Falls keine Verzögerung programmiert ist (Delay = 0), wird der Ausgang sofort gezündet. Die Verzögerung kann zwischen 0 und 59 Minuten in 1ms-Schritten eingestellt werden. Durch ein unscharf-schalten während ein Kanal ausgelöst ist, jedoch noch nicht gezündet hat (innerhalb einer Sequenz) wird die Zündung abgebrochen.

Bitte beachten Sie, dass die Sequenznummern 4080 bis 4090 im Commander sowie im Mini-Commander für Reservesequenzen fest vorgegeben sind. Benutzen Sie diese Sequenznummern also (nur), wenn der Kanal innerhalb einer Reservesequenz ausgelöst werden soll. Für jeden Kanal kann im Commander außerdem eine Shownummer für die manuelle Zündung vergeben werden, diese kann zwischen 0 und 15 gewählt werden.

• Automatische Zündzeit

Die automatische Zündzeit gibt an, wann innerhalb einer automatischen Show der Ausgang (ohne Rücksicht auf die programmierte manuelle Verzögerung) der Ausgang gezündet wird. Die maximale Zeit liegt bei 74 Stunden; wenn die Zeit auf „0“ gesetzt wird, findet keine automatische Zündung statt.

Auch bei der automatischen Zündzeit kann eine Shownummer festgelegt werden – nur in dieser Show findet eine Zündung zur angegebenen Zeit statt.

• Zünddauer

Legt fest, wie lange der Ausgang bei einer Zündung eingeschaltet bleibt. Werte zwischen 10 ms und 65 Sekunden sind möglich.

• Sicherheitsgruppe

Legt fest, welcher Sicherheitsgruppe der Ausgang zugeordnet ist. Wenn die Sicherheitsgruppe während der Show deaktiviert wird, wird eine anstehende Zündung nicht durchgeführt.

Eine manuelle Konfiguration dieser Daten ist bei Benutzung des Commanders nicht notwendig. Sie wird vom Commander nach Eingabe der gewünschten Show automatisch übernommen. Bei Benutzung des Mini-Commanders müssen diese Daten entweder mit Hilfe eines Computers programmiert werden oder manuell für jeden Kanal festgelegt werden.

Technische Daten

Die hier aufgelisteten technischen Daten können je nach Ausstattung und Betriebsmodus der Module variieren. Die technischen Daten des Gesamtsystems finden Sie unter Technische Daten.

Zündausgänge
Anzahl der Zündkanäle	26
Zündspannung	24V
Max. Zündstrom	7A
Max. Anzünder pro Ausgang (in Reihe)	15 A- und 15 U-Anzünder
Max. Anzünder pro Ausgang (parallel)	8 A- und 4 U-Anzünder
Max. Anzünder pro Ausgang (gemischt)	120 A- und 60 U-Anzünder
Anschluss von Magnetventilen	Ja
Zünddauer pro Ausgang	10ms - 65 Sekunden oder unbegrenzt
Zündgenauigkeit	1 ms
Zündverzögerung (manuelle Zündung)	30 ms
Kurzschlussfest	Ja
Stepfunktionen (Zündsequenzen)
Stepper-Funktion	Ja, für alle Ausgänge separat programmierbar
Maximale Länge	59 Minuten
Zündgenauigkeit	1 ms
Räumlich getrennte Stepper (Stepper über mehrere Module hinweg)	Ja, Genauigkeit 1 ms
Standalone-Stepperbetrieb (Auslösung über Trigger-Eingang)	Vorbereitet (bitte sprechen Sie uns an!)
Auslösung durch potentialfreien Kontakt (SFX, ..)	Ja (bitte sprechen Sie uns an!)
Stromversorgung
Akku	24V, 2300mAh
Externe Stromversorung möglich	Ja, über anderes Modul oder Akkupack (24V)
Betriebszeiten (einzelnes Modul)
Scharf geschaltet	24 Stunden
Standby	2-3 Tage
Sleep-Modus (per Funk weckbar)	ca. 10 Tage (Praktisch noch nicht ermittelt)
Messfunktionen
Widerstandsmessung	0-100 Ohm, Genauigkeit 0,5 Ohm
Messung der Akkuspannung	0-30 Volt, Genauigkeit 0,5 Volt
Reichweitenmessung (Funk)	Ja
Funk
Funkmodus	bidirektional
Frequenzbereich	868 MHz
Reichweite/ Sendeenergie	1000m / 500mW
Fernprogrammierbar	Ja
Fernmessung (Akku, Durchgang, Reichweite)	Ja
Fernabschaltung/-wecken	Ja
Display
Displaytyp	Einfarb. Grafik-LCD (102 x 64 Pixel)
Hintergrundbeleuchtung	Ja, mehrfarbig
Sicherheitsfunktionen
Eindeutige Geräte-ID	Ja
Hochsichere Funkkommunikation	Ja
Sicher gegen mutwillige Angriffe	Ja
Sicher gegen Aufzeichnen und Abspielen	Ja
Permanente Überwachung des Gerätezustandes	Ja
Anzahl der unabhängigen Sicherheitstests	7
Anzahl der Schutzbarrieren	2
Weiteres
Bedienungssprache	Universell (Funk) / Englisch (Lokale Bedienung)
Standardpasswort	0000

Weiterführende Informationen und Dateien

• Dateien (Pläne, Firmware, ..)
• Aufbauanleitung, hohe Version bis März 2015
• Aufbauanleitung, flache Version ab April 2015
• Aufbauanleitung, flache Version ab Dezember 2015
• Firmware aufspielen
• Preisliste der Komponenten