MÔJ KOŠÍK
Môj košík je prázdny

MONITORING HD-TVI, IP

Základné vedomosti

INTERNETOVÝ CCTV SPRIEVODCA - osvetlenie pri monitorovaní
IR illuminator: Redbeam IR40 (850nm)
Dodatočné osvetlenie je potrebné vo veľa prípadoch. Môže byť zabezpečené nasledujúcimi spôsobmi:
  • tradičné osvetlenie - viditeľné (svetlá, reflektor)
  • infračervené žiariče/lampy
Čo presne je svetlo?
Svetlo je energia vo forme elektromagnetického žiarenia. Ľudské oko vidí elektromagnetické žiarenie v rozsahu vlnových dĺžok od 380 do 780 nm. CCTV kamery, okrem viditeľného svetla, môžu vidieť infračervené spektrum až do približne 970 nm.
Či už hovoríme o očnej sietnici alebo CCD (CMOS) snímači kamery - prvý krok formovania obrazu je prevod informácií svetlom do elektrických signálov. Lúče svetla odrážané od rôznych objektov poskytujú informácie o ich tvaroch. Rôzne vlnové dĺžky "bieleho" svetla (obsahuje viac či menej, celé viditeľné spektrum) sa vstrebávajú / odrážajú v rôznej miere od povrchu predmetov, čo je interpretované ľudským okom ako rôzne farby.
Množstvo odrazeného svetla, a tým aj účinnosť osvetlenia, značne závisí na type osvetlených objektov a ich okolia. Napríklad, infračervené žiariče poskytujú oveľa lepšie výsledky v interiéri.
Vnímaná farba objektu je závislá na vlastnostiach objektu a type osvetlenia. Napríklad, "zelený" objekt odráža vlnové dĺžky zodpovedajúce zelenej farbe, a pohlcuje iné vlnové dĺžky. Pri osvetlení "bielym" svetlom je objekt zelený, ale pri červenom svetle sa to zdá čierne.
Fyzikálna veličina, ktorá je najlepším meradlom svetla pre CCTV aplikácie, je jej intenzita, nazývaná osvetlenie. Meria jas povrchu v danom bode (svetelný tok na jednotku plochy). Jednotka SI osvetlenia je lux [lx]. Merače osvetlenia (luxmetre) sú dobre známe z aplikácií v profesionálnych fotografiách.
Nižšie uvedená tabuľka ukazuje niektoré hodnoty s odkazom na životné prostredie.
Osvetlenie
[lx]
Príklady - plochy osvetlené:
0.0001Zatiahnutá obloha v noci
0.002Bezmesačná jasná nočná obloha
0.01Štvrť mesiac na jasnej oblohe v noci
0.27Spln na jasnej oblohe v noci
1Spln nad hlavou v tropickej zóne
na jasnej oblohe v noci
100Veľmi tmavá zatiahnutá obloha počas dňa
400Východu alebo západu slnka na jasnej oblohe
10000-25000Jasno na poludnie (v šedej oblasti)
32000-120000Priame slnečné svetlo na poludnie
Ako sa vyrovnať so zlými svetelnými podmienkami?
Keď svetlo nestačí k vytvoreniu užitočného obrazu, musí byť použité dodatočné osvetlenie. Môže byť poskytnuté:
  • tradičným osvetlením - viditeľné svetlo (lampy, reflektory)
  • infračerveným osvetlením - infračervené svetlo (IR žiariče)
Tradičné osvetlenie. Dobré tradičné osvetlenie založené na klasických žiarovkách alebo žiarivkách umožňuje zachytenie jasného, farebného obrazu. Avšak, je viditeľné, takže môže byť pre votrelca jednoduché vyhnúť sa osvetleným zónam. Je to tiež nákladné a vyžaduje značné množstvo energie a častú údržbu.
Infračervené osvetlenie je generované infračervenými žiaričmi pracujúcimi v blízkosti infračervenej oblasti, t.j. 700-1000 nm. S rastúcou vlnovou dĺžkou, svetlo žiariacej lampy alebo infračervených LED diód je menej viditeľné pre ľudské oko. Infračervené žiariče majú vstavané filtre: 750 nm (viditeľné žiarenie), 830 nm (takmer neviditeľné žiarenie), 940 nm (úplne neviditeľné pre ľudské oko).
Infračervené žiariče umožňujú vytvorenie diskrétnych monitorovacích systémov s nízkymi prevádzkovými nákladmi.
Čo kamery vidia v infračervenom svetle?
Infračervené žiarenie neobsahuje údaje o farbe, takže CCTV kamery sa normálne prepnú na čiernobiely režim. Dôležitým parametrom kamier pôsobiacich v oblasti IR je ich citlivosť na vlnové dĺžky vytvorené infračervenými žiaričmi. Príklad vzťahu medzi vlnovou dĺžkou a citlivosťou kamier je uvedený nižšie:
Graf ukazuje, že typické obrazové snímače majú nízku citlivosť u vlnových dĺžok nad 700 nm, a tá dramaticky klesá na vlnové dĺžky väčšie ako 900 nm. Moderné obrazové snímače poskytujú oveľa lepšie výsledky v IR oblasti. Príkladom je EXview linka s najmenej dvojnásobnou citlivosťou, ktorá umožňuje oveľa účinnejšiu spoluprácu s infračervenými žiaričmi.
Okrem vhodných snímačov, kamery určené pre prevádzku na dlhších vlnových dĺžkach by mali byť vybavené IR upravenými objektívmi, napr. M2315, M23135, M2311, M2136, M2139. Použitie IR objektívu eliminuje problémy pri zaostrovaní, keď kamera zmení svoj prevádzkový režim z farebného do čiernobieleho a naopak. Ako obvykle, nízke čísla F zaistia vyššiu citlivosť.
Prevádzková vzdialenosť IR žiaričov
IR dosah (až na výstupný výkon a citlivosť kamery) závisí od typu svetelných objektov / plôch (ich odrazivosť v infračervenom spektre). To určuje intenzitu odrazeného svetla, ktorá môže byť kamerou zachytená. Nižšie uvedená tabuľka ukazuje približné hodnoty tohto koeficientu pre rôzne povrchy / materiály.
Povrch/materiálRelatívna odrazivosť
Sneh / biely papier80-85%
Okenná tabuľa
70%
Betón50%
Jasné drevo
45%
Parking s autami
40%
Park, drevá
20%
Prázdne parkovisko (asfalt) / čierny papier5%
Vzhľadom k výkonu infračervených žiaričov potrebných pre dostatočné osvetlenie sledovanej oblasti, je potrebné si uvedomiť, že intenzita svetla klesá nepriamo so vzdialenosťou od zdroja.
To napríklad znamená, že ak objekt vo vzdialenosti 10 m od zdroja svetla ukazuje 90 lx, po jeho presunutí do vzdialenosti 30 m sa bude zobrazovať len 10 LX (trojnásobok vzdialenosti znamená deväť krát nižšiu intenzitu osvetlenia).
Kamery s objektívmi so širokým zorným uhlom potrebujú zodpovedajúce infračervené žiariče s podobným alebo širším uhlom vyžarovania, ako Redbeam IR40 M1640 (celkový prevádzkový uhol 60o, dosah 30 m).
V súlade s vyššie popísanými súvislosťami, dozsah je možné zdvojnásobiť pomocou 4 takýchto žiaričov (so zachovaním rovnakého smeru / uhla).
Moderné IR žiariče s IR LED poľmi - série RedBeam
IR Žiariče Redbeam ocenené zlatou medailou na Securex 2010!
Výhodou série Redbeam je použitie špeciálne navrhnutej LED matice (miesto obvyklej sady diód), ktorá spolu s optickým objektívom zaisťuje prevádzkový uhol a vzdialenosť.
LED pole používané v žiaričoch Redbeam
Pohľad na montáž v objektívov v žiariči IR80
Porovnanie IR LED poľa so štandardnými IR LED diódami
Ak chcete IR žiarič o rovnakom výkone, museli by ste použiť veľké množstvo klasických IR LED diód a jeho veľkosť by bola oveľa väčšia. Napríklad 1500 mW žiarič by mal pozostávať z 100 LED diód s výkonom 15 mW. Samozrejme, takéto riešenie je možné, ale žiarič by bol oveľa väčší ako podobné Redbeam zariadenia.
Redbeam žiariče osvetľujú scénu rovnomerne
Pole malých rozmerov uľahčuje tvarovanie lúča s objektívmi. V prípade tradičných IR LED žiaričov, uhol lúča závisí na usporiadaní LED diód, čo nie je flexibilné riešenie. Pomocou takéhoto LED poľa môže byť teoreticky dosiahnutý každý uhol. Príkladom sú kopulové modely M1642 a M1643 s lúčmi 180o.
Ďalšou výhodou týchto polí je životnosť použitých materiálov. Štandardne ťažké IR diódy pracujú okolo 6000 hodín. V prípade týchto polí je očakávaná životnosť približne 50000 hodín. To znamená, že môžu pracovať viac ako 10 rokov (12/24 cyklus)!
V závislosti od mieste inštalácie a oblasti prevádzky je možné rozlíšiť dva typy osvetľovacích telies: smerové (spot) a všesmerové (180 stupňov vo vertikálnej rovine a 360 stupňov v horizontálnej rovine). Oba typy sú k dispozícii v 1800 mW a 3000 mW. Prvý typ je umiestnený vedľa kamery a má úzky lúč, takže rozsah prevádzky je 40 m, resp. 80 m. Druhý typ (360 stupňový infračervený LED kopulový žiarič) je upevnený na strope. Miesto rozsahu je lepšie popísať jeho kapacitu maximálnej plochy, ktorá môže byť účinne osvetlená - 60 m2 or 120 m2.
IR žiarič inštalovaný vedľa kamery (nie je s ňou integrovaný) má výhodu oproti kompaktným riešeniam, kedy neprexponováva objekty objavujúce sa priamo pred objektívom kamery. Nevytvára problémy so snehom, dážďom, hmyzom atď. v úzkom popredí.
Redbeam - IR illuminators
Test v praxi: RedBeam žiariče
Test žiaričov Redbeam spolupracujúcich s CCTV kamerami s citlivosťou 0.3 lx a 0.03 lx. Boli použité nasledovné zariadenia:
  • BOX kamera Sunell SN-BXC5930CDN (day/night, 650 TVL, Sony Effio-E, 0.03 lx, WDR) - M11209,
  • BOX kamera Sunell SN-BXC0483 (day/night, 450 TVL, Sony CCD, 0.3 lx) - M11212,
  • IR žiarič Redbeam IR40 M1640 s dosahom 30 m
  • IR žiarič Redbeam IR100 M1647 s dosahom 90 m
Kliknite na obrázok pre zväčšenie
SN-BXC0483 (snímka naľavo) bola 10 krát menej citlivá a neposkytla použiteľné výsledky
Dosah žiariča IR40 presiahol deklarovaných 30 metrov
Žiarič IR100 efektívne osvetlil celú scénu,
postava človeka s a stala viditeľnou zo vzdialenosti zhruba 60 m
Testy ukazujú, že skutočný dozsah IR žiariča je veľmi závislý na citlivosti použitej kamery. Vizuálne pozorovanie bolo potvrdené detekciou pohybu rekordéra ULTIMAX-104 M71040, s citlivejšou kamerou, zdetekoval pohybujúcu sa postavu vo vzdialenosti 60 metrov, zatiaľ čo v prípade druhej kamery to bolo možné len na diaľku 20 metrov. Všeobecne platí, že silnejšie osvetlenie scény a použitie menej citlivej kamery môže poskytnúť podobné výsledky tým so slabším osvetlením a citlivejšou kamerou.
Žiariče integrované s kamerami (IR LED diódy v kompaktných kamerách)
Osvetlenie integrovane v kamerách.
Okrem štandardných typov IR svetiel, existujú tiež kombinované riešenia. Môžu byť súčasťou kamery, alebo objektívu. Toto riešenie je veľmi praktické, pretože znižuje počet dodatočných prvkov a taktiež aj znižuje cenu inštalácie. Mali by sme však pamätať, že tento typ osvetlenia s niekoľkými LED, zabezpečí bodové osvetlenie s rozsahom niekoľko metrov.
Vandal Proof Camera: v-cam 450 (600 TVL, Sony Super HAD II CCD, 0.01 lx, 2.8-10mm, OSD)
Compact Outdoor Camera: n-cam 610 (600 TVL, Sony Super HAD II CCD, 0.01 lx, 4-9mm, IR up to 40m, OSD)
Compact Outdoor Camera: n-cam 710 (600 TVL, Sony Super HAD II CCD, 0.01 lx, 4-9mm, IR up to 30m, OSD)
Compact Outdoor Camera: Sunell SN-IRC4920AJ (day/night, D-WDR, 600 TVL, Sony Effio-E, 0.08 lx, 2.8-10mm, OSD, IR up to 40m)
Outdoor Compact Camera: n-cam 670 (day/night, D-WDR, 650TVL, Sony Effio-E, 0.03 lx, 2.8-12mm, OSD, IR up to 30m)
CCTV kamery so vstavaným IR žiaričom
Keď chceme použiť farebnú kameru na pozorovanie cez noc, mali by sme použiť Day&Night typ kamery. Tieto kamery nemajú infra filter odstraňujúci tento druh svetla, na rozdiel od iných. Vďaka tomu, je možné použiť IR žiariče. Táto konštrukcia (úplná eliminácia infra filtra) má aj svoje nevýhody. Pri normálnom osvetlení (viditeľné svetlo) má kamera občas problémy s vyvážením bielej - môže ukazovať nesprávne farby. Toto správanie je často inštalatérmi označené ako poškodenie kamery. Ale je to následok absencie IR filtra a aj kompromisu v podobe ceny kamery a kvality obrazu. Samozrejme sú kamery kde je filter ovládaný mechanicky napr. M11205, ale sú značne drahšie, vzhľadom na cenu prídavného servo mechanizmu. V obyčajných kamerách, výber pracovného režimu - deň alebo noc - je obmedzený na pridanie alebo odobranie IR filtra, väčšinou s použitím prepínača alebo páčky, ktoré zabezpečia správne fungovanie v rôznych svetelných podmienkach.