MÔJ KOŠÍK
Môj košík je prázdny

MONITORING HD-TVI, IP

Základné vedomosti

Internetový CCTV SPRIEVODCA - zdroje napájania a príslušenstvo
NAPÁJANIE CCTV KAMIER
Táto otázka je málokedy rozoberaná v popise monitorovacieho systému, napriek tomu je to častý dôvod nesprávneho fungovania systému. CCTV kamery sú napájané 12V DC, 24V AC alebo 115/230V AC.
Veľmi obľúbený kábel na prenos videa YAR 75-0.59/3.7+2x0.5 M5995, ma zvlášť od koaxiálneho kábla, vedené dva napájacie žily. Dostupný je vo viacerých verziách, napr. CAMSET M5995 s prierezom napájacích žíl 0,5 mm2 a CAMSET 100 M6100 s priemerom 1,0 mm2 určený na montáž v interiéri a verzia určená do exteriéru M6103_100. Je označený znakom CE. Koaxiálna časť tohto kábla má opletenie zabezpečujúci 92% krytie. Kvalita použitých materiálov a dôkladnosť vyhotovenia sú potvrdené 6 ročnou zárukou výrobcu.
Napájanie kamier s 230V AC linkou
Komerčne dostupný napájací zdroj sa zdá byť veľmi vhodným zdrojom energie. Pri priamom napájaní z 230V AC linky vyvstáva veľa problémov spojených s bezpečnosťou inštalátora a užívateľa. Je nevyhnutné aby všetky zariadenia a káble spĺňali náležité bezpečnostné normy a pravidlá.
Zariadenia by mali spĺňať CE štandardy. Vonkajší kryt TS-806H s 230V ohrievačom (M54141) ma CE overenie. Je vybavený svorkou pre zemniaci kábel.
Výhrevné telesá a termostaty montované v krytoch nemajú izolované miesta napr. konce káblov a spájkované miesta. Všetky inštalačné práce by mal robiť kvalifikovaný pracovník, alebo radšej používať bezpečné 12V DC, 24V AC, alebo iné nízko voltážne systémy.
Napájanie kamier s 12V DC
V CCTV inštaláciách, často potrebujeme dlhé video a napájacie káble. Video prenos nieje problém. Naše skúsenosti ukázali, že použitím YAP 75-0.59/3.7 M6500 kábla je možné prenášať obraz na vzdialenosť 300-400 metrov, s akceptovateľnou úrovňou kvality. Nad 400 m je potrebný video zosilňovač napr. M1840. Problémy s dĺžkou sú spojené s napájaním. Ale najväčšou výhodou 12V DC inštalácií je bezpečnosť a neskorá manipulácia so systémom.
Ako bolo spomenuté vyššie, nevýhoda je pokles napätia na kábloch, ktoré určuje maximálnu vzdialenosť vedenia.
Výrobcovia kamery obyčajne zobrazujú technické špecifikácia týkajúce sa napájania: 12V DC. Neinformujú už, ale o odchýlke napätia, pri ktorom dokáže kamera fungovať bez problémov. Takže je 11.8V nesprávne? Môže 13V z auto batérie zničiť kameru?
V spoľahlivých špecifikáciách sa udáva najmenšie a najväčšie možné napätie. Dôležitejší je údaj o najmenšom napätí, v ktorom dokáže kamery správne fungovať. Testovali sme množstvo kamier a napätie na svorkách by nemalo klesnúť pod 11V. Väčšina kamier je mimo prevádzku okolo 10.5V. Pod 11V kamery strácajú farbu, alebo majú problém sa zapnúť. Z predchádzajúcich pokusov sme prijali ako maximálny možný pokles na napájacom kábli 1V.
Výrobca kábla YAP M6500 zaručuje odolnosť napájacieho kábla maximálne 5.5 ohm/100m (pre jeden drôt). Z našich náhodných testov (z viacerých dodávok) vyšlo priemerne, 3.775 ohm/100m. (teoreticky, kábel s priemerom 0.5 mm2 ma odolnosť 3.4 ohm/100m). Prúd, ktorý spotrebuje typická kamera je od 150 do 250 mA. Keď si stanovíme hornú hranicu prúdu, maximálna vzdialenosť je okolo 60 m ako následok Ohmovho zákonu.
Táto vzdialenosť klesne na približne 20 m pop pripojení termostatu s ohrievačom pracujúcim pri 12V (M5614), čo je veľmi krátka vzdialenosť. Môžeme je zvýšiť použitím kábla s väčším priemerom. Nanešťastie je pripojení za vyššiu cenu. Taktiež môžeme použiť napájacie zariadenie s reguláciou napätia napr. M1828.
Nasledujúca tabuľka udáva maximálny prúd pri vybranej vzdialenosti na kábli s určitým priemerom. Na výpočet sa prijal úbytok napätia 1V a použil sa Ohmov zákon na výpočet odolnosti vzhľadom na vzorec: R=2pL/S. Kde:
R - odolnosť kábla (dvoch liniek spojených do slučky) [ohm]
p - odpor medi = 0.017 [ohm mm2/m]
L - dĺžka kábla [m]
S - priemer kábla [mm2]
Tabuľka ukazuje kapacitu prúdu na medenom kábli ako funkciu jeho dĺžky a priemeru, vzhľadom na úbytok napätia rovnému 1V.

Dĺžka kábla

Max. prúd YAP (0.5 mm2)

Max. prúd 1 mm2

Max. prúd 1.5 mm2

Max. prúd 2.5 mm2

[m]

[A]

[A]

[A]

[A]

10

1.471

2.941

4.412

7.353

20

0.735

1.471

2.206

3.676

30

0.490

0.980

1.471

2.451

40

0.368

0.735

1.103

1.838

50

0.294

0.588

0.882

1.471

60

0.245

0.490

0.735

1.225

70

0.210

0.420

0.630

1.050

80

0.184

0.368

0.551

0.919

90

0.163

0.327

0.490

0.817

100

0.147

0.294

0.441

0.735

150

0.098

0.196

0.294

0.490

200

0.074

0.147

0.221

0.368

250

0.059

0.118

0.176

0.294

300

0.049

0.098

0.147

0.245

350

0.042

0.084

0.126

0.210

400

0.037

0.074

0.110

0.184

450

0.033

0.065

0.098

0.163

500

0.029

0.059

0.088

0.147

Ako príklad vzhľadom na tabuľku, ak potrebujeme napájať kameru na vzdialenosť 300 m, ktorá potrebuje 245mA, musíme použiť kábel s priemerom 2.5 mm2. S takým veľkým priemerom môžeme napájať kameru s termostatom maximálne na vzdialenosť 90 m. Je dobré poznamenať aj cenu takejto inštalácie.
Na veľké vzdialenosti sa napája kamera vyšším prúdom kvôli úbytku napätia na kábli. Tento spôsob ma nevýhodu, a to keď sa zmení odpor (vypínanie a zapínanie termostatu), mení sa aj úbytok napätia a na dlhé vzdialenosti sa môže zvýšiť napätie až tak, že zničí kameru. Takže kamera by mala byt vybavená regulátorom napätia. Pri pevných parametroch (vnútorné kamery) by sme mali použiť samostatné nastaviteľné napájacie zdroje a nastaviť napätie podľa dĺžky každého vedenia.
Riešenia pri problémoch s úbytkom napätia v napájacích kábloch
Pre napájanie kamier môžeme použiť:
  • typický 12V DC zdroj - na krátke vzdialenosti
  • nastaviteľný zdroj: 12-14.5V DC
  • adaptér zdroja ZK-40 M1830 (ca 30V) a 12V DC regulátor na kamerách (SK-40 M1831).
Príklad inštalácie s nastaviteľným zdrojom: 12-14V/2.5A M1828
Zdroj umožňuje napájať 8-10 typických alebo kompaktných kamier so spotrebou nepresahujúcou 200 - 250 mA. Zaisťuje nastavenie výstupného napätia v rozsahu 12-14 V, ktoré môže byť použité na kompenzáciu úbytku na dlhých kábloch. Tento napájací zdroj je vybavený svorkovnicou (šesť svoriek) pre jednoduchšie zapojenie káblov.
Na každom výstupe je umiestnený otvor na vhodnú poistku (mala by byť volená na základe záťaže).
Je vhodné používať predpripravené 1,5m káble ukončené 2.1/5.5 DC konektorom: E0695. Ak je kamera napájaná minimálne 10m a maximálne 100m káblom s priemerom 0.5mm2 (napájací kábel primeraný ku M6500 alebo M6504, ktorého odpor je 0.1 ohm/m). Pri podmienke, že každým káblom prechádza prúd 200mA, úbytok napätia bude od 10m x 0.1ohm/m x 0.2A= 0.2V do 100m x 0.1ohm/m x 0.2A = 2V. Ak napájame kamery 12V DC, dostane sa ku nej od 10V do 11.8V. Ale vďaka nastavenia napätia v v zdroji M1828, môžeme zvýšiť túto hodnotu o cca 1V. Potom dostaneme napätie v rozsahu od 11V to 12.8V, čo znamená že každá kamera je napájaná v správnych hodnotách.
Použitie napájacieho zdroja 12-14V/2.5A
V prípade dlhých vzdialeností a použitia termostatov sa tot riešenie volá nízko napäťové napájanie - pozostáva z použitia 40V DC napätia (bezpečného v normálnych podmienkach) - z napájacieho adaptéra ZK-40 M1830 a prídavných 12V regulátoroch SK-40 M1831 (inštalovaného na každú kameru).
Power Supply ZK-40/6 (30V/1A) - with 230V/24V transformer - for CCTV cameras - CLEARANCE SALE!
Power Supply ZK-40/16 (40V/2A) - with 230V/40V transformer - for CCTV cameras
Stabilizer SK-40 - with 40V input and 12V output - for CCTV cameras
Napájací adaptér ZK-40 s 30W transformátorom - M1829, alebo 80W - M1830, a regulátor SK-40 M1831
Možné úbytky napätia spojené s dĺžkou kábla a použitia termostatov sú eliminované stabilizátorom. Pripomíname, že bezpečné napätie pre ľudí je 60V DC a 48V AC. Základná funkcia takéhoto riešenia je ++bezpečnosť+++, ale existuje tu aj ekonomický aspekt. Cena stabilizátora, ako aj napájacieho adaptéra (nemusí byť regulovateľný) je rovnaká, alebo menšia ako AC inštalácia s AC výstupom pre každú kameru (presnejšie - pre samostatný AC/DC adaptér s regulovateľným výstupom). Ďalšia výhoda tohto druhu nízko napäťového napájania, je že všetky zariadenia môžu byť napájané z jedného bodu. V tomto prípade je potrebný len jeden UPS na zálohovanie celého systému. Mimo to, čas potrebný na túto inštaláciu je kratší ako pri montovaní osobitných zdrojov pre každú kameru. Vyššie spomínaný napájací adaptér M1830 dokáže prepojiť 16 kamier. V prípade menšieho počtu kamier odporúčame použiť lacnejší typ: M1829.
Pretože stabilizátory pracujú v komutovanom režime, výsledok je necitlivosť na dĺžku kábla (napr. 1m alebo 100m) a aktuálny úbytok napätia. Strata výkonu v stabilizátore by bola približne rovnaká, ale mali by sme si pamätať, že spolu so stúpajúcou vzdialenosťou, sa v regulátore spotreba prúdu zvyšuje tiež - aby sa kompenzovalo nízke vstupné napájanie. Preto pri krátkom napájacom kábli, je nižší prúd absorbovaný z napájacieho zdroja a z transformátora môže byť napájaných viacero kamier. Pre vzdialenosti do 250m, môžeme použiť 24V AC transformátor (výstupný). Pre väčšie vzdialenosti sa odporúča používať 29V AC zariadenie. Vyššie popísané nízko napäťové zariadenia môžu napájať kamery s termostatom do vzdialenosti 300m alebo bez termostatu do 980m. Počet kamier závisí od celkovej dĺžky napájacích káblov. Nižšie v tabuľke sú ukážkové vzdialenosti pre šesť prípadov.
1

14 kamier bez termostatov – 980 metrov

2

4 kamery s termostatom – 300 metrov

3

6 kamier:
2 kamery s termostatom – 300 metrov
4 kamery bez termostatu – 980 metrov

4

16 kamier bez termostatov – 100 metrov

5

6 kamier s termostatom – 100 metrov

6

12 kamier:
2 kamery s termostatom – 100 metrov
10 kamier bez termostatu – 100 metrov

Napájanie kamier cez krútený pár
Podobné riešenie ako "nízko napäťové napájanie" bolo vyvinuté spolu s používaním krúteného páru pre kombinovaný prenos videa a napájania. Pripomíname, že pri použití UTP/FTP káblov môžeme použiť video transformátor TR-1 M1663. Použijeme len jeden pár vodičov a zvyšné môžu byť využité ako napájacie. Zariadenie využívajúce voľné páry pre napájanie CCTV kamier je TRN-1/400 M1668 vysielač (umiestnený pri kamere) a TRO-1/400 M1669 prijímač (pri monitore). Video signál sa prenáša rovnako ako s TR-1, ale napájanie prechádza zvyšnými vodičmi prepojenými paralelne ako v SK-40.
Z ekonomického hľadiska je použitie krúteného páru, napr. E1508_305 najlepšie riešenie - hlavne z dôvodu nízkej ceny kábla. Ďalšia výhoda prenosu po krútenom páry je neprítomnosť elektromagnetických interferencií (pochádzajúcich napr. z vypínania a zapínania výkonných zariadení). Vzdialenosť, na ktorú možno prenášať video signál je pôsobivá. Maximálna vzdialenosť prenosu napájania záleží od použitého transformátora a termostatu, je zobrazená v nasledujúcej tabuľke:
ZaťaženieMaximálna vzdialenosť s 24V napájanímMaximálna vzdialenosť s 29V napájaním
1 kamera 250mA1080 metrov1600 metrov
1 kamera 250mA
+ termostat 500mA
260 metrov500 metrov
Prehľad otázok bezpečnosti:
  • Použitie bezpečných napájacích napätí.
  • Oddelená nulové vedenie kamery od zemniaceho.
  • Pre drahšie zariadenia (DVR, PC) stoji za zváženie použitie prídavných zariadení na ochranu pred výbojmi, ako napríklad M1711 separátor, M1701 prepäťová ochrana a predlžovačka s ochranou - P1315.
Power over Ethernet (PoE)
IP kamery sú často napájane z PoE zdrojov, napr. PSA16U-480 M1890. Môžu použiť len jeden pár vodičov, ktoré prenášajú dáta a prenášajú energiu. Napájanie dodržiavajú IEEE802.3af štandardy, ktoré dovoľujú napájať ľubovoľné PoE zariadenie. Rovnaký druh napájania sa používa v sieťových zariadeniach napr. AP, switche atď.
PoE zdroje napájania PSA16U-480 M1890
Kapitola pojednávajúca o zdrojoch napájania v monitorovacích inštaláciách bol pripravená v spolupráci so spoločnosťou Delta