Блоки питания, используемые в системах видеонаблюдения
Современные электронные устройства имеют высокотехнологичную начинку. Одной из основ безупречной работы является питание прибора. Видеонаблюдение входит в категорию систем безопасности и важно обеспечить их работу на должном уровне.
Системы видеонаблюдения имеют комплексное построение. Это значит что согласование устройств возможно только при безупречной работе всех составляющих. Правильный расчёт напряжения и подбор блоков питания для электроники может значительно поднять надёжность системы в целом.
- Что такое источники питания и их виды;
- Как подобрать блок питания для видеонаблюдения;
- Места установки;
- Пример расчёта питания.
Что такое источники питания и их виды
Блок питания – это устройство, преобразующее напряжения питания электросети до нужных для работы параметров потребителю.
Отдельные блоки питания
Нередко производитель комплектует видеокамеру отдельным блоком питания. Это крайне не правильный подход для организации системы. Ведь при таких блоках питания пришлось бы тянуть отдельную линию 220 вольт к каждой видеокамере, но они существуют.
Источники бесперебойного питания (ИБП )
Такие источники питания стационарны. Они могут распределять энергию на множество потребителей. Источники бесперебойного питания выпускаются на разные выходные напряжения. Есть и комбинированные источники, в которых присутствует несколько выходных напряжений.
Важный параметр таких блоков это отдаваемый ток нагрузке. При системе из многих видеокамер нужно исключит не только просадку напряжения, но и обеспечить нужную силу тока. Этому помогают блоки различной отдаваемой мощности.
Но основное преимущество – это обеспечение питанием системы при отключении электроэнергии силовой сети. В этом помогают установленные аккумуляторные батареи.
Внутри такого устройства имеется модуль подзарядки аккумуляторов, схема стабилизации и фильтрации. Например, такой модуль:
Есть не только готовые ИБП, но и отдельные элементы, они предназначены для монтирования в электрошкафах.
Модуль блока питания с проводами для подключения аккумулятора:
Защищённые блоки питания для видеонаблюдения
Построение системы видеонаблюдения на объектах с неблагоприятным атмосферным воздействием предполагает использование блоков питания с защитой. Например, уличные блоки питания должны быть с классом защиты не менее IP68.
Уличный блок питания «Резерв»:
Для работы видеонаблюдения в опасных условиях производства, выпускаются искробезопасные блоки питания:
Технология POE – реализация питания устройств по сетевому кабелю
PoE технология разработана с целью, питать сетевые устройства по одному кабелю. То есть витая пара, выполняет функцию передачи данных и одновременно является подводом питающего напряжения.
Для успешной работы такой связки важно, что бы сопрягающиеся устройства поддерживали эту функцию. В противном случае используются PoE сплиттеры и PoE инжекторы.
Сплиттер – это устройство позволяющее организовать питание оконечного устройства, не поддерживающего PoE.
Инжектор – это устройство позволяет организовать питание оконечного устройства поддерживающего технологию PoE.
Так же возможна организация питания для устройств, находящихся по разные стороны линии данных, и у которых нет поддержки этой технологии. Тогда у ведущего и оконечного устройства устанавливают сплиттер и инжектор. Такое подключение исключает опрашивание приборов на программном уровне и называется – Passive PoE. Существует ещё один способ организации питания видеокамер, так называемый – гибридный HPoE. Дело в том, что для длинных линий к видеокамерам используется коаксиальный кабель с соответствующими преобразователями.
Гибридная схема подключения (витая пара – коаксиальный кабель – витая пара):
Блоки питания для систем видеонаблюдения основанных на PoC
Особых требований к блокам питания для обеспечения питания видеокамер по коаксиальному кабелю нет. Все соответствует стандартам по дальности установки видеокамер. Требования к установке будут приведены далее по тексту. Оборудование, поддерживающее технологию Power over Coaxial, уже имеет блоки питания в комплекте. Можно только сказать, что блоки питания используют напряжение 48 вольт, это связано с протяжённостью линий связи. Таким образом, создаётся запас для возможных падений напряжения на дальних дистанциях. Если нехватка напряжения заметна, возможно, добавление параллельного блока.
Смонтированы два дополнительных БИРП (Блок Источника Резервного Питания):
Методы расчёта блоков питания для систем видеонаблюдения
расстояние до камер около 50 метров,
Потребляемый камерой ток 150 мА,
Питается видеокамера напряжением 12В+/-10%.
Определяем общий ток потребления видеокамерами I=150*4=600мА=0,6А.
Выбираем соответствующий блок питания, смотрим параметры его выходного напряжения, например 12,6+/-0,2В.
Определяем минимальный уровень напряжения блока 12,6-0,2=12,4В и камеры 12В-10%=10,8В.
Максимально допустимый уровень потерь составит U=12,4-10,8=1,6В.
Рассчитываем максимально возможное сопротивление линии (рис.1) R=U/I=1,6/0,6=2,7 Ом.
Общая длина провода L=50*2=100 метров.
Максимально допустимое удельное сопротивление Rуд=R/L=2,7/100=0,027 Ом/метр.
По приведённой таблице определяем, что сечение провода должно составлять не менее 0,75 мм 2 .
Распространенные способы питания IP камер
Цифровые IP камеры, которые широко применяются как в системах видеонаблюдения, так и для других целей, обязательно должны быть подключены к источнику электропитания. Организация стабильного и бесперебойного питания является залогом надёжной работы системы видеонаблюдения. Питание IP камер, в зависимости от конструкции, осуществляется постоянным напряжением от 12 до 24 вольт. Подача питающего напряжения на удалённые IP камеры может осуществляться несколькими способами.
Содержание:
Основные способы питания цифровых камер
Мощность, потребляемая цифровыми устройствами, обычно не превышает несколько десятков ватт при небольшом напряжении, поэтому для питания IP камер нет необходимости прокладывать мощные кабельные линии. Для организации электропитания цифровых видеокамер могут использоваться несколько способов:
- Использование технологии PoE;
- Подача питания по витой паре;
- Применение отдельных источников питания для каждой камеры;
- Работа IP камер от аккумулятора или батареи.
PoE питание. Наиболее перспективным способом подачи питания на цифровые видеокамеры считается технология PoE. Для трансляции видеопотока с IP камер используется кабель «витая пара» и технология PoE (Power over Ethernet – питание по Ethernet кабелю), которая обеспечивает подачу напряжения питания по тому же кабелю, с использованием одной или двух пар проводников.
Данная технология определяется специальным протоколом, в котором регламентируются все электрические параметры, и который позволяет передавать по витой паре постоянное напряжение величиной до 56 вольт с током 400 mA. Такое напряжение было выбрано исходя из того, что технология PoE предназначена не только для питания цифровых камер видеонаблюдения, но и для других устройств. Питание IP камер через PoE, а так же другими способами, должно осуществляться от бесперебойного блока питания имеющего собственный аккумулятор. В этом случае, при аварии на электрической сети система видеоконтроля сможет работать ещё определённое время.
По витой паре с помощью PoE инжекторов. В том случае если цифровое устройство не поддерживает PoE, осуществить подачу электропитания на удалённое устройство по кабелю «витая пара» можно с использованием специальных инжекторов.
Блоки питания. В некоторых случаях, особенно для питания IP камер, используемых для внешнего наблюдения, могут использоваться блоки питания. Они располагаются в непосредственной близости от камер, и каждый блок питания обеспечивает рабочим напряжением одно устройство.
Такой способ удобен тем, что при выходе из строя конкретного блока неработоспособной окажется только одна камера. Для организации подобного типа питания необходимо чтобы в точках установки камер видеонаблюдения имелась базовая сеть 220V с возможностью подключения к ней блоков питания.
Автономное питание. В системах видеонаблюдения иногда используются IP камеры работающие в автономном режиме. Такая камера питается от компактного аккумулятора, а видеоинформация может транслироваться по радиоканалу или записываться на карту памяти.
Далее мы подробно разберем 2 распространенных, надежных и наиболее часто используемых способа питания цифровых IP камер:
- Посредством PoE;
- По витой паре с использованием PoE инжекторов и блоков питания.
Подача напряжения на IP камеры через PoE
Существует два стандарта этой технологии: 802.3af от 2003 года и 802.3at, принятый в 2009 году. Последний вариант идентифицируется как PoE+. Если первый вариант позволяет подключить внешнее устройство с потребляемой мощностью до 15 Вт, то технология PoE+ позволяет подавать питание на несколько устройств с мощностью до 30 Вт с использованием двух пар проводников.
Большинство IP видеокамер потребляют 2-4 Вт, поэтому даже стандарт 2003 года позволит обеспечить электропитанием до 7 камер видеонаблюдения при условии установки их внутри помещения. Камеры наружного наблюдения требуют для своей нормальной работы в любых климатических условиях наличие специального защитного кожуха, термоэлемент которого так же может быть запитан от линии питания камеры, что потребует дополнительной мощности.
Главная особенность технологии PoE заключается в том, что для питания IP камер видеонаблюдения не требуется выполнять монтажные работы по прокладке отдельной кабельной линии, поскольку и видеоинформация и питающее напряжение проходит по одному и тому же кабелю. В технологии PoE принято деление на 4 класса: 0, 1, 2, 3, где каждый класс определяется мощностью внешнего устройства и мощностью, которая подаётся на порт. При работе устройств по PoE особый режим предусматривает мгновенное отключение питающего напряжения в случае возникновения ситуаций, способных привести к выходу из строя дорогостоящего оборудования.
Питание камер по PoE несмотря на удобство и перспективность имеет определённое ограничение. Длина кабеля, транслирующего видеопоток и напряжение питания от коммутатора до камеры видеонаблюдения, ограничивается 100 метрами.
Этот порог легко преодолим несколькими способами:
- Применение PoE репитеров (повторителей);
- Использование конвертеров VDSL2.
Репитеры, или повторители, подключаются через каждые 90-100 метров и позволяют значительно увеличить протяжённость линии от коммутатора до видеокамеры.
Конвертеры VDSL2 или устройства Ethernet Extender предназначены для подключения камер высокого разрешения по кабелю на расстоянии более 100 метров. Максимальная длина соединительной линии с применением проводников сечением 0,5 мм может достигать 1500 метров.
Применение PoE инжектора и блока питания
Можно подать питающее напряжение на IP видеокамеру без применения технологии PoE. Для этого так же существует несколько способов. Самый простой способ подать питание IP камеры по витой паре требует небольшой переделки LAN кабеля.
Инжектор для питания по витой паре
Дело в том, что две витые пары такого кабеля не используются для передачи сигнала, и их можно использовать для подачи напряжения питания от отдельного источника на IP камеру. Для этого необходимо разрезать оболочку кабеля, и вывести наружу две свободные пары. Затем проводники пар соединяются параллельно для увеличения сечения провода. После этого от внешнего источника постоянного напряжения можно подавать питание на IP камеру. При сечении пары 0,4 мм 2 (один проводник 0,2 мм 2 ) можно расположить видеокамеру от источника питания на расстоянии до 70-80 метров при потребляемой мощности не более 5 Вт.
Для подачи питания на различные устройства, в том числе и на камеры видеонаблюдения, используются устройства называемые инжекторы. На инжекторе имеется порт LAN и порт POE. К порту POE подключается внешнее устройство, поддерживающее технологию PoE, а к порту LAN подключается коммутатор или компьютер. Кроме того на инжекторе есть разъём для подключения стандартного блока питания. Существуют инжекторы, объединённые с компактным источником питания в одном корпусе. Различные модели инжекторов могут отличаться количеством портов, число которых может быть от 1 до 16. Такие типы PoE адаптеров прекрасно подойдут для организации видеонаблюдения с небольшим количеством IP камер.
Достаточно часто для подключения камер видеонаблюдения применяются так называемые пассивные инжекторы. Они представляют собой обычные переходники, предназначенные для удалённого подключения устройств, поддерживающих технологию PoE. Некоторые модели переходников позволяют подключать к кабелю устройства, не предназначенные для применения такой технологии, например, ИК прожекторы. Современные технически средства позволяют организовать питание IP камер для систем видеонаблюдения легко и без проблем.
Понравилась статья? Сохрани в соц сетях!
12 комментариев
«Дело в том, что две витые пары такого кабеля не — используются для передачи сигнала, и их можно использовать для подачи напряжения питания от отдельного источника на IP камеру»
А если линк нужен гигабитный? Используйте инжектор + сплиттер и не экономьте.
«Дело в том, что две витые пары такого кабеля не — используются для передачи сигнала, и их можно использовать для подачи напряжения питания от отдельного источника на IP камеру»
Да это вообще недопустимо! Вредные советы что ли?!
Поясните пожалуйста, почему не допустимо, а как же PoE?!
Так монтирует весь постССР как минимум. И пока не видел причин плакать по этому поводу
В нашем славном Барнауле у меня такая система работает уже более 3-х лет и ни одного нарекания
Проверено, такое подключение уже работает больше года
Барнаулец – это ещё как допустимо!
допустимо-допустимо,экономить как начинаешь так все допустимо и почти все прокатывает.
Работать может любая самодеятельность, но стандарты не зря придумали и утвердили. Один «Кулибин» применил одно решение, второе — другое. А потом обслуживай такую сеть не Бог весть кем спроектированную и реализованную… Есть инжекторы и коммутаторы, поддерживающие IEEE 802.3, вот их и используем!
это есть «пассивное РОЕ»
Доброго дня форумчане.
Подскажите как отключить питание по PoЕ в камере.
Дело в том что подключаю камеру на коммутаторе загорается индикатор питание РоЕ но камера не работает другие подключенные камеры к этому же коммутатору без поддержки Рое работают без проблем.
Войдите в настройки камеры и снимите флажок питание POE