Меню

Как определить питание видеокамеры

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:

  1. Посредством PoE;
  2. 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.

Читайте также:  Детское питание с лактобактериями

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.

Источник



ПИТАНИЕ КАМЕР И СИСТЕМ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

По виду напряжения питания камеры видеонаблюдения можно подразделить на три группы:

  • с питанием постоянным напряжением 12 В (=12),
  • постоянным 24 Вольта (=24),
  • камеры, питающиеся от переменного напряжения 220 Вольт (

Основное достоинство использования постоянного напряжения питания — высокая степень электробезопасности. Вместе с тем, при значительных мощностях (большом количестве камер) требуется использование проводов значительных сечений.

Поскольку любой проводник обладает сопротивлением (которое тем выше, чем меньше его сечение и больше длина), на нем происходит падение части напряжения питания. В этом можно легко убедиться, вспомнив закон Ома (рис.1).

На участке L1 потери напряжения будут составлять U1, таким образом на камеру К1 поступит напряжения питания Uк1=Uп-U1. Следующей камере видеонаблюдения «достанется» еще меньше и так далее по цепочке.

Чтобы избавить Вас от излишних расчетов, приведу значения удельного сопротивления (Ом/метр) медных проводников, наиболее часто используемых сечений:

Сечение (мм 2 ) Удельное сопротивление (ом/м)
0,5 0,035
0,75 0,022
1,0 0,015

Следует помнить, что при расчетах (проектировании) системы видеонаблюдения значение длины провода следует брать в два раза больше чем расстояние от блока до камеры, поскольку проводников два (плюс и минус). Пример расчета приведен в конце статьи.

Что касается питания 220 Вольт, то, в большинстве случаев, здесь потерями напряжения можно пренебречь. Однако, с точки зрения безопасности этот вариант менее предпочтителен, хотя в ряде случаев, например при организации уличного видеонаблюдения, его реализация может оказаться проще и дешевле.

ПРОВОДА ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ПИТАНИЯ К ВИДЕОКАМЕРЕ

Для подачи питания на камеру видеонаблюдения требуются, как минимум:

  • провода и кабели;
  • коммутационные изделия: штекеры, разъемы и пр.

Поскольку видеокамеры с напряжением 12 Вольт встречаются чаще всего, при рассмотрении вопроса подключения электроэнергии будем рассматривать этот случай. По большому счету, все что будет сказано применимо для любых вариантов, кроме камер на 220 Вольт.

С учетом того, что рассматриваемые подключения являются слаботочными, теоретически можно использовать любой провод (от силового до сигнального). Кабели с многопроволочными жилами предпочтительней однопроволочных по причине гибкости. Причем это свойство бывает полезно не столько при прокладке кабеля, сколько при его соединении с разъемом.

Лично для меня оптимальным вариантом является ШВВП 2х0,5 или ШВВП 2х0,75 с сечением жилы 0,5 и 0,75 мм 2 соответственно.

Для облегчения жизни монтажника существует комбинированный провод для систем видеонаблюдения КВК. Он представляет собой объединенные общим слоем изоляции коаксиальный кабель и уже упоминавшийся шнур ШВВП. Выгода при этом заключается в прокладке одной линии вместо двух.

В каких-то случаях это критично, в каких-то нет, но один недостаток следует отметить. Это необходимость установки блока питания в непосредственно близости от видеорегистратора.

В противном случае придется разделывать кабель посередине, провод питания пойдет на блок, а коаксиал – к регистратору. Зачастую это неудобно и явных выгод не сулит.

Кроме того, такое решение приемлемо для аналоговых камер, поскольку IP видеокамеры подключаются по витой паре, а не коаксиальному кабелю (речь идет о передаче видеосигнала). Стоит заметить, что организация их питания имеет дополнительные возможности.

Иногда требуется камера с автономным питанием. Это может быть беспроводная WiFi камера, или видеокамера с записью на карту памяти или флешку. Интересующиеся могут заглянуть сюда, но должен заметить этот вариант скорее исключение чем правило.

Разъемы для подключения питания камер можно разделить на две группы по способу соединения с проводом:

  • под пайку;
  • под винт (зажим).

Первый тип обеспечивает надежное долговременное соединение. Способ этот достаточно трудоемкий и в «полевых» условиях неудобен. Для этих случаев лучше подходит второй вариант.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ПИТАНИЯ IP КАМЕРЫ

Помимо классического варианта: питания от отдельного блока, в IP видеонаблюдении существует возможность одновременной передачи по одной линии (витой паре) видеосигнала и постоянного напряжения. Это технология PoE (Power over Ethernet).

Достаточно подробно про нее написано в отдельной статье. Здесь же имеет смысл кратко перечислить основные устройства для организации питания ip камеры по витой паре.

К ним относятся:

  • потребители (PD);
  • источники (PSE);
  • сплиттеры;
  • конверторы.

Первая группа это ни что иное как видеокамеры, то есть конечные устройства. Источниками PoE могут являться отдельные блоки или коммутаторы, маршрутизаторы, поддерживающие данную опцию.

Вариантов и способов реализации здесь много, но их рассмотрение не является целью данной статьи.

Если PoE устройство, являющееся источником преобразует напряжение в сигнал для передачи по витой паре, то сплиттеры выполняют задачу прямо противоположную. На выходе они формируют постоянное напряжение для устройств, не поддерживающих технологию PoE. Конвекторы (преобразователи) служат для подключения камер, имеющих отличные от источника уровни напряжения и стандарты.

В ряде случаев применение блоков и других источников, поддерживающих PoE весьма удобно , например, для уличных ip камер.

БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

Наиболее часто для питания камер видеонаблюдения используются блоки питания (БП) напряжением 12В.

Первое на что следует обратить внимание при выборе блока питания — это его мощность (рабочий ток), которые связаны между собой следующими соотношением:

P=I*U или I=P/U , где:

  • P (Ватт) — мощность,
  • I (Ампер) — ток,
  • U (Вольт) — напряжение.

Следует заметить, что ориентироваться надо на номинальные значения тока и мощности, но никак не на максимальные (пиковые).

Теперь что касается некоторых функциональных возможностей блоков питания:

Если сетевое напряжение на объекте где установлено видеонаблюдение не подвержено скачкам и провалам, то можно использовать нестабилизированный блок, тем более он дешевле.

Защита от перегрузок и замыканий.

Главным образом — это нужно для защиты самого блока. Однако, при срабатывании он отключит все питаемые от него камеры, как следствие — система «зависнет».

На важных с точки зрения безопасности объектах для минимизации подобных рисков стоит использовать несколько источников питания (для небольших групп камер — отдельный) или многоканальные блоки с независимой защитой по каждому каналу. Кстати, это позволит предотвратить возможность взаимных помех по цепи питания.

Импульсный блок питания при прочих равных условиях имеет меньшие габариты и вес, чем трансформаторный. Для больших токов он предпочтительнее.

Если система видеонаблюдении имеет небольшое количество камер – это может быть вариант с:

  • частным домом;
  • дачей;
  • квартирой,

то можно обойтись трансформаторным. Здесь определяющим фактором выбора будет цена.

Стоит учесть, что некачественное импульсное устройство может явиться источником дополнительных помех.

Многоканальные блоки питания.

Одна из проблем, которая может встретиться при эксплаутации системы видеонаблюдения – помеха в виде полос на экране монитора. Она может быть вызвана разными причинами, в том числе и наводками на камеру или линию питания.

Через блок питания такая помеха может распространиться на все камеры системы. Чтобы этого не произошла используют многоканальные БП, в которых видеокамеры развязаны друг от друга по питанию различными схемотехническими решениями.

БЕСПЕРЕБОЙНЫЕ БЛОКИ И ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ КАМЕР

Для камер бесперебойное питание имеет смысл при наличии резерва для остальных компонентов оборудования системы, например, видеорегистраторов или ПК. Для особо важных объектов эту опцию рекомендуется предусмотреть.

Кроме общих никаких особых требований в большинстве случаев к ним не предъявляется. Используются широко распространенные блоки бесперебойного питания для систем сигнализации. По ссылке можно посмотреть пример их расчета, но конспективно я приведу его и здесь.

Осуществляется он в два этапа:

  • определяем номинальную мощность (ток);
  • рассчитываем емкость аккумулятора (АКБ).

По первой позиции берем токи потребления всех камер, подключаемых к источнику и суммируем. Обратите внимание, ориентировать нужно на максимальные значения. Например, ночью видеокамера за счет инфракрасной подсветки потребляет большую мощность (ток). То же самое касается камер уличного исполнения с подогревом.

Найдите в характеристиках именно такие параметры, если они указаны отдельно – это достаточно важный момент.

От емкости аккумулятора зависит как долго камера будет работать в автономном режиме. Учтите такие моменты как:

  • нет смысла брать для расчета время большее, чем для других компонентов системы;
  • не нужно доводить АКБ до полного разряда, поэтому запас по емкости берите 20-30%.

Давайте прикинем, уличная камера с ИК подсветкой может потреблять до 1,5 Ампер. При емкости аккумулятора 7 А/час этого хватит часа на 3 работы. Соответственно, если к одному бесперебойному блоку мы подключим три таких видеокамеры, то он проработает в автономном режиме немногим более часа.

Учтите, в режиме работы от сети он должен обеспечивать номинальный ток 4,5 А. Кроме того, токи в режиме резерва и при работе от сети могут отличаться. И еще – максимально поддерживаемая блоком емкость АКБ тоже нормируется. Поэтому смотрите на совокупность всех перечисленных выше параметров.

Для видеорегистраторов или видеосерверов обеспечение бесперебойной работы в автономном режиме на протяжении более менее длительного времени задача может не столько сложная, сколько дорогая.

ПРИМЕР РАСЧЕТА ПИТАНИЯ ДЛЯ КАМЕР ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

Исходные данные:

  • количество камер видеонаблюдения — 4,
  • расстояние до камер 50 метров (будем считать, что все камеры расположены в непосредственной близости друг от друга),
  • ток потребления каждой камеры 150 мА,
  • напряжение питания камеры видеонаблюдения 12В+/-10%.

Определяем суммарный ток потребления 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 приведенной в начале статьи таблице определяем, что сечение провода должно составлять не менее 0,75 мм 2 .

© 2014-2020 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Источник