Tápegységek CCTV felügyeleti rendszerek telepítéséhez

Ezt a kérdést ritkán említik a felügyeleti rendszerek leírásaiban pedig ez gyakran egy rendszer helytelen működésének a fő okozói lehetnek. A CCTV kamerák tápfeszültség ellátása 12 V, 24 V DC-ből, vagy 115/230V AC-ból történik.

Egy nagyon népszerű jeltovábbítási mód a YAR 75-0.59/3.7+2x0.5 M5995-ös koaxiális kábelen, amely rendelkezik két tápfeszültség vezetékkel is.
Sokkal jobb paramétereket szavatol a CAMSET 50 M6050 tápfeszültség dróttal 0.5 mm²keresztmetszetű és a CAMSET 100 M6100 tápfeszültség dróttal 1.0 mm² keresztmetszetű. Ezek CE igazoltak 230 V AC-ra. A kábel koaxiális része 92 százalékos fonatfedettséget biztosít. A legmagassabb minőségét a gyártó 6 éves jótállással támogatja.

A kereskedelemben elérhető tápegységek úgy tűnik, hogy nagyon kényelmes beszerzési forrást biztosítanak a tápfeszültség ellátásra. Azonban a közvetlen megtáplált kamerák a 230 V AC sorozatból nagyon sok problémát vetnek fel, ami kapcsolatban áll a telepítők és felhasználók biztonságával. Ezért szükséges, hogy minden eszköznek és kábelnek meg kell felelnie a biztonsági követelményeknek és szabályoknak.

A berendezésnek meg kell felelnie a CE szabványi előírásoknak.
A kültéri TS-806H ház 230 V fűtővel (M54141) CE minősítéssel rendelkezik. A nulla vezetéket a földelési ponttal össze kell kötni..

A fűtéssel és hőfokszabályozóval rendelkező házakban találhatók nem szigetelt pontok is pl. a kábelek és a forraszpontok végei, szorítókapcsok. Minden szerelési munkánál nagyon képzett szerelők végezzék a munkát és inkább ajánlható a biztonságosabb kisfeszültségű rendszer megvalósítása 12V DC, vagy 24V AC.

A CCTV telepítéseknél gyakran van szükség, hogy hosszú videó és elektromos kábeleket használjunk. A videójel továbbítása nem okoz nagy problémát. Tapasztalatunk a YAP 75-0.59/3.7 M6500 kábel elfogadható minőséggel továbbítja a videójelet akár 300-400m-re is. A fentihez 400m továbbításhoz elegendő egy videó erősítő, pl. M1840-et igénylik. A hossz problémák általában a tápegységgel kapcsolatosak. A 12 V DC feszültség telepítés fő előnye a szerelési munka biztonsága és a rendszer tartós működése.

Az említett fenti hátrány a feszültségesés a vezetékben és ez korlátozza a továbbítás hosszát.

A kameragyártók általában a kamera tápegységgel kapcsolatosan részletes műszaki információkat adnak meg: 12 V DC . Arról viszont nem tájékoztatnak a még elfogadható feszültségeltérésről, amin belül a kamera bármilyen probléma nélkül tud működni. A 11.8 V helytelen? Vajjon a 13 V-os gépkocsi akkumulátor megrongálhatja a kameránkat?

A részletes leírások esetében a legalacsonyabb és legmagasabb feszültséget megbízhatóan meg kellene adni. A CCTV alkalmazásokban a legalacsonyabb érték fontosabb, az a minimális feszültség, amivel a kamera még mindig megfelelően dolgozik. Teszteltünk egy tucat különféle kamerát és kipróbáltuk a kamera termináljainál a feszültséget, amelynél kiderült, hogy ennek az értéknek 11V alá nem szabad csökkennie. Leginkább a kamerák működnek rosszul 10.5 V körül. 11 V alatt a kamerák színeket kapcsolnak ki, vagy kapcsolási problémák vannak. További megfontolások után végül a legnagyobb elfogadható feszültségesés a szállító kábelen maximum 1 V lehet.

A YAP M6500 kábel gyártója szavatolja a tápegység-drót ellenállását ami nem magasabb 5.5 ohm/100m ( egy drót). A véletlen tesztjeinkből (néhány eredmény) megjelenik ez az ellenállás átlagban 3.775 ohm/100m. (elméletileg, egy kábel 0.5mm²keresztmetszetű 3.4ohm/100m). Az áram, amit egy tipikus kamera fogyaszt 150-250mA. Ha vesszük az áram felső értékét, az ellenállás ohm értékét az alacsonyabbikat, akkor ez a távolság kb.60m. A maximális távolság a CAMSET 50 2x0,5 mm²kb 60m. a CAMSET 100 2x1,0 mm²kb. 120m.

Ez a hossz körülbelül 20m-rel csökken M6050 kábelnél 0,5 mm² keresztmetszetnél, amikor termosztátos fűtővel csatlakozunk és 12 V feszültséggel működik (M5406). Ez egy nagyon rövid távolság. Tudjuk növelni a távolságot, azonban a keresztmetszetét is növelnünk kell a kábelnek, pl. a CAMSET 100 M6100 1,0 mm² keresztmetszetű kéteres kábellel már kb. 40 m-re továbbíthatjuk. Sajnos ez kapcsolatban áll a nagyobb költséggel is. Feszültség beállítással is használhatunk tápegységeket, pl. M1828.

A táblázat lent a legnagyobb áramot illusztrálja, amit a kiválasztott távolságnál továbbítani tudunk, aminek konkrét kábel keresztmetszete is van. A számítások alapjául 1 V feszültségesést és Ohm törvénye alapján a minta szerint ellenállást számoltuk ki: R=2pL/S. Ahol:

R - a kábel ellenállása ( a két drót kötésben csatlakozik)[ohm]
p - rézből készült = 0.017 ellenállása [ohm mm²/m]
L - kábel hossz [m]
S - kábel keresztmetszet [mm²]

A táblázat azt mutatja, ha kamerát akarunk meghajtani, amelynek az áramfelvétele 245mA, azt CAMSET 50 M6050 kábellel 60m távolságra tudjuk elvezetni. A CAMSET 100 M6100 felhasználásával ez 120 méter. Egy u-cam M1128 kamera és Marathon MH-806/12 M5406 kültéri ház fűtéssel történő felhasználásánál az energia fogyasztás 900mA. Ebben az esetben a CAMSET 50 M6050 17 métert biztosít és a CAMSET 100 M6100 már 34m távolságot jelent.

Az is lehetőség, hogy a kamera számára magasabb feszültséggel kompenzálni a kábel okozta feszültségesést. Mindazonáltal, ez a módszer a változó ellenállással hozza hátrányba a rendszert (hőszabályozó kapcsoló) és a feszültségesés így is bekövetkezik, változni fog, a nagyobb távolság esetében a feszültségnövekedés megrongálhatja a kamerát. Úgyhogy a kamerának meg kell adni a maximumot, megfelelő feszültséggel kell ellátva lennie, de további feszültségszabályozó szükséges. A rögzített helyeken (szobai kamerák) mindegyik kameránál használhatunk különálló állítható tápegységet és a vonal hosszától függően beállíthatjuk a feszültséget.

A kamerák tápfeszültség ellátásához használhatjuk:

• tipikus 12 V DC tápegységek - rövid távolságoknál
• állítható tápegységek: 12-14.5 V DC
• tápegység-adapter ZK-40 M1830 (ca30 V) és a kameráknál levő 12 V DC szabályozók (SK-40 M1831).

Mintatelepítés állítható tápegység adapterrel: 12-14V/2.5A M1828
A tápegység képes 8-10 ellátni tipikus mennyezeti, vagy kompakt kamerát, amelynek aktuális áramfelvétele nem magasabb 200 - 250 mA. Gondoskodik róla, hogy 12-14 V tartományában levő kimenő feszültség beállítása, amit a kábel hosszából eredő feszültségesés okozott, a feszültségesésnek a kompenzációjára használhatnak. A tápegység adapter hat végponttal rendelkezik, amely kapocs pontokon a drótok könnyű csatlakozását tudjuk megvalósítani.

Mindegyik kimenet biztosíték foglalattal rendelkezik, megfelelő biztosítékkal (ezt a terhelésnek megfelelően ki kell választani). A maximális áram nem lehet 2,5 A fölött.

It is worth to use ready-made cables of 1.5m length terminated with 2.1/5.5 DC connectors: E0695. If the cameras are powered with cables of minimal length 10m and maximal length 100m, with 0.5mm² cross-section (power supply pair of the M6500 or M6504 cable), the resistance the pair is 0.1 ohm/m). On the assumption that each cable carriers the same current of 200mA, the voltage drop will be from 10m x 0.1ohm/m x 0.2A= 0.2V to 100m x 0.1ohm/m x 0.2A = 2V. If we power cameras with 12V DC, the cameras get voltages from 10V (less than typical minimum value of 11V) to 11.8V (within the margin). But thanks to adjustment of output voltage in power supply adapter M1828, we can increase the supplying voltage by about 1V. Then we will have the voltage ranging from 11V to 12.8V, which means that each camera is powered with proper voltage.

The idea of using power supply adapter 12-14V/2..5A

In the case of longer distances and employing thermostats the professional solution is so called "low voltage power supply" consisting in using still safe in normal conditions 40V DC voltage from power supply adapter ZK-40 M1830 and additional 12V regulators SK-40 M1831 installed at cameras.

Possible voltage drops related to line length and use of thermostat are eliminated by the stabilizer. We remind that voltage safe for humans in common conditions is 60V DC and 48V AC. Basic feature of such solution is ++safety+++, however there is also the economical aspect. The cost of stabilizers as well as of the power supply adapter (it does not need to be regulated) is the same or usually lower than of electrical AC installation with AC outlet for each camera (exactly - for the individual AC/DC adapter with regulated output). Additional advantage of this kind of low voltage supplying is the fact that all equipment can be powered from one point. This way only one UPS will be needed for backup of the whole system. Besides, the time needed for doing such installation is shorter than for mounting separate power supply adapters by each camera. The described above supply adapter M1830 allows for connection of even 16 cameras. In the case of a lower number of cameras we suggest the cheaper one: M1829.

Because the stabilizers work is switched mode, the result is insensitiveness to the length of the cable (e.g. 1m or 1000m) and the actual voltage drop. Power loss in the stabilizer will be approximately the same, but we should remember that together with increase of the distance the current consumed by the regulator also increases - to compensate lower input voltage. Therefore, the shorter power cables are, the lower current is absorbed from power supply, and the larger number of cameras can be powered from one transformer. For distances up to 250m, we can use 24V AC transformer (output). For longer distances it is suggested to use 29V AC device. Low-voltage power supply system using the described above devices allows to supply power for cameras with thermostats up to 300m, or - without thermostats - up to 980m. The number of cameras powered from one power supply adapter depends on thee total length of supply cables. Below we put the table showing example distances for six cases ("w/o" means "without").

A similar solution to "low voltage power supply" has been developed together with employing twisted-pair cables for combined video and power transmission. We remind that in the case of signal transmission with the use of UTP/FTP cable we can use video transformer TR-1 M1663. We use only one pair of wires then (the rest can be used for power supplying). The devices using free pairs for powering CCTV camera are TRN-1/400 M1668 transmitter (placed by the camera) and the TRO-1/400 M1669 receiver (at the monitor). The video signal is transmitted the same way as with TR-1, however the voltage is sent through the remaining pairs suitably connected in parallel, identically as in SK-40.

Economically, the use of twisted-pair cable, e.g. E1508_305 is the best solution -simply for the reason of low cost of the cable. Additional advantage of twisted-pair transmission is lack of electromagnetic interferences (coming e.g. due to switching on and off high power machines) for the reason of differential signal transmission. Distance on which we can transmit video signal is impressive. Maximal distance of sending power supply depends on the transformer used and optional application of thermostat, as it is shown in the table below:

Summary of safety issues:

• Use safe supply voltages.
• Separate camera's zero voltage rail from the "ground".
• For more expensive devices (standalone DVR, PC) consider use of additional protection devices, protecting the equipment against lightning discharges, like M1711 separators, M1701 lighting arresters, and safety multi-outlet extension cords - P1315.

IP cameras are often powered from PoE supplies, e.g. PSA16U-480 M1890. They can use only one pair of wires that transmits the data and conveys power as well. The supplier complies with IEEE802.3af standard which allows to power any PoE device. The same way of power supplying is used in network devices, e.g. APs, switches etc.

PoE power supplier PSA16U-480 M1890