Правильное питание уличных телекамер

Падение напряжения на питающем кабеле — наиболее частая проблема, с которой приходится сталкиваться при установке уличных видеокамер и ИК-прожекторов.

Потерянная мощность

Рассматриваемая проблема и пути ее решения, прежде всего, относятся к уличным видеокамерам и ИК-прожекторам, работающим от напряжения питания 12 Вольт. Провод, по которому происходит подача питания на уличную видеокамеру, обладает сопротивлением, достаточным для потери нескольких вольт. В результате до камеры вместо требуемых 12 Вольт доходит гораздо меньшее напряжение. В свою очередь это ведет к ухудшению качества изображения, а также к снижению чувствительности видеокамеры.
По статистике большая часть уличных камер устанавливается летом и при включении отлично работают. Неприятности начинаются в холодное время года, когда включается автоподогрев, резко увеличивающий потребление тока. Камера просто перестает работать.

Влияние на изображение

Небольшое снижение напряжения порядка 2 Вольт практически не сказывается на работе камеры. Проблемы, как правило, начинаются при напряжении питания ниже 8,5 Вольт.
Для питания CCD-матрицы необходимо 2 типа напряжений: +15 Вольт и -7 Вольт, кото­рые формируются внутренними умножителями внутри видеомодуля. При снижении напряжении на входе камеры умножители не справляются с поставленной задачей и выдают некорректные значения. Вследствие этого сначала снижается чувствительность CCD-матрицы, а затем изобра­жение начинает «заплывать».

Влияние на подсветку

Особенно сильно падение напряжения питания сказывается на мощность ИК-подсветки. При уменьшении напряжения всего на 2 вольта светимость прожектора падает в 5 раз.
Конечно, можно применять схему стабили­зации тока ИК-прожекторов, но, как правило, это ведет к ряду других недостатков. Существуют 2 способа стабилизации тока ИК-излучателей:

1. LDO-схема. В этом случае на светодиоды подается пониженное напряжение 6-7 Вольт, а остальная мощность рассеивается на радиаторе. Недостатком такого решения является допол­нительный нагрев корпуса прожектора и низкая мощность подсветки.

2. Импульсная схема. При импульсной стабилизации излучателей отсутствует допол­нительный нагрев, а ток отслеживается схемой с обратной связью. Недостатком данного решения является высокая стоимость ИК-прожектора.
Как показывает практика, оптимальным ре­шением для правильной работы ИК-прожекторов остается поддержание напряжения питания на необходимом уровне.

Решение №1: повышенное напряжение

Одним из распространенных, но не самых удачных методов, применяемых для питания уличных камер видеонаблюдения, является применение источника питания с повышенным выходным напряжением. Обычно для этих целей используются блоки питания с выходным напряжением 13,5-13,8 Вольт.

Простота установки
Собственно, установка самого блока питания простая. Основная сложность заключается в прокладке питающего кабеля. Необходимо правильно подобрать его сечение, чтобы на камере получить заданное напряжение питания.

Стабильность напряжения на камере
Остается вопрос стабильности напряжения при включении/выключении обогревателя камеры. В любом случае, в холодное время года, напряжение на камере будет меньше, чем летом. Ситуация усугубляется в случае применения уличных камер со встроенной ИК-подсветкой.

Стабильность питания для ИК-прожекторов
Инфракрасные прожектора чувствительны к изменению питания, поэтому необходимо достаточно корректно подобрать сечение кабеля и рассчитать падение напряжения. Сложность возникает, когда используются несколько прожекторов, установленных на разных расстояниях от источников питания.

Вероятность возникновения наводок
Для исключения появления наводок придется очень корректно прокладывать питающий кабель, стараясь исключить его пересечения с сетевыми проводами.

Стоимость
Стоимость блока питания немного выше обычного, но стоимость кабеля при значительной длине может оказаться достаточно существенной.

Решение №2: блок питания недалеко от камеры

В случае установки источника питания рядом с камерой, например с противоположной стороны стены внутри помещения, решается подавляющее большинство проблем, связанных с падением напряжения. Также исключается появление нежелательных наводок.

Простота установки
Единственным ограничением может стать отсутствие места для установки самого блока питания в силу тех или иных причин. Например, когда камера или ИК-прожектор расположены далеко от помещения, где возможно расположить источник питания.

Стабильность напряжения на камере
Данное решение гарантирует стабильное питание на камере. Включение/выключение автоподогрева также не влияет на величину напряжения на камере видеонаблюдения.

Стабильность питания для ИК-прожекторов
Стабильность яркости подсветки при использовании данного решения обеспечивается малой длиной линии питания. Наиболее заметный результат проявляется при использовании ИК-прожекторов с большим током потребления.

Вероятность возникновения наводок
Вероятность появления наводок на изображении крайне мала в силу небольшого расстояния между блоком питания и видеокамерой. Но в любом случае необходимо предусмотреть отсутствие пересечения линии 12 Вольт с силовыми проводами. Не следует также подключать к одному блоку питания сразу несколько камер, так как в ряде случаев возможно их взаимное влияние друг на друга.

Стоимость
Невысокая стоимость данного решения обусловлена использованием обычного блока питания и отсутствием необходимости использования дополнительных проводов для подводки 12 Вольт.

Решение №3: уличный блок питания

В настоящее время такой подход получает все большее распространение благодаря снижению стоимости на герметичные уличные блоки питания. Применение уличного источника питания позволяет полностью избавиться от всех видов наводок. В силу близкого расположения к видеокамере и короткой линии питания, напряжению просто негде теряться.

Простота установки
Одним из плюсов является отсутствие необходимости поиска места для установки блока питания. Также упрощается запуск и обслуживание системы видео наблюдения.

Стабильность напряжения на камере
Высокая стабильность напряжения на видеокамере обеспечивается короткой длиной линии питания 12 Вольт. Кроме этого, полностью исчезает проблема появления нежелательных наводок от соседних электропроводок.

Стабильность питания для ИК-прожекторов
Данный метод позволяет добиться стабильной яркости подсветки. Для ИК-прожекторов большой мощности использование уличного блока питания может оказаться единственно верным решением.

Вероятность возникновения наводок
Короткая линия питания камеры видеонаблюдения полностью исключает появление нежелательных наводок на изображении.

Стоимость
До недавнего времени высокая цена уличных источников ограничивала их массовое применение в системах видеонаблюдения. Использование новых технологий позволило существенно снизить стоимость данного решения.