Как выбрать идеальный ИБП для бесперебойного питания видеонаблюдения

В данной статье вы познакомитесь с двумя примерами организации ИБП для видеонаблюдения. СВН (система видеонаблюдения), в которой камеры питаются от блока питания. И система видеонаблюдения с применением PoE-коммутатора. Оба варианта будем делать автономными.

Зачем бесперебойное питание для видеонаблюдения

При временном пропадании или плановом отключении напряжения сети 220В, система видеонаблюдения перестает выполнять свои функции:

• видеорегистратор перестает записывать на HDD видеоархив;
• камеры видеонаблюдения перестают снимать происходящее;
• роутер не позволяет контролировать СВН удаленно через мобильное приложение или ПО.

Если в доме отключение электроэнергии по независящим от владельца причинам происходит периодически, возникает задача обеспечить автономное питание для видеонаблюдения.

Почему бесперебойник для видеонаблюдения 12В эффективней ИБП 220В

Когда требуется обеспечить бесперебойность СВН в частном доме, коттедже, на даче, независимо от того, как будет организовано питание камер: блок питания или питание по PoE, лучшим вариантом будет использование слаботочного ББП (блок бесперебойного питания) с АКБ (аккумуляторная батарея).

Почему ББП 12В, а не ИБП 220В?
⠀
Можно использовать и ИБП 220В, но время работы от аккумулятора в ИБП при прочих равных будет значительно меньше, сам ИБП дороже.

В ИБП 220В КПД ниже за счет двойного преобразования: переменное напряжение (AC) переводится в постоянное (DC), затем инвертор снова в переменное (AC). В слаботочном ББП 12В КПД максимальный, так как только одно преобразование: переменное напряжение (AC) переводится в постоянное (DC).

В зависимости от напряжения нагрузки, в ББП DC-напряжение можно понизить или повысить за счет DC-DC преобразователей.

Расчет ИБП для видеонаблюдения

Расчет ИБП для системы видеонаблюдения в частном доме состоит из следующих шагов:

• формирование списка оборудования, которое должно иметь автономное питание;
• расчет потребляемой мощности всего оборудования СВН;
• расчет мощности и тока нагрузки для ББП;
• расчет емкости аккумуляторной батареи;
• расчет времени бесперебойной работы СВН при заданных емкостях АКБ;
• подбор ББП для СВН.

ИБП для видеонаблюдения с камерами до 40м от блока питания

Когда на этапе проектирования СВН мы видим, что расстояние кабеля от блока питания до самой дальней камеры видеонаблюдения не превышает 40 метров, можно по одному UTP(FTP) кабелю передавать данные и питание 12В.

Сделать так называемые «штаны» — разделить линки витой пары 4 на 4. Первая четверка (бело-оранжевый, оранжевый, бело-зеленый, зеленый) будет использоваться для передачи данных, вторая (синий, бело-синий, коричневый, бело-коричневый) — для организации питания.

Из практики можно сказать, что такая схема подключения имеет место быть и достаточно хорошо работает.

Список оборудования для организации бесперебойного видеонаблюдения

После того, как на этапе проектирования подобрали оборудование для системы видеонаблюдения, из datasheets каждого устройства берем данные для расчета.

Список оборудования:

1. Видеорегистратор DS-N308(C) 1шт: напряжение (U)=12В, ток (I)=1,3А;
2. Видеокамера DS-I200(С) 4mm 2шт: мощность (P)=4,5Вт одной камеры;
3. Видеокамера DS-I203(C) 4mm 4шт: (P)=6Вт одной камеры;
4. Роутер Huawei EchoLife HG8245H-256M 1шт: (U)=12В, максимальное энергопотребление (P)=15,5Вт;
5. Коммутатор D-Link DES-1008C 1шт: (U)=5В, максимальная потребляемая мощность (P)=1,55Вт;
6. SD-15A-05, DC/DC преобразователь15Вт, вход 9-18В, выход 5В/3А.

Это исходные данные, с помощью которых мы сделаем расчёт потребляемой мощности и тока, чтобы подобрать ББП и АКБ.

Схема подключения оборудования для автономной работы СВН с питанием от БП

Расчет потребляемой мощности системы видеонаблюдения

Видеорегистратора DS-N308(C) с учетом установленного в него жесткого диска равна:

P = 12В x 1,3А = 15,6Вт.

Мощность видеокамер:

DS-I200(С) 4mm = 4,5Вт x 2шт = 9Вт;

DS-I203(C) 4mm = 6Вт x 4шт = 24Вт.

Общее энергопотребление камер:

9Вт + 24Вт = 33Вт.

Мощность роутера Huawei EchoLife HG8245H-256M = 15,5Вт, коммутатора D-Link DES-1008C = 1,55Вт.

Общая максимальная потребляемая мощность системы видеонаблюдения:

15,6 + 33 + 15,5 + 1,55 = 65,65Вт.

Мощность ББП

Теперь мы можем посчитать потребление ББП. Возьмем запас 10% от мощности СВН и получим:

65,65Вт x 1,1 = 72,2Вт.

ББП имеет на выходе напряжении (U)=12В, рассчитаем ток ББП:

72,2Вт / 12В = 6А.

Таким образом, нам необходим ББП с напряжением (U)=12В и током нагрузки (I)=6А.

Расчет емкости аккумуляторной батареи

Емкость АКБ подбирается исходя из:

• потребления электроэнергии в час;
• времени автономной работы системы;
• коэффициента 0,8 (рекомендуемый 20% запас мощности АКБ).

Рассчитаем емкость аккумуляторной батареи при резервном питании 3 часа.

Потребление:

72,2Вт x 3ч = 216,6Втч.

Емкость аккумулятора:

Е = 216,6Втч / (12В x 0,8) = 22,5Ач.

Таким образом, чтобы СВН работала автономно 3 часа, необходима аккумуляторная батарея 22,5Ач.

Видео Резервное питание СВН на базе ББП-60 исп.2

Расчет времени бесперебойной работы СВН при АКБ 7Ач и 18Ач

При использовании аккумулятора 7Ач:

Потребляемая мощность АКБ 7Ач = 7Ач x 12В x 0,8 = 67,2Втч;

Время автономной работы от АКБ 7Ач = 67,2Втч / 72,2Вт = 0,93ч или 55 минут.

При использовании аккумулятора 18Ач:

Потребляемая мощность АКБ 18Ач = 18Ач x 12В x 0,8 = 172,8Втч;

Время автономной работы от АКБ 18Ач = 172,8Втч / 72,2Вт = 2,39ч или 2 часа 23 минуты.

Подбор ББП для видеонаблюдения

Если 2-х часовой бесперебойной работы СВН достаточно, можно выбрать модель бесперебойника. Бесперебойный блок питания должен соответствовать 3-м основным критериям:

• напряжением (U)=12В;
• ток нагрузки (I)=6А;
• возможность установки АКБ 18Ач.

Данным критериям соответствует, например, модель от Accordtec ББП-60 исп.2.

ИБП для видеонаблюдения с PoE-коммутатором

Если на этапе проектирования системы видеонаблюдения расстояние между камерами и блоком питания более 40 метров, оптимальным вариантом будет использование PoE-коммутатора.

С помощью PoE-коммутатора видеокамеры смогут не только обмениваться данными в локальной сети, а по тому же кабелю получать питание.

По такой схеме подключения камеры могут располагаться до 100 метров от ПоЕ-коммутатора.

Оборудование для организации автономного питания для СВН

Список оборудования:

1. Видеорегистратор DS-N308(C) 1шт: напряжение (U)=12В, ток (I)=1,3А;
2. Видеокамера DS-I200(D) 4mm 5шт, мощность (P)=6,5Вт одной камеры;
3. Роутер Kroks Rt-Cse m4 со встроенным 4G модемом Quectel LTE cat.4 1шт, напряжение (U)=6-27В, (P)=15Вт;
4. PоЕ-коммутатор SF10P-FHM 1шт с блоком питания в комплекте (54Вx1,11А=60Вт);
5. DDR-120A-48, DC/DC преобразователь, 100.8Вт, вход 9-18В,выход 48В/2.1А.

Данные взяты с datasheets устройств. Теперь можно рассчитать потребление всей СВН.

Схема подключения оборудования для бесперебойности СВН с питанием камер от PoE-коммутатора

Расчет потребляемой мощности СВН

Видеорегистратор DS-N308(C) с учетом установленного в него жесткого диска:

P = 12В x 1,3А = 15,6Вт.

Мощность видеокамер DS-I200(D) 4mm = 6,5Вт x 5шт = 32,5Вт, роутера Роутер Kroks = 15Вт.

Общая максимальная потребляемая мощность системы видеонаблюдения:

15,6 + 32,5 + 15 = 63,1Вт.

Расчет мощности бесперебойного блока питания

Учитываем запас 10% от мощности СВН и получим:

Р = 63,1Вт x 1,1 = 69,41Вт.

ББП имеет на выходе напряжении (U)=12В, рассчитаем ток:

69,41Вт / 12В = 5,8А.

Расчет показал, нам необходим бесперебойный блок питания с напряжением (U)=12В и током нагрузки (I)=6А.

Расчет емкости АКБ

Рассчитаем емкость аккумулятора при резервном питании 3 часа.

Потребление:

69,41Вт x 3ч = 208,23Втч.

Емкость АКБ:

Е = 208,23Втч / (12В x 0,8) = 21,7Ач.

Таким образом, чтобы СВН работала автономно 3 часа, необходима аккумуляторная батарея 21,7Ач.

Расчет времени автономной работы видеонаблюдения при АКБ 7Ач и 18Ач

При использовании аккумулятора 7Ач:

Потребляемая мощность АКБ 7Ач = 7Ач x 12В x 0,8 = 67,2Втч;

Время автономной работы от АКБ 7Ач = 67,2Втч / 69,41Вт = 0,97ч или 58 минут.

При использовании аккумулятора 18Ач:

Потребляемая мощность АКБ 18Ач = 18Ач x 12В x 0,8 = 172,8Втч;

Время автономной работы от АКБ 18Ач = 172,8Втч / 69,41Вт = 2,49ч или 2 часа 29 минут.

Выбор бесперебойника для СВН

Если одного часа бесперебойной работы СВН достаточно, можно выбрать модель ББП. Бесперебойный блок питания должен соответствовать 3-м основным критериям:

• напряжением (U)=12В;
• ток нагрузки (I)=6А;
• возможность установки АКБ 7Ач.

Данным критериям соответствует, например, модель бесперебойника от Accordtec ББП-60 в металлическом корпусе под АКБ 7 Ач.

Теперь вы знаете, как рассчитать автономность системы видеонаблюдения с использованием питание камер с помощью PoE-коммутатора или блока питания на 12В.

Если статья была полезна, делитесь с друзьями. Есть, что дополнить или уточнить, пишите в комментариях.