Про електроживлення віддалених відеокамер
Змінна напруга 220В 50Гц часто використовується для живлення корпусних камер, що розміщуються в термокожухах, що мають вбудовані перетворювачі живлення. Хоча є й камери, куди безпосередньо подається 220В, тобто. блок живлення вбудований у камеру. Таке рішення безумовно має деякі плюси, головний на мій погляд — це те, що з такою напругою не жартують, і розробники системи мимоволі змушені закладати нормальні дроти електроживлення, не заощаджуючи на міді. Ну, це швидше психологічний фактор, а мінусів вистачає.
По-третє, для забезпечення енергонезалежності подібних камер необхідно використовувати джерела безперебійного живлення 220В, які за визначенням дорожчі за безперебійники постійної напруги (це пов'язано зі складністю пристроїв перетворення постійної напруги акумулятора в змінну напругу синусоїдальної форми).
По-четверте, самі здогадайтеся, що буде, якщо вас на висоті шарахне 220В. Техніка безпеки - це зрозуміло, але ймовірність несанкціонованого включення напруги завжди присутня, а навіть одна свідомість можливості наявності небезпечної напруги підсвідомо сковує рухи, які на високій драбинці і так скуті, і заважає роботі.
Загалом, все це мої міркування, мабуть є плюси, про які я не знаю, але я просто намагаюся працювати з низькими напруженнями і не морочитися на цю тематику.
Змінна напруга 24В 50Гц найчастіше застосовується в традиційних купольних камерах, які мають досить високе споживання через вбудованіелектродвигунів, вентиляторів та нагрівачів. Такі камери досить дорогі та наявність вбудованого джерела живлення непомітно на тлі загальної ціни. З напруги 24В 50Гц досить просто отримати всередині кожуха постійну напругу необхідної якості, при цьому вона відповідає вимогам електробезпеки. Хоча залишаються в силі фактори дорожнечі резервування живлення та електричних наведень від змінної напруги 50Гц.
Ну і, нарешті, найпоширеніша - постійна напруга 12В. Воно абсолютно безпечне, від нього немає наведень, джерела безперебійного харчування дешеві і надійні, коротше, панацея знайдена, гуляй, босота! Насправді все дещо складніше.
Загалом, сподіваюся, всі пам'ятають закон Ома:
I=U/R
Питомий опір міді приблизно: 0,02 Ом*мм 2 /м, тобто провідник перетином «1 квадрат» завдовжки 1 м має опір 0,02 Ом
Оскільки струм тече від «+» джерела живлення через телекамеру до «-» джерела живлення, то довжина дроту дорівнює подвоєної відстані джерела до камери, тобто. 200м. Значить опір дроту
R=0,02 Ом*мм2/м*200м/0,5мм2=8 Ом
Виходячи з закону Ома, падіння напруги на проводах буде:
U=IR=0,4А*8 Ом=3,2В
Таким чином, з урахуванням падіння на дротах, до камери дійде12В-3,2В=8,8В
Саме тому небажано тягати живлення на великі відстані по таких зручних жилах комбінованих телевізійних кабелів, що поєднують коаксіал і пару проводів для живлення постійним струмом віддалених телекамер. Або принаймні вважати опір і вибирати більший перетин.
Наприклад універсальний кабель ККСВ-3-2х0.75, має два дроти для подачі живлення перерізом по 0,75мм 2 . Тобто. в 1,5 рази більше,ніж у нашому прикладі. Значить падіння там буде менше 1,5 разу, приблизно 2В, тобто. до камери буде доходити близько 10 В. Це суттєво, камера працюватиме, хоч і з порушенням умов експлуатації.
Крім того, деякі джерела живлення мають регулювання рівня вихідної напруги для компенсації падіння напруги на проводах. Наскільки я пам'ятаю — деякі «Скати», наприклад. У ряді випадків це допомагає - задирає вихід до 14 В і повністю компенсуєте падіння напруги. Правда при цьому на ближчих камерах буде завищена напруга живлення, що теж не гуде.
Та й ще. Усі кабелі практично у своїй назві мають вказівку на переріз дроту у квадратних міліметрах. Якщо з якихось причин ви сумніваєтеся в реальному перерізі кабелю або маркування незрозуміле - ну напружіться, поміряйте опір великого відрізка відомої довжини або всієї бухти, далі закон Ома - і ага.
До речі, у ряді випадків харчування подають по вільних парах «вітухи». Стандартний переріз там - 0,204 мм 2 . Тільки переконайтеся, що це мідь, а чи не обміднений алюміній. В іншому випадку питомий опір, а відповідно і падіння напруги приблизно в 1,5 рази більше. До речі, в PoE передають живлення 48 В з пониженням до 12В на приймальній частині, зменшуючи струм через тонкі дроти «вітухи».
Знайшов нещодавно симпатичний плагін для створення он-лайн калькуляторів. Старенький уже, три роки не оновлювався розробником, але поки що дихає. Так що особливо лінивим пропонується простенький калькулятор розрахунку опору кабелю живлення:
Вибираєте матеріал кабелю, перетин та довжину і, натиснувши кнопку, отримуєте результат. Я, до речі, питомий опір взяв з довідника, опір міді =0,0172, так що в прикладі зі 100-метровим кабелем не 8 Омвийде, а 6,8. Але краще 8 вважати - кабелі все-таки бувають менше заявленого діаметра.
І тут Остапа понесло 🙂
Ще один калькулятор написав для розрахунку максимально допустимої довжини кабелю. Залежно від напруги живлення, перерізу дроту, максимально допустимого падіння напрядення на кабелі та потужності, що споживається навантаженням.
Ось такий шедевр вийшов:
Тут падіння напруги - це допустима різниця напруги на джерелі живлення і на віддаленому навантаженні. Тобто, якщо ви хочете, щоб на камері напруга не опускалася нижче 9В, а джерело живлення видає 13 то падіння напруги сміливо ставте 4В.
Потужність навантаження – це паспортні дані (максимальна потужність). Якщо не вказано потужність, обов'язково має бути вказано максимальний струм споживання. Потужність вважаєте за формулою:
U - напруга живлення
I - паспортний струм
Загалом все просто, дерзайте.