Como alimentar las cámaras de video vigilancia (CCTV)
Ing. Sergio Bellechasse Lissabet
El desarrollo de la tecnología en nuestros tiempos, ha propiciado un
descenso significativo en la miniaturización y en el coste de los
sistemas de CCTV, permitiendo la rápida
difusión de su empleo a casi todas las áreas de la actividad humana en
las que se requiere contar con el respaldo de evidencias visuales sobre
la ocurrencia de eventos significativos.
En la actualidad existen en el mercado, kits de video vigilancia que
integran gran variedad de cámaras y dispositivos de grabación y
facilitan o simplifican su instalación y configuración, de manera que
prácticamente cualquiera con un poco de dedicación, pueda instalar y
configurar su propio sistema de video vigilancia. Debido a que el empleo más difundido de los sistemas de CCTV es en aplicaciones de video seguridad, el término CCTV se ha generalizado para referirse a estos sistemas.
En el presente artículo, describiremos los métodos utilizados para conectar y alimentar las cámaras de CCTV analógicas (Video compuesto) y digitales (SDI y HDSI) en distancias cortas, aunque algunos esquemas también son aplicables para alimentar cámaras IP con alimentación tradicional o estándar.
Fuentes de alimentación
La fuente de alimentación, es la encargada de garantizar el
suministro de energía para el trabajo adecuado de la cámara, típicamente
con 12 o 24V de corriente directa, aunque las cámaras de mayor consumo
como las tipo domo motorizado, pueden operar con valores de corriente
alterna de 24VAC, 110 VAC o 220 VAC.
La figura a continuación, muestra algunos tipos de fuentes utilizadas
para proporcionar energía en los sistemas de CCTV, pudiendo emplearse
uno o varios según los requerimientos.
Por la forma de conexión se emplea una de dos topologías fundamentalmente:
Alimentación distribuida.
Alimentación centralizada.
Alimentación distribuida o independiente
La alimentación se realiza de forma independiente para cada cámara.
Debe garantizarse según el caso 110 o 220 VAC, para la conexión del
adaptador o fuente de alimentación de la misma. La figura siguiente
ilustra la forma de conexión empleada en esta topología
Ventajas:
- Alimentación adecuada para dispositivos con grandes requerimientos de consumo eléctrico.
- Evita las perdidas del cable con la distancia.
Desventajas:
-Imposibilidad de garantizar respaldo de energía para emergencias por fallas eléctricas.
Alimentación centralizada
A partir de una fuente central, se distribuye la energía eléctrica
hasta cada cámara. La figura que sigue, muestra un esquema de conexión
con alimentación centralizada.
Ventajas:
- Facilita la redundancia ante fallas
- Facilita la implementación de respaldo de energía
Desventaja:
Se limita por la longitud del cable. No recomendable para largas distancias
Cabe destacar que en ocasiones, se pueden combinar ambas topologías y
a veces cuando es permisible, puede emplearse un tipo de alimentación
en cadena, en la que a partir de una fuente central lleva la
alimentación hasta una primera cámara y a partir de esta, sucesivamente
hasta las demás. Este tipo de conexión ahorra en cableado, pero limita
la distancia. Además de introducir fallas por mala calidad o
envejecimiento de los empalmes (Es recomendable utilizar conectores de
expansión o soldadura. Recuerde aislar con tape).
Cableado y Conectores para alimentación en CCTV
Existe gran variedad de cables y conectores que se emplean en CCTV,
tanto para audio, corriente y video, pero solo nos ocuparemos en lo que
concierne a la conexión de la alimentación.
CABLEADO CON CABLE COAXIAL SIAMÉS PRE-CONECTORIZADO
Este tipo de cable se emplea esencialmente en sistema donde la alimentación a las cámaras se distribuye centralmente.
Tenga presente que el cable siamés pre-conectorizado, posee dos
conectores en cada extremo. El extremo con un conector BNC macho (video)
y un conector de alimentación hembra se conecta en el extremo del DVR,
mientras que el otro extremo (conector BNC macho y conector de
alimentación macho) se conecta a la cámara. La figura siguiente muestra
estos conectores.
El
conector de alimentación hembra se conecta a uno de los machos de un
splitter de alimentación y este a su vez a la fuente o adaptador de
alimentación. Ver figura que sigue.
CABLEADO CON CABLE UTP (Unshielded twisted pair)
El cable UTP
es un tipo de cable multifilar (4 pares trenzados e identificados por
color) que se utiliza fundamentalmente para la interconexión de
dispositivos en las redes de computadoras, posibilitando la transmisión
de datos típicamente hasta 100 m. Con la adopción de un estándar para el
cableado, se facilitó la transmisión de datos, voz y video por la misma
infraestructura (cableado estructurado), por lo que es frecuente
encontrar las tres aplicaciones (datos, voz y video) utilizando un
sistema de cableado estructurado. Sin embargo, es típico utilizar cable
UTP solo para sistemas de CCTV.
La ventaja fundamental de la utilización del cable UTP en CCTV,
radica en que permite la conexión de múltiples cámaras (Hasta 4) con un
mismo cable, lo que ahorra tiempo y recursos. O sea, se puede conectar
por un cable, el video de 4 cámaras con alimentación independiente o 2
cámaras utilizando dos pares (uno por cámara) para video y dos para la
alimentación
Sí utiliza una fuente central, puede atornillar en la misma, un
extremo del par utilizado para corriente, mientras que en extremo que
conecta a la cámara, utilizar un conector macho (Adaptador UTP-DC) como
el que se muestra a continuación.
Sí
utiliza un adaptador central, entonces utilice un conector hembra como
el ilustrado en la figura anterior, en el extremo de la fuente y
acóplelo a ésta mediante un splitter de alimentación.
Tenga presente mantener la polaridad. Es decir, utilice el mismo
color de cable para atornillar el borne positivo de ambos extremos, al
igual que para el negativo. Ver figura siguiente.
Si
aprovecha las facilidades existentes de un cableado estructurado para
conectar las cámaras, puede utilizar baluns de video y corriente como
los que se muestran en la figura siguiente.
CABLEADO CON CABLE COAXIAL SIAMES
El
cable coaxial siamés, es un cable coaxial (para video) al que se
incorpora un par de cables para llevar alimentación. Puede utilizar
adaptadores UTP-DC hembra y macho según el extremo a conectar.
Si se utiliza un coaxial simple con alimentación centralizada,
entonces se requiere utilizar un par de cables independientes para
llevar la alimentación desde la fuente hasta la cámara. Trate de
utilizar un color distinto para diferenciar cada polaridad. Sí no es
posible, entonces conecte los extremos de la fuente sin pelar los cables
en el extremo de la cámara. Luego pele estos y verifique la polaridad
con un multímetro, finalmente conectorice con un adaptador UTP-DC macho
para conectar la cámara.
ESTIMACION DE LA DISTANCIA Y LA CORRIENTE
Los cables y conductores se fabrican utilizando cobre y a veces en
aleaciones de éste con otros metales como el aluminio. En dependencia de
este factor y de la sección circular del calibre con que se fabriquen,
ofrecen cierta resistencia al paso de la corriente eléctrica. Esta se
caracteriza o específica para cada calibre en ohmios por metro. Sí
conocemos su valor, el voltaje insertado y la longitud de recorrido del
cable hasta un punto, entonces podemos calcular la caída de voltaje
hasta el mismo de acuerdo a la ley de Ohm y dependencia de la tolerancia
de trabajo de la cámara, especificada por su fabricante, podremos
determinar si dicha caída de voltaje es admisible o no.
La tabla a continuación, muestra el calibre de alambre recomendado
para algunas distancias, en dependencia de la corriente que se requiere
con alimentación de 12 V AC/DC. Puede estimar para cada cámara, sí para
el calibre de cable utilizado la corriente de consumo se garantiza a la
distancia de ubicación de la misma.
Sí
la caída de voltaje es inadmisible, entonces puede optar por colocar un
adaptador independiente en el lugar para dicha cámara, compensar la
caída con un calibre de cable menor o aumentar el voltaje de inserción
para alimentar dicha cámara.
Selección de la fuente de alimentación
Aunque con las mejoras introducidas por la tecnología el consumo de
las cámaras ha decrecido, es recomendable garantizar 0,5A por cámara.
Conociendo el número de cámaras es fácil multiplicar por dicho valor
para obtener la corriente total requerida por el sistema. Sí por
ejemplo, contamos con 16 cámaras, entonces sí multiplicamos por 0,5A
obtenemos un valor de 8 A (Amperios), considerando un 25% como margen de
seguridad obtenemos un total de 10 A. Es decir, necesitamos una fuente
de 12 V, 10 A para alimentar dicho sistema.
Con estas consideraciones, podremos seleccionar la fuente a utilizar en nuestro sistema para su adecuado funcionamiento.
Otras formas utilizadas para suplir alimentación en CCTV
Adicionalmente a los esquemas vistos en el presente artículo, existen ocasiones en que se pueden aprovechar las facilidades de comunicaciones libres existententes en el lugar de despliegue (cableado con UTP, fibra, coaxial, etc) con el consiguiente ahorro en el cableado. En otras circunstancias, se requiere garantizar la alimentación centralizada a equipos que por su ubicación se excede los límites de pérdida permisibles por caída de voltaje o no existen facilidades de suministro eléctrico y contratar el servicio es muy costoso. En tales escenarios, es factible utilizar otros esquemas de alimentación que aprovechan las tecnologías existentes para desplegar sistemas de CCTV alimentados con Paneles solares, turbinas eólicas o combinados, aprovechar tecnologías como PoE (Alimentación sobre Ethernet), CoE (Ethernet sobre coaxial) y PowerLine, las cuales posibilitan la transmisión de señales y alimentación sobre el mismo medio de transmisión de forma simultanea.
Para quienes deseen conocer como calcular e implementar estos esquemas de alimentación, le recomendamos el libro "La distribución de energía en CCTV y otros sistemas electrónicos"
El libro puede adquiririse a través de los siguientes enlaces.
Incluye ademas temas como:
Utilización de UPS y cálculo de la capacidad de la batería para garantizar un tiempo de autonomía determinado.
Configuración de sistemas con UPS para redundancia.
Determinación y selección de Reguladores, Inversores y convertidores.
Utilización de conmutadores de transferencia.
Para aquellos que deseen profundizar en temas como Selección de cámaras y lentes, configuración de un DVR, cálculo de la capacidad de almacenamiento requerido, visualización remota y redireccionamiento de puertos, también recomendamos el manual "Aprenda a
instalar cámaras de seguridad" el cual puede ser adquirido a través de los siguientes enlaces:
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