Бесперебойное питание видеонаблюдения: расчёт ИБП для камер и регистратора
Когда отключают свет, камеры и регистратор гаснут ровно в тот момент, когда запись нужнее всего, а после сбоя питания у регистратора может сбиться время и порядок записей. ИБП для видеонаблюдения или резервный блок питания держит систему, пока нет сети. Чтобы он справился, его подбирают не по надписи на коробке, а по ваттам нагрузки и нужным часам работы. Ниже — что резервировать, какую схему выбрать и как посчитать мощность и время работы от аккумулятора.
Что нужно резервировать
Резервировать имеет смысл всё, без чего система перестаёт писать или связываться с вами:
- Регистратор с диском — он пишет архив. В руководстве к регистраторам AVTECH прямо сказано: если после пропадания питания сбрасывается время, записи идут не по порядку и нужный фрагмент труднее найти. Время хранит литиевая батарейка CR2032 внутри регистратора, и её меняют, если время всё же сбивается.
- Камеры — от PoE-портов регистратора или коммутатора либо от блоков питания 12 В.
- PoE-коммутатор, если камеры подключены через него.
- Роутер и модем — без них не будет удалённого доступа и уведомлений на телефон, даже если камеры пишут.
Регистратор AVTECH умеет сообщить о проблеме с питанием: в списке событий Push Status есть пропадание и восстановление питания от ИБП — UPS POWER LOST и UPS POWER RECOVERED. Если роутер тоже на резерве, такое уведомление дойдёт до телефона прямо во время отключения.
Три схемы резервного питания
Резерв строят одним из трёх способов — или сочетают их.
| Схема | Что питает | Пример из паспорта | Когда подходит |
|---|---|---|---|
| ИБП на 220 В | регистратор, коммутатор, роутер, блоки питания камер | APC Back-UPS BX750MI: 750 ВА / 410 Вт, линейно-интерактивный, батарея 12 В 7 Ач | всё оборудование стоит в одном шкафу или комнате |
| Резервированный источник 12 В | камеры напрямую, постоянным током | СКАТ-1200 БТР: 12 В, 1,5 А, батарея 7 Ач | несколько камер с питанием 12 В вдали от регистратора |
| PoE от регистратора | IP-камеры по сетевому кабелю | AVTECH AVH2109AIX: 8 портов PoE 802.3af, 100 Вт на все порты | IP-камеры: один ИБП на регистратор держит и запись, и камеры |
Часто удобна комбинация: регистратор, коммутатор и роутер — на ИБП, а удалённые камеры на 12 В — на резервированном блоке рядом с ними.
Какой тип ИБП выбрать
Международный стандарт МЭК 62040-3 делит ИБП на три класса — по тому, насколько выход зависит от сети.
- VFD — резервный (off-line). Пока сеть есть, нагрузка питается прямо от неё; при отключении ИБП переходит на батарею за 4–20 мс. Напряжение он не стабилизирует, а на выходе от батареи у таких моделей часто не синусоида, а прямоугольная или трапециевидная форма.
- VI — линейно-интерактивный. Стабилизирует напряжение (AVR) без перехода на батарею и переключается за 2–6 мс. Пример — APC Back-UPS BX750MI: работает при входном напряжении 140–300 В, а на выходе от батареи даёт ступенчатую аппроксимацию синусоиды.
- VFI — с двойным преобразованием (on-line). Всё время питает нагрузку через инвертор: перехода на батарею нет (0 мс), на выходе чистая синусоида, частота не зависит от сети. Такой ИБП подходит для работы от генератора; у линейно-интерактивных совместимость с генератором ограничена, у резервных её нет. Минусы — ниже КПД и выше цена.
Для квартиры, дома и небольшого офиса со стабильной сетью обычно хватает линейно-интерактивного ИБП со стабилизатором. Если напряжение часто скачет или дом питается от генератора, смотрите на ИБП с двойным преобразованием.
Как посчитать мощность
Мощность считают в ваттах — это сумма всего, что будет подключено к ИБП:
- камеры: у IP-камер AVTECH DGM2643SVT и DGM5546ASVNT потребление по паспорту — меньше 8 Вт;
- PoE: по стандарту IEEE 802.3af (2003) камера получает до 12,95 Вт, а на порту коммутатора закладывают 15,4 Вт; по 802.3at (2009) — до 25,5 Вт на устройство и 30 Вт на порту;
- регистратор — по паспорту или по ваттметру; у AVH2109AIX, например, блок питания 54 В / 3,2 А и PoE-бюджет 100 Вт на все порты;
- коммутатор, роутер и модем — тоже по паспорту или по ваттметру.
Главная ловушка — вольт-амперы на коробке. ВА и ватты не одно и то же: у APC Back-UPS BX750MI 750 ВА, но только 410 Вт. Сравнивайте нагрузку именно с ваттами и оставляйте запас, чтобы ИБП не работал на пределе. Как распределить PoE-бюджет регистратора между камерами, мы считали в статье о комплекте камер видеонаблюдения.
Сколько проработает система от аккумулятора
Время работы зависит от мощности нагрузки и ёмкости батареи, но не пропорционально: чем больше нагрузка, тем меньше энергии батарея успевает отдать. Это хорошо видно в паспорте типичного аккумулятора для ИБП — CSB GP1272 (12 В, 7,2 Ач). Время разряда постоянной мощностью до 10,5 В при 25 °C:
| Нагрузка | Время работы | Сколько энергии отдаёт батарея |
|---|---|---|
| 101 Вт | 30 минут | около 50 Вт·ч |
| 59,8 Вт | 1 час | около 60 Вт·ч |
| 34,8 Вт | 2 часа | около 70 Вт·ч |
| 16,8 Вт | 5 часов | около 84 Вт·ч |
| 9,39 Вт | 10 часов | около 94 Вт·ч |
При часовом разряде батарея отдаёт около 60 Вт·ч, при десятичасовом — около 94 Вт·ч, хотя это одна и та же батарея. Поэтому просто делить ватт-часы по номиналу на ватты нагрузки нельзя — смотрите таблицу разряда в паспорте аккумулятора.
Это время для самой батареи. В ИБП на 220 В часть энергии теряется в инверторе, поэтому реальное время будет меньше табличного. Пример: если регистратор, камеры и роутер вместе потребляют, допустим, 60 Вт, одна такая батарея даст меньше часа. Для нескольких часов работы нужен ИБП с батареей большей ёмкости или с возможностью подключить внешние батареи.
Резервный блок 12 В для камер
Если камеры питаются от 12 В постоянного тока, удобнее резервированный источник: он заряжает батарею от сети и сам переходит на неё при отключении, без инвертора. Пример — СКАТ-1200 БТР: он рассчитан на системы видеонаблюдения и охраны с током до 1,5 А (кратковременно 2 А при заряженной батарее), работает с одной батареей 12 В ёмкостью 7 Ач и выдаёт от 9,5 до 14,0 В. Без нагрузки он берёт от батареи не больше 50 мА, а при появлении сети снова заряжает её током 0,45–0,65 А.
Посчитаем. Две камеры по 8 Вт — это 16 Вт, около 1,3 А при 12 В, то есть в пределах 1,5 А. По таблице CSB нагрузка 16,8 Вт разряжает батарею примерно за 5 часов; в жизни меньше — из-за потерь в блоке и кабеле и старения батареи. Четыре такие камеры — уже 32 Вт и около 2,7 А: для них нужен более мощный источник или питание по PoE.
Важная деталь — напряжение в конце разряда. Чтобы защитить батарею от глубокого разряда, СКАТ-1200 БТР отключает нагрузку при 10,5–11,0 В. А в паспортах камер AVTECH питание 12 В указано с допуском ±10 %, то есть примерно 10,8–13,2 В. В конце разряда камера может перезагрузиться раньше, чем блок отключит батарею, а на длинном кабеле напряжение у камеры падает ещё сильнее — как посчитать эти потери, рассказано в статье о кабеле для камеры видеонаблюдения.
PoE и ИБП
С IP-камерами проще: если они питаются от PoE-портов регистратора, один ИБП на регистратор держит и запись, и камеры. Например, у AVTECH AVH2109AIX восемь портов PoE стандарта 802.3af с общим бюджетом 100 Вт и внешний блок питания 54 В / 3,2 А — именно его и включают в ИБП. Регистраторы с PoE-портами собраны в каталоге сетевых видеорегистраторов AVTECH.
Если камеры подключены через отдельный PoE-коммутатор, на ИБП нужен и он, иначе регистратор будет работать, а камеры — нет. В сумму мощности тогда входят PoE-нагрузка камер и потребление самого коммутатора.
Аккумулятор: срок службы и температура
Свинцово-кислотная батарея в ИБП — расходник. Что говорят паспорта:
- у CSB GP1272 срок службы — до 5 лет в буферном режиме при 25 °C, по методике Eurobat при 20 °C — 3–5 лет;
- у батареи APC Back-UPS BX750MI срок службы — 3–5 лет, полная зарядка занимает 8 часов;
- CSB GP1272 разряжается при температуре от −15 до +50 °C, а заряжается и хранится — от −15 до +40 °C;
- саморазряд — меньше 10 % за 90 дней; хранить батарею без подзаряда можно до 6 месяцев при 25 °C, а при более высокой температуре подзаряжать чаще;
- СКАТ-1200 БТР рассчитан на работу от −10 до +40 °C в закрытых помещениях, степень защиты корпуса — IP20.
Отсюда практические правила. ИБП и резервные блоки ставят в сухом помещении, не на морозе и не на улице. Батарею проверяют хотя бы раз в год: отключите сеть и засеките, сколько продержится система. Меняют батарею по сроку, не дожидаясь, пока она подведёт во время аварии.
Чек-лист выбора
- Составьте список всего, что должно работать без сети: регистратор, камеры, коммутатор, роутер.
- Сложите ватты по паспортам и сравните с ваттами ИБП, а не с вольт-амперами.
- Решите, сколько часов должна держаться система, и проверьте это по таблице разряда батареи с поправкой на потери.
- Выберите тип: линейно-интерактивный со стабилизатором для обычной сети, с двойным преобразованием — для плохой сети и генератора.
- Для камер на 12 В проверьте ток резервного блока и допуск напряжения камер.
- Для IP-камер на PoE резервируйте регистратор или коммутатор, от которых они питаются.
- Поставьте ИБП в сухое помещение и запланируйте замену батареи через 3–5 лет.
Резервное питание лучше закладывать ещё на этапе проекта — вместе с расстановкой камер, расчётом сети и прокладкой кабеля, как в статье о проектировании системы видеонаблюдения.
Итог
ИБП для видеонаблюдения подбирают в ваттах и часах: сложите потребление регистратора, камер, PoE и роутера, сравните с ваттами ИБП и проверьте время по таблице разряда аккумулятора. Для IP-камер на PoE достаточно зарезервировать регистратор или коммутатор, для камер на 12 В удобен резервированный блок — с запасом по току и с оглядкой на допуск напряжения. Батарея служит 3–5 лет и требует сухого помещения без мороза.
Частые вопросы об ИБП для видеонаблюдения
Какой ИБП нужен для видеонаблюдения?
Для обычной сети в доме или офисе, как правило, хватает линейно-интерактивного ИБП со стабилизатором напряжения. При частых скачках напряжения или питании от генератора нужен ИБП с двойным преобразованием, у которого нет паузы при переходе на батарею.
Как рассчитать ИБП для видеонаблюдения?
Сложите потребление в ваттах: камеры, PoE, регистратор, коммутатор и роутер. Выберите ИБП, у которого ватты, а не вольт-амперы, больше этой суммы с запасом, и проверьте время работы по таблице разряда аккумулятора.
Сколько проработает видеонаблюдение от ИБП?
Это зависит от нагрузки и батареи: аккумулятор 12 В 7,2 Ач при нагрузке около 60 Вт разряжается примерно за час, при 17 Вт — примерно за 5 часов. В ИБП на 220 В время меньше из-за потерь в инверторе.
Что лучше для камер: ИБП на 220 В или резервный блок 12 В?
Если камеры питаются по PoE от регистратора, достаточно ИБП на 220 В для регистратора. Для камер на 12 В удобнее резервированный блок: он питает их постоянным током без инвертора, но его ток должен покрывать все камеры с запасом.
Можно ли поставить ИБП в неотапливаемом помещении?
Лучше не надо: например, аккумулятор CSB GP1272 заряжают при температуре не ниже −15 °C, а резервный блок СКАТ-1200 БТР рассчитан на работу от −10 до +40 °C в закрытых помещениях. А при хранении теплее 25 °C батарею приходится подзаряжать чаще.
