Distribución de energía energía en CCTV y otros sistemas electrónicos (Como alimentar las cámaras en CCTV ) Ing. Sergio Bellechasse Lissabet
Distribución de energía en CCTV y otros Sistemas Electrónicos Primera Edición Copyright © 2015 Lulu Press Todos los derechos Reservados. USA http://www.lulu.com
Autor: Ing. Sergio Bellechasse Lissabet Diseño de portada: Sergio Bellechasse Carrillo Copyright © 2015 Lulu Press. Todos los derechos reservados. ISBN 978-1-312-92020-0
������������
� ��� ������
������� �� ��������� �� ������ � ��� �� ���������� ����������
������������� ������� �����
� ��� �����
���� ��� �� ������� ����� ���� ������ �� ������������
����� �� ���������
������� ��� �����. .......................................................................................................................... 8 ������������. ................................................................................................................................ 10 �������� �. ������� �� ������������ �������� ������� ��������������. ��������������.................. ................ . 12 ������� �� ������������. ..................................................................................................... 13 ������������ ����������� ����������� � �������������. �������������.................................... ................ ...................................... ................................. .............. 14 ������������ ������������. ������������. .................................. ................. .................................... ..................................... .................................. .......................... .......... 15 ������������� �� �� ��������� �� �� ������ �� ������������. ............................ 16 �������� � ���������� ���� ���� ������������ �� ����. ............................................... ................................ ............... 16 ������������ ��� ����� ����� ������ �����������������................... �����������������...................................... ............................... ............ 17 ������������ ��� ����� ��� (���������� ������� ����). ����). .................................... ................. ................... 18 ������������ ��� ����� ����� ������. .................................. ................ .................................... ..................................... ................................. .............. 21 ������������ ������������ ������������ ��������� ��������� ����� ����� ���................................... ............... ..................................... .................. 21 ������� �� �� ��������� ���� �������� ��� ������������ ������������. ������������. ............ 21 �������� ��. ������������ �������� ���.................................... .................. ..................................... ................................... ....................... ....... 27 ������������ �������� �������� ��� (����� (����� ���� ���� ��������)................... ��������)...................................... ..................................... .................. 28 �������� ���� 802.3��. ......................................................................................................... 28 ������ ��� �������� ���� 802.3��. ................................................................................. 30 �������� �� ���. .................................................................................................................. 31 �����������. ............................................................................................................................. 31 ������� �� �� ��������� �� ��������� ��������� ���������� ���. .............................. .................. ............ 32 �������� ���� 802.3��. ......................................................................................................... 36 �������� �� ���������. ....................................................................................................... 38 ��������������� ��������� ��������� ����� ���+ .................................. .................. ................................... ..................................... .................. 40 ���������� ��� �������. ......................................................................................................... 41 �������� ���. ������������ ������ �� ������� (����� ���� ����, ���) .................... ................ .... 45 ������������ � ������ ������ �� ������� (����� ���� ���� ����, ��� ). .................................. ............... ......................... ...... 46 ������������ ��� ��� ������� �� �������� �������� ����������. ����������. ................................. ..................... ................... .. 46
�
���������� �������. .................................................................................................................. 55 ������������ ��� ��� ������� �� �� �� ���������� ���. ���...................................... .................. ...................................... ........................ ..... 56 ��������� � ���������� �� �� ������������. ................................................................ 59 ���������������. .............................................................................................................. 60 ���������� ������� �� ������������ ��� ������� �� ���, ������ ������ � 3�����. ........... 61 �������� ����� ������� (���). ............................................................................................. 63 ���������� ��� ����� �������. ............................................................................................ 64 �������� �� ������ �� ��� �� �� ������������ �� ��������. ................................... ................ ......................... ...... 66 ������������ � ������ �� ������ ���������� (����� ���� �������������, ���). ..... 67 ��������������� �� ��� ������ ����������. .......................................................................... 67 ������������� �� ������� �� ������� ��� �����������. .................................... ................. .................................. ............... 67 ��������������� �������. ....................................................................................................... 68 ��������� �� �� ��� ���������. ............................................................................................. 69 ��������������� ��� ����� �� �����������. ................................................................... 70 ��������� �� �������������� �� �� ��������� ���. .................................. ............... ..................................... .................. 72 ���������� �� �� ����� �� ��� �������� ���.................................... ................ ...................................... ........................... ........ 74 �������� ��������� �� ��������. .................................................................................... 75 ������������� �� ��� �������� ���.................................... .................. .................................... .................................... ................................ ............... 76 �������� �� ��� �������� ���. ......................................................................................... 76 ������������. ........................................................................................................................ 76 ��������� �� ��� ��� ���� �����������. �����������.................................... .................. .................................... .................................... .................... ... 77 ���������� ��������������� ��������������� ���� ����.................................... .................. .................................... .................................. .................... ..... 77 ���������������. .................................................................................................................. 79 ���������� �������. .................................................................................................................. 80 �������� �. ������������ ������������ �������� ������� �������. .............................. .................. ............ 83 ������������ ������������ ������������ �� ����. ����. ................................... .................. .................................... ..................................... ................................ .............. 84 ������������� �� ��� �������� �������������. �������������. ................................... ................ ...................................... ................................. .............. 85 �� ����� ����� ���� ������ ������ �� ���������� ���������� ���������. ���������. ................................... ................ .................................. ............... 85 �������� ������. ................................................................................................................... 87 ����������� �� �����������. ................................................................................................ 89 ������ �� ������� ���� ����������. .................................................................................. 90 �
������ �� ������� ��������������. ��������������..................................... .................. ..................................... ..................................... ................................ .............. �0 ������ �� �������� �������. ............................................................................................. �0 ������������� �� ������ �������. ........................................................................................ �2 �������� ���� �� �������������� �������������� �� �� ������� ������������ ������������ ��������. .......... �� ������� � ���������� ��� �������. ............................................................................... �� ���������������� ���������������� ��� ������� �� ������������. .................................... ................. ..................................... .................. �� ��������� � ���������� ���� �� ��������� �� ��� �������. �������.................................... ................ ................... �� ����������� ���������� ���������� �� ��� �������. .................................... ................. ...................................... ................................. .............. �� ����� �� �������� ���������� �� �������� ��. ............................... ............................ ................... ......... 100 ������� �� ����� ��������� �� ��� ��������..................................... ................. ...................................... ......................... ...... 104 ������� �� �����. ................................................................................................................ 104 ������� �� �� ��������� ��� ������� �� ������������. ..................... ...................... .................. .... 10� ������� �� �� ��������� �� ����� ��������� ��� �� �������.................................. ................ ................. 10� 10� ���������������� ���������������� ��� ������� ������������.................... ...................................... ................... ......................... ...... 10� ������������ �� �� �������� ��� �����. .................................... ................... .................................... .................................. ............... 11� ������������ ��� ���������� �� �� �����������. .............................. ............ .................................... .................... 11� ������������� �� �� ��������� �� ��� ��� ������� �� �� �����������........... 11� 11� ������������� �� �� ��������� �� ��� ��� ������� �� �� �����������............ 122 ��������� ��� ��������� �� �����. .................................... ................... ................................... ..................................... ......................... ...... 123 ������������� �� ��� ������������� �� �����.................................... ................. ...................................... ......................... ...... 124 ����� ���������������. ................................................................................................... 12� �������� ��� ��������. .................................... ................... ................................... ..................................... ................................... ........................... ........... 130 ������������� �� ������� � �� ������ � ����������. .................................... ................. .......................... ....... 130 ������������� ��� �� ����� �� ���� �� �� ����� ��� ��������. ....................... ......... .............. 131 ������������� ��� �� ���� �� ��������. .................................. ................. .................................... .................................. ............... 132 ������������� ���������� � �� ��������� ��������� �� ��������. .................................. ............... ................................... ................ 133 ��������������� ���� ������ �� ��������..................................... .................. .................................... ......................... ....... 134 ���������� �� �� ��� �������� ��� �� ���������� ��� ��������. ........................... ................ ........... 13� �������� ��������� ��������� �� ����������� ����������� �����..................................... .................. .................................... ......................... ....... 13� ������������� �� ��� �����������. ................................................................................. 13� ������������� �� � ������ �� ������� �� ������. .................................. ............... ...................................... ................... 13� 13� �
������������� �� ������� �� ���� �� ���������..................................... ................. ................................ ............. 13� ������������� �� ������� � �� �������� ����� �� ������� � �� ������. ............. 141 141 ������������� �� ������� �� ������� �� ���������� ............................................ .................................. .......... 142 ������������� ���������� �� ������ �� ������� � ������ �����������. ........ 143 ����������. ......................................................................................................................... 144 ��������������� ���� �� ��������� �� �� �����������...................................... .................. ..................... 146 ������� �� ��� ��������. ��������. .................................... ................... ................................... ..................................... ................................... ..................... ..... 14� �������� ��� �� ����������� ����������� ��� ������ ������ ��������� ������������ ������������ (12�) � ���.150 ���.150 ������������ ��� ����������� �������� �� ��� �������� �� �� �������. .......... 150 150 ������������� �� �� ����������� � ����������� �� ��� ������� �������. ............... 153 153 ����������� ������ ���� �� ����� �����..................................... ................. ...................................... ............................... ............ 15� ���� �� ����� ��� ��������� �� ��� ������� �����..................................... ................. .......................... ....... 161 ���� �� ����� ��� ��������� �� ������� ���. ....................... ................................ ................... ............. 163 �������� ���� ����������� �� ������ �� �����������. ........................................ ....................... ................. 164 ����������� (��������� ��� ������ �� ������). .................................... ................. ................................... ................ 164 164 �������� � ����������� ����������� �� �������� �������� ���� ������� ������� �������. ................................ .................. .............. 164 ������� �� ���� ����������� ����� ����� (��� �������). �������)...................................... .................. .......................... ....... 166 ��������� ���� �� ��������� �� �� ������� �� ������� ���������� ................. 16� 16� ������� �� ������������ �� �� ����������� (���� ������). ........................ ................ 16� �������� ��. ������������ ��� ������� ������................................... ................ ...................................... ............................... ............ 171 ������� �� ������������ ������������ ��� ������� ������� ������. ................................... ................. ..................................... ............................... ............ 172 ���������� ��� ������ �� ��������. ................................................................................. 173 ������� ��� ������ �� ����� � ������ ��� �����. ................ ...................................... ................... ...................... ... 176 �������� � ����� �� ��������� �� ����� �� ���� (��� ����� �����, ���)............ 176 ��������������� ��� ������. ................................................................................................. 17� ������������� ��� ������. .................................................................................................. 17� �������� ��� ������. ......................................................................................................... 1�0 ������� �� �� ���������� ��� ������� � �� ������ ����� �� ��������� ��� ������. ................................................................................................................................................ 1�0 ��������� ��� ������ �� �� ������. .................................... ................... .................................... ..................................... ........................ ...... 1�2 ����������� � ������������� �� �� ������� ������ �� ���������� ���������. ....... 1�2 �
������������� �� ������� � �� ����������. ����������. ............................ .......... .................................... ..................................... ................... 183 ������������� �� ������� � �� ��������� �� ����������................................... ............... ....................... .... 183 ������������� �� ������� � �� ����������� ��� ��� �� ��������. ........................... ................... ........ 183 ������������� �� ������� �� ���� �� ������������ ��� �� ���������. ............... 184 184 �� ������� ������ �� ���������� ���������. .................................... ................. ...................................... ............................... ............ 184 ������� �� �� �������� �� �������� �������� �������� ��� ��� �������.................................... ................... .............................. .............. 186 ����������� ���������� ��� ������������ � ��� ������� ������ ....................... .................. ..... 187 ���������������� ���������������� �� �� ������� ������. ................................ .............. .................................... ..................................... ................... 188 ����������� ���������� ���� ���������� ����������. ............ ............................. ................... .......... 189 ����������� �� ���������� �����������................................... ................ .................................... .................................. ................ 190 ���������������� �� �� ������� �� ���������� ������. .................................... ................. ..................... 190 �������� ���. �������� �������� �� �������. .................................. ................. .................................... ..................................... ................................. ............... 196 �������� �� �������� �������� �� �������. �������. .................................... ................... ................................... ..................................... .................................. ............... 197 �������� �� ������������ �������������� �������������� (��� (��� � ���), �������������. �������������.................. 199 ������������� �� ������� �� ���� �� ����������. ............................. ......................... .................. ....... 199 �������� �� ������ ����������..................................... .................. .................................... ..................................... ......................... ...... 199 ����� �� ��� �� ������ ����������. ................................... .................. ................................... ..................................... ................... 200 �������� �� ����� ���������� ���������� (������ ����������). ����������). ..................................... .................. ....................... .... 203 ������ �� �� ����������� �� �������� � ������................................... ................ .................................. ................ 206 206 ���������� ��� ���. ���. .................................... ................... ................................... ..................................... ................................... ................................. ................. 206 ������� ���������� ���������� �������. �������. ................................... .................. ................................... ..................................... ............................... ............ 208 ������� �������� �������� ����������. ����������. .................................... ................... ................................... ..................................... ............................ ......... 210 ������� ��� ����������� ����������� ��������. ��������. ................................... ................. .................................... ..................................... ................... 211 ���������������� �� �� ������� ������� ���� �������� ��� ���. ............... ............. .. 212 ���������� ��� ���� �� �����....................................................................................... 212 ������� � ������� �� �� ����� � ���������. .................................... ................. ................................... ................ 214 ������������� ��� ������ �� ���������. ............................ ................................ ................... ............. 217 ������������� �� �� �� ��������� �� �� �������.................................. ................... 217 ����� ��������������� ���� �� ����������������. ����������������. .............................. ............. 222 �������� �� �������� ��� ������������ ������������ �� ������������� ������������� ��. ��............................... ................ .............. 225 ������������� �� ������� � �� ����������. ................................... ................. ..................................... ............................... ............ 226 �
������������� ��� �� ���� �� ������������� ��� �������� �� ������������ ���� ��� ������������� �� ������� �� ���� �� �������������������������������������������� ��������������� ������������������������������������� �������������������� ��� ��� �� ������������ �� �� �������������� �������������� ���������������������������������� ����������������� ����������������������������������� ������������������������������������� ������������������� ��� ���������� �� ������������� ������������������������������������������������������������������������������������������ ��� ���������� ������� ��� ������������ �� �������������� ����������������������������������� ���������������� �������������������������� ������� ��� �������� � ������ �� �� ��������� ���������������������������������������� ������������������������� ������������������ ������� ��� �������� ������� ��� ���� ��������������������������������������������������������������������������������������������� ��� �������������� �� ����������� �� �������� ������� �� ���� ����������������������� � ��� �������� � ������ �� ��� ������ ������������������������������������������������������������������������������������ ��� �������� � ������ �� ��� ����� ���������� ��������������� ��������������������������������� ���������������� ����������������� ��� ��� ��������� �� �� ���������� �� ������������� ������������� ����������������������������������� ����������������� ������������������������������������ ������������������������� ������� ��� ������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���
�
������� ��� ������
En mi primer libro “Aprenda a instalar cámaras de CCTV” centré mi atención en brindar un manual que sirviera de guía para instaladores de sistemas de video Vigilancia y para no profesionales, que introdujera los conceptos básicos y proporcionara los elementos necesarios para instalar y configurar sistemas de CCTV analógicos comerciales (kits de CCTV), con la idea de posteriormente presentar una nueva obra mucho más amplia. Mientras me encontraba escribiendo mi segundo libro sobre CCTV analógicos y digitales, al tratar temas relacionados con la alimentación se me ocurrió la idea de escribir un libro exclusivo dedicado a la distribución de energía y alimentación en los sistemas de CCTV y ampliarlo a otros sistemas electrónicos y de comunicaciones, de manera que sirviera como base tanto para diseñadores, instaladores e integradores de sistemas. La tendencia a la convergencia de los sistemas de CCTV, Seguridad, Control, computación y comunicaciones, ha posibilitado coexistir e integrar diferentes tecnologías sobre una plataforma común. Es el primer y
único libro que aborda de forma exclusiva las diferentes formas de
distribución de energía para garantizar la alimentación en las diferentes tecnologías empleadas en CCTV y otros sistemas electrónicos y de comunicaciones. Se abordan las técnicas de distribución de señales de video a través de cable coaxial, UTP y líneas eléctricas como medio de transmisión, con el objeto de entender los principios básicos para las formas de distribución de energía disponibles hoy en día para proporcionar alimentación a diferentes tecnologías y sistemas electrónicos en el mercado, tales como sistemas de CCTV analógicos, digitales e IP, equipos de comunicaciones, control automático, etc. Se incluyen métodos y escenarios típicos para alimentación con DC y AC, PoE, PoC, PLC, energía solar, energía eólica y sistemas de respaldo. No debe faltar en la biblioteca de todo diseñador, instalador e integrado r de sistemas.
�������������
El desarrollo de la tecnología en nuestros tiempos, ha propiciado un incremento en los niveles de miniaturización y un descenso significativo en el coste de electrónicos,
muchos
equipos
posibilitando la incorporación y difusión masiva de la electrónica en casi
todas las áreas del quehacer humano, ya sea como parte esencial o complementaria de algún proceso o actividad, de forma independiente o en interacción con otros sistemas mediante el intercambio de información a través de plataformas de comunicaciones existentes o de una nueva implementación para dicho propósito. Sin embargo, el costo de las infraestructuras de comunicaciones entre otras causas ha contribuido a la convergencia tecnológica de muchos sistemas para el aprovechamiento de las facilidades existentes. Es frecuente encontrar sistemas disímiles en configuraciones distribuidas compartiendo en uso común dichas infraestructuras para el intercambio de datos, transmisión de señales e incluso proporcionar alimentación remota a fin de incrementar la confiabilidad mediante la implementación de esquemas de redundancia y respaldo energético. El estado del arte de las diferentes tecnologías para los sistemas electrónicos y el abaratamiento de las fuentes de energías alternativas, ha posibilitado el despliegue de sistemas de comunicaciones, video vigilancia, procesamiento, control, telemetría y otros, en ubicaciones remotas donde no se dispone de un suministro energético a través de las redes de distribución eléctrica y en los que se requiere el trabajo continuado de algún sistema, por 24 horas diarias durante los 365 días del año. Por otra parte, muchos sistemas con procesamiento en tiempo real exigen un trabajo ininterrumpido, aún ante la ocurrencia de adversidades, fallas u otras eventualidades, por lo que las fuentes de alimentación y el esquema de distribución y respaldo de energía, juegan un papel preponderante en la confiabilidad, calidad y disponibilidad de tales sistemas. Puede asegurarse, que la mayoría de las fallas que se presentan en los equipos y sistemas electrónicos, se originan de problemas en la alimentación y el esquema de distribución de energía, de ahí su importancia para todo diseñador, instalador e integrador de sistemas como un criterio esencial de consideración. Un buen diseño de un sistema electrónico debe contemplar consideraciones de eficiencia en la alimentación a fin de garantizar un mejor
rendimiento, que contribuya a reducir los costos de operación, incrementar la vida útil de los equipos y garantizar una buena calidad de la información o señales que procesa. El presente libro pretende ser una guía que describe algunos de los esquemas utilizados para distribuir energía y alimentar dispositivos, sistemas electrónicos electrónicos y de comunicaciones, así como para la implementación de redundancia y respaldo energético. Esperamos que esta obra pueda contribuir a ampliar el horizonte de tecnologías disponibles y aprovechables para optimizar recursos durante el diseño y despliegue de un sistema con dispositivos electrónicos.
�� ����� ����� ���������� � ������ �� ���� �����, ���. �� �� ��������� �������
�����//���.����.���/����/��������������������� �����//���.����.���/����/������ ���������������������/�������� ������/����������%��%������� ��%��%������� �����%��%������������������� �����%��%� ����������������������������������% ����������������%��%�������/�����/� ��%�������/�����/�������� ������� ��������.����
������� ���������� �� �� �����.��� � �����.��, � ������ �� ��� �������� ��������
������//������.���/�/����/
�����//���.�����.��/������/������/�������������� �����//���.�����.��/������/��� ���/�������������������������� �������������������������� �������������� ���������������������