Первым отваливается не видеонаблюдение, а канал
Система видеонаблюдения — это не только камеры и регистратор. Между ними стоит PoE-коммутатор, а наружу смотрит роутер и, если у вас оптика, терминал провайдера. Если запитать только регистратор, произойдёт вот что: запись пойдёт, но камеры без коммутатора отключатся, а даже если камеры живы, удалённый просмотр умрёт вместе с роутером. Владелец при этом уверен, что «ИБП же стоит».
Поэтому список того, что должно жить при отключении света, всегда один и тот же: камеры, PoE-коммутатор, регистратор, роутер и оборудование провайдера. Пропуск любого пункта ломает либо запись, либо просмотр. Это, кстати, ответ на вопрос, почему грамотно собранный узел резервного питания стоит дороже, чем «купить ИБП на регистратор».
Отдельная неприятность: даже при полностью запитанной системе интернет может пропасть, потому что обесточен сам провайдер — его оборудование в подъезде или на узле. Тут помогает только резервный канал: роутер с SIM-картой и автоматическим переключением на мобильную сеть. Локальная запись при этом идёт в любом случае, и после включения света архив будет на месте — но смотреть камеры в телефоне в момент отключения вы сможете только с резервным каналом. Про то, как вообще устроен удалённый просмотр, у нас есть отдельная статья.
- Камеры — без питания не пишут, очевидная часть.
- PoE-коммутатор — если он не запитан, камеры отключаются, даже когда регистратор живёт.
- Регистратор — принимает и пишет потоки.
- Роутер — без него нет удалённого просмотра, хотя запись идёт.
- Оборудование провайдера — терминал или модем на входе в объект.
- Резервный мобильный канал — нужен, если обесточен сам провайдер.
- Осознанная экономия — запитать только запись, отказавшись от просмотра в момент отключения.
Ночью система ест почти вдвое: ловушка ИК-подсветки
Вот главная ошибка расчёта, из-за которой ИБП выбирают с недостаточным запасом. Потребление уличной камеры в паспорте обычно указано для дневного режима. Ночью включается инфракрасная подсветка, а это набор мощных светодиодов, и потребление той же камеры вырастает примерно в полтора-два раза. Камера 4 Мп, которая днём берёт 5–6 Вт, ночью берёт 10–12 Вт.
Дальше простая логика: отключения света ночью не менее вероятны, чем днём, а именно ночью запись важнее всего. Значит, считать нужно по ночному потреблению, то есть по максимуму. Восемь камер — это разница между 48 и 96 ваттами, то есть ровно вдвое, и именно на этой разнице расчёт обычно и рассыпается.
Второй скрытый расход — сам PoE-коммутатор. Он не просто передаёт мощность камерам, он её преобразует, и на этом теряется примерно десятая часть. Плюс собственное потребление коммутатора. Если вы считаете «четыре камеры по 9 ватт — это 36 ватт», добавьте к этому 8–12 ватт на коммутатор и не удивляйтесь.
- Камера 2 Мп — днём около 4 Вт, ночью с ИК-подсветкой около 7 Вт.
- Камера 4 Мп — днём 5–6 Вт, ночью 10–12 Вт.
- PoE-коммутатор — плюс около 10 процентов на преобразование и своё потребление 8–12 Вт.
- NVR с диском — 15–25 Вт в работе, больше в момент раскрутки диска.
- Роутер — обычно 6–10 Вт, терминал провайдера ещё 4–6 Вт.
- Правило — считать по ночному потреблению, дневные цифры из паспорта занижают результат вдвое.
Формула и таблица: сколько часов даёт батарея
Формула одна и работает для любого источника. Полезная энергия батареи равна ёмкости в ампер-часах, умноженной на напряжение в вольтах, на глубину разряда и на коэффициент полезного действия. Для свинцово-кислотных батарей, которые стоят в источниках бесперебойного питания, разумно брать глубину разряда 0,7 — глубже разряжать нельзя, батарея быстро деградирует. КПД преобразования у бытового ИБП примерно 0,85. То есть множитель на практике получается около 0,6.
Пример: батарея 12 В на 18 А·ч имеет 216 Вт·ч «сырой» энергии, а реально отдаёт около 128 Вт·ч. Делим на мощность нагрузки — получаем часы. При нагрузке 70 Вт это примерно 1,8 часа. Дальше нужно отнять запас: батарея не новая, температура не идеальная, нагрузка ночью выше расчётной. Закладывайте 20 процентов, то есть рассчитывайте примерно на полтора часа.
Ниже таблица-ориентир для трёх типовых нагрузок. 40 Вт — это небольшой дом: четыре камеры 2 Мп, регистратор, коммутатор и роутер. 70 Вт — тот же дом с камерами 4 Мп или шесть камер. 150 Вт — магазин или офис на 8–10 камер со всей обвязкой. Значения уже с учётом глубины разряда и КПД, но без запаса на старение — его отнимайте сами.
- 12 В 7 А·ч — около 50 Вт·ч полезных: 1,2 часа при 40 Вт, 0,7 часа при 70 Вт, 0,3 часа при 150 Вт.
- 12 В 18 А·ч — около 128 Вт·ч: 3,2 часа при 40 Вт, 1,8 часа при 70 Вт, 0,9 часа при 150 Вт.
- 12 В 40 А·ч — около 286 Вт·ч: 7,1 часа при 40 Вт, 4,1 часа при 70 Вт, 1,9 часа при 150 Вт.
- 12 В 100 А·ч — около 714 Вт·ч: 17,8 часа при 40 Вт, 10,2 часа при 70 Вт, 4,8 часа при 150 Вт.
- 24 В 100 А·ч (две батареи последовательно) — около 1428 Вт·ч: 35,7 часа при 40 Вт, 20,4 часа при 70 Вт, 9,5 часа при 150 Вт.
- Формула — ёмкость (А·ч) × напряжение (В) × 0,7 × 0,85 ÷ мощность нагрузки (Вт) = часы.
- Запас — отнимайте от результата 20 процентов на старение батареи и холод.
Два расчёта до конца
Первый — частный дом. Четыре уличные камеры 2 Мп, ночью по 7 Вт каждая, то есть 28 Вт. Регистратор с диском 15 Вт. PoE-коммутатор 8 Вт. Роутер 8 Вт. Терминал провайдера 5 Вт. Итого 64 Вт по ночному режиму. Возьмём типовой линейно-интерактивный ИБП с двумя батареями 12 В по 9 А·ч — это те же 18 А·ч и около 128 Вт·ч полезных. Делим: 128 ÷ 64 = 2 часа. Минус 20 процентов запаса — рассчитывайте на полтора часа. Для города, где отключения обычно короткие, этого достаточно.
Второй — магазин, где хочется четыре часа автономии. Восемь камер 4 Мп, ночью по 12 Вт — 96 Вт. Регистратор с диском 25 Вт. Восьмипортовый PoE-коммутатор 12 Вт. Роутер 8 Вт. Терминал 5 Вт. Итого 146 Вт. Считаем в обратную сторону: 146 × 4 часа = 584 Вт·ч нужно отдать нагрузке. Делим на 0,85 КПД и на 0,7 глубины разряда — получаем около 980 Вт·ч сырой ёмкости. При 12 вольтах это примерно 82 А·ч, то есть одна внешняя батарея на 100 А·ч закрывает задачу с запасом.
Отсюда важный вывод про выбор ИБП. Настольный источник со встроенными батареями на 7–9 А·ч физически не даёт больше часа-полутора на серьёзной системе, и никакая «мощность в вольт-амперах» этого не меняет: вольт-амперы отвечают за то, какую нагрузку источник потянет, а часы автономии дают ампер-часы батарей. Если нужно больше двух часов, нужен ИБП с возможностью подключить внешний батарейный блок, а не более мощный настольный.
И третий момент: не путайте вольт-амперы с ваттами. Источник на 1000 ВА при типичном коэффициенте мощности тянет около 600 Вт нагрузки — этого с запасом хватает и на дом, и на магазин из примера. Ограничение здесь не в мощности, а в батареях.
- Дом, 4 камеры 2 Мп — 64 Вт ночью, ИБП с батареями 18 А·ч даёт около 2 часов, реально считаем полтора.
- Магазин, 8 камер 4 Мп — 146 Вт ночью, на 4 часа нужно около 980 Вт·ч сырой ёмкости.
- 980 Вт·ч при 12 В — примерно 82 А·ч, то есть внешняя батарея на 100 А·ч.
- Настольный ИБП со встроенными батареями 7–9 А·ч — потолок час-полтора, независимо от вольт-ампер.
- Больше двух часов — только ИБП с внешним батарейным блоком.
- Вольт-амперы и ватты — первое про допустимую нагрузку, второе про расход; часы дают ампер-часы.
Три схемы резерва и какая когда лучше
Схема первая: один ИБП на 220 вольт, в который включена вся стойка. Самая простая в монтаже и самая понятная в обслуживании: одна розетка, один прибор, одна батарея. Минус — двойное преобразование: батарея 12 вольт поднимается до 220, а блоки питания камер и коммутатора тут же опускают обратно до 12 и 48. На каждом преобразовании теряется энергия, и в сумме автономия выходит процентов на 15–20 меньше, чем могла бы.
Схема вторая: питание постоянным током 12 вольт напрямую. Ставится блок резервного питания с батареей, и от него камеры и регистратор запитываются без всякого преобразования в 220. Коэффициент полезного действия заметно выше, автономия при той же батарее больше. Минус — роутер, терминал провайдера и часть оборудования всё равно требуют 220 вольт, значит нужен отдельный маленький источник для них.
Схема третья, гибридная, и в большинстве случаев мы делаем именно её: блок резервного питания 12 вольт на камеры и регистратор плюс небольшой ИБП на 220 вольт для роутера и терминала провайдера. Получается и высокий КПД на основной нагрузке, и живой канал связи. Плюс отказ одного узла не гасит всё сразу.
- Один ИБП 220 В на стойку — проще всего, но теряет 15–20 процентов автономии на двойном преобразовании.
- Блок резервного питания 12 В — выше КПД и больше часов, но роутеру и терминалу нужен отдельный источник.
- Гибрид — 12 В на камеры и регистратор плюс маленький ИБП 220 В на канал связи; наш рабочий вариант.
- Камеры на PoE — резервируется коммутатор, отдельная батарея у камеры не нужна.
- Локальные блоки питания на удалённых камерах — резервируются отдельно, иначе камера гаснет при живом регистраторе.
Мороз, старение и проверка раз в год
Свинцово-кислотная батарея на морозе отдаёт заметно меньше паспортной ёмкости. При нуле градусов потеря ощутима, при минус двадцати рассчитывать больше чем на половину номинала не стоит. Практический вывод: батареи ставятся в отапливаемом помещении, а если узел всё-таки на улице или в неотапливаемом боксе, нужен шкаф с подогревом. Уличный шкаф с батареями без подогрева зимой в Алматы — это система, которая работает с мая по октябрь.
Старение — вторая половина проблемы, и она коварнее. Батарея деградирует постепенно и без внешних признаков: индикатор на ИБП горит зелёным, прибор считает себя исправным, а реальная ёмкость уже треть от исходной. Срок службы обычной свинцовой батареи в режиме постоянного подзаряда — три-пять лет, после чего её меняют независимо от того, что показывает индикатор.
Проверка простая и делается раз в год: выключить основное питание рубильником и засечь время, за которое система доживёт до отключения. Если вместо расчётных двух часов вы получили сорок минут, батареи пора менять. Заодно проверяется, что после восстановления питания всё поднялось само: регистратор запустился, камеры вернулись, удалённый доступ заработал, время не сбилось.
Это ровно та работа, ради которой берут абонентское обслуживание: базовый тариф от 7 500 ₸ в месяц включает регулярную проверку системы, разовый выезд с диагностикой стоит от 7 000 ₸. На объектах, где непрерывность записи требуется по норме, эта проверка перестаёт быть добровольной.
- Мороз — при минус двадцати рассчитывайте не больше чем на половину паспортной ёмкости.
- Уличный шкаф — только с подогревом, иначе система резерва работает с мая по октябрь.
- Срок службы батарей — три-пять лет в режиме постоянного подзаряда.
- Деградация незаметна — индикатор зелёный, ёмкость треть от исходной.
- Проверка раз в год — снять основное питание и засечь реальное время автономии.
- После восстановления — проверить, что регистратор поднялся, камеры вернулись, время не сбилось.
Что происходит с записью в момент отключения
Если резерва нет вовсе, регистратор выключается жёстко, посреди записи. Обычно архив это переживает, но не всегда: файловая система на диске может получить повреждение, и тогда теряется не последний кадр, а фрагмент архива или доступ к нему целиком. Регулярные жёсткие выключения гарантированно сокращают жизнь диска.
Правильно собранный узел резерва решает и это. Когда заряд батарей подходит к концу, ИБП по сигналу даёт регистратору команду на корректное завершение работы, и тот закрывает файлы и останавливается штатно. Настраивается это один раз и стоит ноль, но делается редко: про эту функцию просто не вспоминают на пусконаладке.
Второй сюжет — время. После долгого обесточивания часы регистратора могут уйти, если не настроена синхронизация по сети. Запись с неправильной датой резко теряет ценность в любом разбирательстве, поэтому синхронизацию времени включают всегда, а после восстановления питания проверяют.
- Без резерва — жёсткое выключение, риск повреждения файловой системы и сокращение жизни диска.
- Корректное завершение — ИБП по сигналу даёт регистратору команду закрыть файлы и остановиться.
- Синхронизация времени — обязательна, иначе после долгого обесточивания дата в архиве уедет.
- Автоподъём — система должна стартовать сама, без нажатия кнопки человеком.
- Проверка после восстановления — запись идёт, все камеры на месте, удалённый доступ работает.