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Timestamp: 2018-03-22 09:00:42+00:00

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Curso de CCTV by Alexander Castro - issuu
Alexander Castro M
CURSO DE CCTV – Alexander Castro Mendoza
PARTES DE LAS CUALES SE COMPONE UN SISTEMA DE CCTV 1. Elementos captadores de imagen (cámaras) 2. Elementos de control óptico (Lentes) 3. Elementos de montaje y protección (Gabinetes y soportes) 4. Elementos reproductores de imagen (monitores) 5. Procesadores de Video (video-swithers, quad, multiplexor, tarjetas Dvrs) 6. Elementos grabadores de imagen (Videograbadoras, computador, discos duros extraíbles) 7. Elementos transmisores de la señal de vídeo 8. Tipos de transmisión (coaxial, fibra óptica, inalámbrico, cable UTP) 9. Elementos de control 10. Video-sensores Videocámaras CCD: Transcurría el año 1988, cuando las fabricas mas importantes de electrónica anunciaron la salida de las cámaras que no utilizarían mas tubos con filamentos y si utilizando un nuevo elemento de estado sólido llamado CCD (Charge Coupled Device) como elemento de trasferencia de imagen. Estas cámaras requerirían fuentes de alimentación menos complicadas, de baja tensión, y hasta podrían controlar la cantidad transferida de luz de las imágenes, mediante un dispositivo denominado auto-shutter, cuyo funcionamiento se asemeja al de las lentes autoiris, aunque no las sustituye íntegramente. Estas cámaras, funcionan en base a miles de semiconductores interconectados entre sí en un arreglo o matriz rectangular (ver figura 3)
Se fueron estandarizado sucesivamente tres formatos, cada uno de ellos con la mitad de superficie sensible que el anterior, pero manteniendo la relación en sus lados de 4/3 (anchura/altura): Captador CCD de 2/3" Captador CCD de 1/2" Captador CCD de 1/3" En general todos dan una buena resolución, con retículas de más de 500 x 500 elementos captadores de imagen (pixels) Con esta misma tecnología CCD aparecieron también cámaras en color para aplicaciones en CCTV, con sensibilidades muy altas para ser de color (menos de 2 lux en la escena, cuando las de tubo precisaban más de 200), que solucionan problemas específicos en casinos, centros comerciales, vigilancia de procesos industriales en que interviene el color, etc.
CURSO DE CCTV – Alexander Castro Mendoza CARACTERÍSTICAS DE LAS CÁMARAS PROFESIONALES Toda cámara profesional para CCTV reúne una serie de características que si bien se encuentran en todas ellas, varían según las marcas, modelos y tipos. AES (Shutter Electrónico Automático): Ajusta electrónicamente el Shutter de la cámara para compensar cambios en los niveles de iluminación. o Evita el uso de auto-iris, o iris manual. o Rango limitado a situaciones extremas de iluminación. o Menor profundidad de enfoque diurno comparado con lentes de auto-iris. Sensibilidad: Proporciona la capacidad de reproducción de imágenes de video en condiciones de baja iluminación. Es la cantidad de iluminación mínima de una escena para obtener la señal de video. La sensibilidad se mide en LUX. Las cámaras blanco y negro tienen en general una sensibilidad de 0,01 LUX. En cambio, las cámaras color tienen una sensibilidad aproximada de 0,1 a 1 LUX. Resolución: Es la medida de la calidad con que se reproducen los detalles finos de una escena. Cuantos más píxeles posea el CCD mejor será la resolución de la cámara. Las cámaras estándar tienen 380 íneas de resolución (TVL), mientras que las cámaras profesionales van de las 420 a las 550 TVL. En la mayoría de las aplicaciones de CCTV se usan cámaras de resolución estándar (420TVL).
Iris electrónico: También conocido como AES (Automatic ElectronicShutter), controla en forma automática la cantidad de luz que penetra en la cámara. Cuanto mayor es la velocidad de control, que puede variar entre 1/60 y 1/100.000 de segundo, mejor será la compensación de la imagen en condiciones de luz brillante. El concepto del iris electrónico es similar al de las lentes autoiris pero como la compensación se realiza en forma electrónica, el rango de variación comparado con las lentes autoiris es menor y su aplicación se limita a cámaras de uso interior. Montaje de la lente: Las cámaras de tipo profesional vienen preparadas para colocar diferentes tipos de lentes, que se seleccionan para la visualización de una escena determinada. Existen dos tipos de montajes: C y CS. La diferencia entre ambos es la distancia focal posterior mecánica entre la base de la lente y el área de enfoque de la imagen, que es donde se encuentra el CCD. Esta distancia es de 17,526 mm. para una lente con montaje C y de 12.50 mm. para las de montaje CS. Las cámaras actuales más populares de formato 1/3" vienen preparadas para lentes con montaje tipo CS. No obstante puede usarse una lente con montaje tipo C colocándole una arandela de 5 mm para lograr la distancia focal necesaria.
Compensación de luz trasera: Cuando debe visualizarse una escena o un objeto que tiene una luz brillante detrás, deberá seleccionarse una cámara que posea compensación de luz trasera o BLC (Back-
CURSO DE CCTV – Alexander Castro Mendoza Light Compensation). Si la cámara está instalada en un ambiente interior, enfocada hacia una puerta de entrada o una ventana y no posee esta función, el reflejo del sol o luz diurna hacen que la imagen en el monitor, cuando una persona entre por la puerta o pase frente a la ventana, sea una silueta negra. La función del BLC es básicamente "engañar" electrónicamente a la cámara para que no registre la luz trasera, elimine el efecto de silueta y reproduzca una imagen clara en difíciles condiciones de luz.
Ajuste del control de fase: En general, el sincronismo de la señal de video es generado a través de un oscilador interno de la cámara. Las cámaras que trabajan con CA se pueden sincronizar con la frecuencia de red (LLC, line lock control). El ajuste del nivel de fase del sincronismo vertical, en tanto, evita saltos indeseables durante la reproducción del video en vivo o cuando se reproduce una grabación luego de ocurrido un evento. Capacidad para aceptar lentes Autoiris: La gran mayoría de las cámaras profesionales actuales aceptan lentes de tipo autoiris. Sin embargo, existen dos tipos: control por video (VD, video drive) y control directo (DC, direct control). Cuando se realiza la elección de la cámara es importante comprobar que tipo de lente autoiris acepta. Las lentes autoiris del tipo DC son menos costosas que las del tipo video y tienen la misma función. Relación Señal /Ruido (S/N -Signal Noise): Mide la inmunidad a ruido eléctrico proveniente de la línea de alimentación. Las normas recomiendan 46 dB como mínimo. AGC (Control Automático de Ganancia): El valor típico es de 30 dB. Mantiene la salida de la señal de video en un nivel de 1V pico a pico, con una carga de 75 ohm. SELECCIÓN DE LENTES
La lente a utilizar debe elegirse considerando la distancia a la que queremos ver y la iluminación disponible en la escena a observar. Su clasificación es la siguiente: a. De iris fijo: Se utilizan cuando la iluminación es constante, como por ejemplo los interiores iluminados artificialmente. b. De iris variable manual: Cuando la iluminación interior puede tener varia-
Otra identificaciĂłn que se hace de los monitores es a travĂŠs del tamaĂąo diagonal de su pantalla, generalmente expresado en pulgadas. De entre todos los tipos de monitores B/N de tipo profesional, por ejemplo, los mĂĄs utilizados son los de 9â&#x20AC;? (23 cm) y 12â&#x20AC;? (31cm). Los tamaĂąos mĂĄs pequeĂąos, como el de 5â&#x20AC;? (13 cm) y 7â&#x20AC;? (18 cm) son utilizados en Sistemas de ObservaciĂłn. Los de mayor tamaĂąo son generalmente usados con multiplexores y grabadoras digitales y pueden conseguirse en tamaĂąos como 15â&#x20AC;? (38 cm), 17â&#x20AC;? (43 cm) y 20â&#x20AC;? (50 cm). ContinĂşa en pĂĄgina 152 4
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1.11. Elección del equipo de grabación b. Grabador: Graba imágenes por Si ante un evento es necesario analizar las imágenes grabadas con ante- meses, dependiendo de su capacidad rioridad, la calidad y fácil disponibilidad expandible. resulta fundamental para una correcta c. Servidor IP: Accede a las imágeevaluación de lo sucedido. La graba- nes en vivo y grabadas a través de reción digital ofrece una serie de venta- des IP. jas con respecto a la grabación en cinEn las VCR Time Lapse la informata magnética. Los sistemas DVR (digi- ción no puede ser procesada y la calital video recorder) cubren tres funcio- dad de reproducción de las imágenes nes, a saber: es siempre inferior a la original. Adea. Multiplexor: Muestra hasta 32 cá- más, no se tiene acceso rápido y dimaras en una sola pantalla. recto a una toma determinada y requie-
CURSO DE CCTV – Alexander Castro Mendoza FORMATOS DE LAS CAMARAS Las cámaras vienen en formatos de ¼”, 1/3”, ½”, 2/3” y 1” (Fig. d) y el campo de visión de un mismo lente cambiará dependiendo del formato de la cámara (Fig. e)
Los lentes se encuentran disponibles en cuatro configuraciones distintas súper, gran angular, estándar y telefoto o zoom. Ejemplo de longitudes focales.
CURSO DE CCTV – Alexander Castro Mendoza FORMATO 1/3” LONGITUD FOCAL 2,8mm 4mm 8mm 6,5mm - 39mm
ANGULO DE VISIÓN 85º 60º 30º 40,5º - 7º
DESCRIPCIÓN Super–gran angular Gran angular Standard Angulo variable desde gran angular a zoom
FORMATO ½” LONGITUD FOCAL 3,5mm 6mm 12mm 8mm - 48mm
ANGULO DE VISIÓN 85º 56º 30º 43,6º - 7,7º
FORMATO 2/3” LONGITUD FOCAL 4,8mm 8mm 16mm 10mm - 100mm
ANGULO DE VISIÓN 85º 58º 30º 47,5º - 5º
FORMATO 1” LONGITUD FOCAL 8,5mm 12,5mm 25mm 16mm - 160mm
ANGULO DE VISIÓN 80º 54º 29º 43º - 4,6º
DESCRIPCIÓN Super–gran angular Gran angular Standard Angulo variable desde gran angular a zoom.
CURSO DE CCTV – Alexander Castro Mendoza F-Stop es un término utilizado para indicar la velocidad de un lente y es una de las características más importantes del lente y es la capacidad de un lente de recoger la luz reflejada desde la escena. Cuanto menor es el número-f mayor es la cantidad de luz que pasa a través del lente.
La profundidad de campo es la cantidad de escena observada dentro del enfoque. A memos milímetros mayor área. Una regla muy sencilla es que mientras mayor área visualice la cámara, menor será la captación de los detalles. Los tipos de mecanismos de Iris son: Sin iris Iris manual Autoiris: AUROIRIR De Video (Uso en exteriores/interiores, mayor flexibilidad para cambios de niveles de iluminación, el circuito de control esta en el lente, es mas costoso) AUROIRIS De DC (Es circuito de control esta en la cámara, menor costo que el tipo video)
CURSO DE CCTV – Alexander Castro Mendoza El lente Pinhole se usa en aplicación de cámara oculta, necesita buena iluminación (alto F-Stop) y requiere solo una pequeña perforación por donde observar (fig. h).
TERMINOLOGÍA DE LOS LENTES: Longitud Focal Foco o enfoque F-Stop Formato Montaje Iris La longitud Focal es el parámetro básico necesario para determinar la posición de la cámara relación de amplificación y ángulo de visión. La distancia focal es aquella a partir de la superficie de la lente hasta el punto de enfoque y se mide en milímetros. El ángulo de visión varia dependiendo del lente utilizado (fig. f y Fig. g) Los circuitos electrónicos, conjuntamente con el dispositivo captador, determinan la calidad de la imagen, la cual es explorada electrónicamente de izquierda a derecha y de arriba a abajo mediante unos impulsos eléctricos denominados sincronismos (horizontal y vertical). Los formatos de vídeo disponibles hoy siguientes: • • • •
en día son muy variados, siendo los más populares o estándar los RS-170 (monocromático, 30 cuadros/seg) CCIR (monocromático, 25 cuadros/seg) NTSC (color compuesto, 30 cuadros/seg) PAL (color compuesto, 25 cuadros/seg)
Videograbador digital multiplexado: Utilizado como medio de registro de imágenes de un sistema de CCTV, combina multiplexado de imágenes en formato digital, grabación digital y grabación de audio, con posibilidades de trabajar en red mediante conexión tipo ethernet. Capacidad para grabar imágenes digitalizadas durante un mes. Utilizando software de visualización propietario o un navegador estándar de Internet, los usuarios pueden tener acceso a las imágenes a través de una computadora conectada a una red; vienen provistas de protección por contraseñas, operación automática y detección por ordenador de cámaras. Detección de objetivos en primer plano: La detección en un punto definido, se justifica cuando el CCTV es utilizado para cubrir una localización distante a inaccesible tal como una callejuela, puerta trasera, patios descubiertos, túneles, o bóvedas de ingreso de aire, agua, etc. , disminuyendo así el patrullaje de guardias. Estas
CURSO DE CCTV – Alexander Castro Mendoza aplicaciones están plagadas de aburrimiento para el operador y no dejan de imprimir "a fuego" la escena, en la tarjeta de silicio de la cámara o en el material sensible del CCD. Ciertamente, un mecanismo de alerta automático es necesario. Esta facilidad puede llevarse a cabo mediante el uso de "detectores de movimiento'' ó integrando sensores remotos dentro del sistema. Estas pueden incluir contactos eléctricos sobre una puerta, alambres de "trampa de seguridad" que deban ser cortados, o detectores sísmicos, magnéticos, de presión o estrés en un patio o parque. Donde los sistemas de CCTV están presentes, las alarmas inocentes y molestas (qué pueden estar en el orden del 95%, en el caso de utilizar "detectores de movimiento"), no deben objetarse dado que la observación mediante el CCTV, del sitio que está en alarma, asegura un medio conveniente de verificación en todos los casos donde un dispositivo de alerta automático es utilizado, siempre que el aperador tenga la posibilidad de pasar por encima del llaveado secuencial de las cámaras e ir inmediatamente a la cámara que visualiza la ubicación del anuncio o el lugar "en alarma". Detección de Perímetros: Dicha aplicación capitalizará efectivamente siempre que se haya utilizado los efectos retardantes de la “iluminación convencional de seguridad" en los alambrados, vallas o defensas físicas. Los alambrados o cercas, deben estar libres de obstáculos, malezas, objetas almacenados o vehículos estacionados. Donde sea posible deberá tomarse Ia ventaja de contraste de colores tales como las franjas de blanco-mate de 1,80 mts. de alto, pintadas en las paredes en forma alternada. Teniendo en cuenta que la cámara generalmente está en movimiento panorámico (comúnmente llamado "paneado”) se preferirá la elección de una cámara provista de una tarjeta de diodo de silicio para prevenir el manchado de la imagen. Donde el fenómeno de aburrimiento del operador es un problema, los mecanismos de alertado automático, tales como los sensores “antiescalamiento” en las vallas o alambradas, son el elemento esencial. Detección de Áreas: Aplicaciones tales como “la detección en áreas" en exteriores, se consideran comoun refuerzo y/o un "relevo" de la detección perimetral. Áreas tales como veredas deberán ser bien iluminadas para una mejor protección adicional. En interiores, el CCTV es valioso para verificar la veracidad de señales de alarma provenientes de equipos de alarma “espacial”, comúnmente denominados detectores volumétricos, ultrasónicos, microondas, infrarrojos, etc. y de haz luminosos de barrera fotoeléctrica, alambres de “trampa de seguridad” y alfombras detectoras. Cámaras de LLLTV (de muy bajo nivel de iluminación de la escena) provistas de unidades Pan-Tilt deben ser ubicadas estratégicamente de tal manera que tengan una vista libre de obstrucciones, de las rutas de ingreso y egreso y concentraciones de materiales de alto riesgo en depósitos, almacenes, edificios desocupados y/o oficinas, como así también objetivos importantes. Espejos convexos pueden instalarse a fin de extender la cobertura. En todas las aplicaciones donde se utilice la detección remota, es esencial que el operador este en contacto permanentemente con las fuerzas de seguridad y apoyo, para seguirlos u orientarlos cuando una Intrusion es detectada. Como regla general, no se requerirá mas de un operador para mirar y atender 4 monitores conmutados secuencialmente y en ningún caso deberán ser llamados o distraídos hasta que dejen su turno en la consola. Se recomienda programar turnos de menos de tres horas con intervalos de descanso de 45 minutos (fuera del recinto de seguridad) y no más de tres turnos de tres horas por día y por operador. Lo antedicho se fundamenta en la experiencia recogida en innumerables instalaciones donde un operador que se ubica frente a un grupo de monitores en funcionamiento, luego de varias horas de observación permanente, cae fascinado en un trance de inmovilidad provocada por el ritmo hipnótico del cambio de escenas en los monitores conmutados secuencialmente. Esta semi-parálisis hipnótica, disminuye (y hasta en algunas casos elimina) la velocidad de los reflejos y en caso de tomar conocimiento de una novedad que merezca ser rápidamente atendida, induce (en la generalidad de los casos) confusión y aumenta el nivel de prejuicios en adoptar una decisión y dar una orden por la perplejidad que produce el evadirse de un “vacío", por concentración hipnótica.
CURSO DE CCTV – Alexander Castro Mendoza Iluminación de la escena visualizada: Las cámaras están divididas en categorías según su sensibilidad a la luz y su resolución, es decir, la capacidad de ofrecer mayor o menor cantidad de detalles de imagen. Dicho en forma simple, la resolución es el número de líneas que están espaciadas en forma apretada vertical en un escena que pueden ser distinguidas mediante el elemento fotosensitivo y transmitidas al monitor. Cuanto más grande sea el número de líneas más alta será la resolución, y por lo tanto habrá una mejor calidad de imagen. La sensibilidad a la luz esta expresada en pie-candelas. Un pie-candela es la cantidad de luz medida sobre una vela standard a una distancia de un pie. Las escenas son iluminadas mediante una o más fuentes medibles de potencia luminosa en candelas. La iluminación se reduce a medida que la distancia a la fuente de luz se incrementa, en un monto que es inversamente proporcional el cuadrado de la distancia:
Por ejemplo, una fuente de iluminación de 400 pie-candela proveerá 16 pie-candelas de iluminación a una distancia de 5 pies y 4 pie-candelas a una distancia de 10 pies. La tabla 1 muestra la correlación de pie-candelas, con distintas condiciones de luz exterior, para escenas con un coeficiente de reflectancia promedio. Está correlación incluye para fines de comparación el rango de iluminación promedio de una oficina.
Las cámaras con mayor sensibilidad pueden alimentar el monitor con una imagen utilizable en condiciones de iluminación tan bajos como un décimo de pie-candela, no obstante, los detalles de la imagen se verán perjudicados a medida que se reduzca la iluminación. Conductores a utilizar en los enlaces de video
CURSO DE CCTV – Alexander Castro Mendoza Tabla de utilización cañerías para conductores tipo coaxial: Esta tabla solo menciona los cables coaxiales, pero se adoptara igual criterio de cálculo con factor de ocupación del 40% para cualquier tipo de conductor, utilizado en instalaciones de seguridad.
Distancias máximas y mínimas medidas desde el observador a los monitores:
Angulo máximo de observación medidas desde el eje central del observador a los monitores: Angulo Máximo = 30°, tanto horizontal como vertical. Lentes - Estandarización de montajes: Cuando se adapta una lente a la cámara, la parte trasera de la lente calza justo dentro del lado de montaje de la cámara, se define como una medida estándar de la posición más conveniente (C, CS, etc.). C- MONTAJE 17,526 mm. (en el aire) CS- MONTAJE 12,5 mm. (en el aire)
Lentes - el brillo de una lente (números f y t): La "F" indica el brillo de la lente. El menor de los valores es el brillo de la imagen producida por la lente. La "F" es inversamente proporcional al diámetro de la lente y directamente proporcional a la longitud focal. f Fn° = ---------D
f = longitud focal de una lente D= diámetro de una lente Fn° = F (brillo de una lente)
CURSO DE CCTV – Alexander Castro Mendoza Terminología utilizada en CCTV, para definir temas de iluminación: Los siguientes términos de uso frecuente , los encontramos en las especificaciones técnicas de los sistemas de CCTV, en las cámaras tomavistas y en la parte óptica de esta especialidad. APOSTILB (asb): Sistema Internacional (SI); unidad deluminancia (brillo de una superficie) igual a 1/π candelas/mt2 . BLOOMING: Diseminación de luces brillantes en áreas adyacentes a la escena televisada. CANDELA: (cd) Unidad de medida de la intensidad luminosa. Un punto luminoso equivalente a una candela emite un lumen/esteradian. Candela es la unidad internacional que reemplaza al “candle”. EFICACIA: Efectividad en la producción luminosa (radiación visible); es la relación entre el flujo luminoso total y el flujo de radiación total (lúmenes/vatio). FOOTLAMBERT: (fl) Unidad de luminancia igual a (1) candelas por pie cuadrado. F/NUMBER: Método de designación de la velocidad de los lentes El numero F expresa la relación entré el diámetro efectivo de la pupila de entrada del lente y la longitud focal del lente. De este modo, un lente que tenga un diámetro efectivo de 1” y una longitud focal de 8", tendrá una relación de 1:8 que se escribe f/8. FOOTCANDLE (fc): Unidad de medida de iluminación, igual a un lumen por pie cuadrado; formulación utilizada actualmente para reemplazar al termino “pie-candela" (footcandle). ILUMINANCE (iluminación): Densidad de flujo luminoso incidente, sobre una superficie; el cociente del flujo dividido por el área superficial cuándo el flujo está uniformemente distribuido Se mide en lux o Iumenes/ft2. LAG: La persistencia de una mancha brillante, en una ubicación definida sobre la superficie de la tarjeta sensible, luego que la fuente de brillo ha sido removida de la escena televisada. LUMEN (lm): La unidad de flujo luminoso. Es igual al flujo a través de una unidad de ángulo sólido (esteradian) a partir de una fuente puntual uniforme de una candela o al flujo sobre de superficie de la cuál todos los puntos están a una misma distancia de una fuente puntual uniforme de una candela. LUMINANCE: (luminancia): Intensidad luminosa (brillo) de cualquier superficie en una dirección dada, por unidad de área proyectada de la superficie tal como se la ve a partir de esa dirección. LUMINOUS FLUX (flujo luminoso): Tasa temporal de caudal de luz. LUX: Unidad de iluminación del Sistema Internacional igual a 1 lumen/metro cuadrado. RESOLUTION (resolución Límite):Tasa de detalles que pueden ser distinguidos en la pantalla de video. La resolución vertical se refiere al número de líneas horizontales blancas y negras de igual ancho que pueden apreciarse en la altura de la imagen observada. La resolución horizontal, se refiere a las líneas negras y blancas ubicadas en una dimensión horizontal igual a la altura vertical. SENSITIVITY (sensibilidad) *de un sensor de imagen de TV*:La corriente de señal desarrollada por unidad de radiación incidente. Si no se especifica de otro modo, la radiación se entiende debe ser aquello que provenga de
CURSO DE CCTV – Alexander Castro Mendoza una fuente no filtrada incandescente de 2854°K, y la radiación incidental total o flujo se encontrará mediante multiplicar la iluminación (footcandles) temporal por el área barrida (ft2) SPECTRAL RESPONSE (respuesta espectral): Respuesta relativa o absoluta (salida de señal electrica) de un sensor de imagen como función de la longitud de onda de la radiación incidente. T/NUMBER (numero /T): el numero /f modificado incluyendo las perdidas de las lentes. INTENSIDAD LUMINOSA: Es el monto de iluminación emitida por fuente y es expresada en CANDLE POWER (Potencia en Candelas) (BEAM CANDLE POWER en él caso de una lampara o artefacto que no tenga una radiación uniforme en todas las direcciones). INCIDENT ESCENE ILLUMINATION (iluminación incidente de la escena): Es el monto de luz que cae sobre un objeto y se expresa en FOOTCANDLES. La iluminación de la escena, por esta definición incluye la luz que no es útil para la cámara. Para aplicaciones en CCTV la iluminación incidente de la escena debe ser redefinida a fin de obtener un término más útil. Este termino debería ser CAMERA INCIDENT SCENE ILLUMINATION = (iluminación incidente de la escena sobre la cámara), dando el monto de luz que cayendo sobre la escena es reflejada hacia la cámara. Esta medida es también expresada en footcandles. SCENE BRIGTHNESS: (Brillo de la escena): Es el monto de luminosidad que es reflejada por objeto de interés y es expresado en FOOTLAMBERTS. REFLECTANCE: (Reflectancia) Es la relación entre la iluminación incidente sobre el objeto y el brillo emitido por el hacia la cámara, expresado en porcentaje. La interrelación entre estos términos sera:
Candle Power Footcandles = ----------------------, donde la distancia es expresada en pies. distancia2
Footlamberts = Footcandles x Reflectancia %.
CAMPO DE VISIÓN / TAMAÑO DE CAPTACIÓN Una vez se determina el área a ser observada, el siguiente paso consiste en calcular la distancia desde la cámara hasta el área u objeto bajo vigilancia. El factor final, es el tamaño del dispositivo de captación de la cámara (por ejemplo: 1/2 pulgada, 2/3 de pulgada y 1 pulgada). Con estas tres piezas de información, tamaño del área u objeto, distancia desde la cámara hasta el objeto y el tamaño del dispositivo de captación, se puede selecciona el lente apropiado. Un factor importante que se debe recordar es que las cámaras con diferentes tamaños de formato de captación (por ejemplo: 1/2 pulgada, 2/3 de pulgada y 1 pulgada), utilizando el mismo lente de longitud focal dará un campo de visión diferente como se ilustra en la figura 1. Si se coloca un lente diseñado para un dispositivo de captación de formato más pequeño en uno mas grande, los resultados serán un efecto sombreado alrededor de la imagen.
LONGITU FOCAL DEL LENTE
(milímetros) 25 mm 25 mm 25 mm
DISTANCIA DE LA CAMARA HASTA EL OBJETO (Pies)
CAMPO DE VISIÓN (HORIZAONTAL)
CALCULO DEL TAMAÑO DEL LENTE
W: Ancho del objeto (en pies) H: Altura del objeto (en pies) L: Distancia entre la cámara y el objeto (en pies). F: Longitud focal requerida (en milímetros).
Cámaras con formato de 1” F=
Cámaras con formato de 2/3” F=
Cámaras con formato de 1/2” F=
6,6L H
Cámaras con formato de 1/3”
4,8L H
Cámaras con formato de 1/4” F=
3,6L H
3,6L W
2,7L H
CURSO DE CCTV – Alexander Castro Mendoza Para demostrar el uso de varias de estas formulas, resolveremos el siguiente problema. Problema 1: El propietario de una compañía de fabricación de acero desea observar la puerta de entrada a su estacionamiento. La ubicación de la cámara desde la entrada es de 100 pies y el campo de visión horizontal es de 25 pies. Supongamos que para esta aplicación se ha elegido ya una cámara con un tubo de formato 1 pulgada. Determinar La Longitud Focal Del Lente.... SOLUCIÓN: F=12.7 x 100(pies)/25, es decir F = 50.8 mm. Como es casi imposible localizar un lente fijo que sea de 50.8 mm, el lente mas común de 50 mm podría ser la selección correcta.
Problema 2: Un cliente ha decidido reubicar una cámara ya existente con un tubo de 2/3 de pulgada, que tiene un lente de 16mm, hacia un nuevo sitio. El sitio de la cámara es una pared que mira hacia un estacionamiento que se extiende 85 pies hasta el otro lado. ¿Cuál será el campo de visión horizontal de la cámara? SOLUCIÓN: W = 8.8 x 85 pies / 16 mm = 46.75 pies. Basándonos en las anteriores formulas y teniendo en cuanta los siguientes datos (ancho de la Cédula = 0.271pies) y (ancho de un cheque = 0.5834 pies); deberíamos hallar los siguientes datos al momento de fabricar un fotocheque. a) Tener un estimado de ancho x alto de campo de visión para la persona. b) Tener un estimado de la longitud del fotocheque a la persona. c) Según el formato de cámara que se usa en los actuales fotocheques, calcular en tamaño (diámetro en pulgadas) y distancia focal (en mm) de los 3 respectivos lentes para la persona, la cedula y el cheque. Así como la distancia entre cámara objeto. Aunque como “ya tenemos unos fotocheque fabricados”. Mediremos las distancias y ancho del objeto, luego que tomando valores comerciales de formatos de lentes y distancia focal, podemos suponer el tipo de lente para cada una de las 3 cámaras. Los resultados se aproximaran a (12” = Cedula), (8” = Cheque) y (6” = Persona) Factores a consideración: Existe una distancia mínima la cual no se debe sobrepasar ya que el lente jamás enfocará. [dist. mínima (pulgadas) / F (mm) >= 1.1] Puede usarse un lente de formato mayor al de la cámara pero nunca viceversa.
LÍNEAS DE TRANSMISIÓN DE SEÑAL Tal vez, la parte más conflictiva de una instalación sea la del cableado, si no se tiene en consideración que la existencia de varios métodos diferentes de transportar las señales de las cámaras de Televisión, no es al azar y que cualquiera que sea el método utilizado, este debe respetar las condiciones que establece el medio; por ejemplo, si se utiliza un cable coaxial tipo RG-59 (75 ohms) con buenos conectores en sus extremos, se producirá una perdida del 50% de la señal (6 dB) en un tramo de 180 mts, mientras que para que la misma perdida se produzca en un sistema con fibra óptica, serán necesarios 12.000 mts de fibra óptica. No obstante, si para cubrir grandes distancias a través de ámbitos abiertos al aire libre y sin obstáculos se deba cubrir hasta 20 kilómetros y se utilice un enlace de MW (microondas), de entre 1300 y 2500 megaciclos con antenas direccionales o parabólicas, la atenuación será nula. Hay que tener en cuenta que en algunos casos (subterráneos, túneles de minas, etc.) es imposible utilizar las microondas y conviene entonces pensar en fibra óptica. Actualmente se están fabricando sistemas de CCTV que utilizan pares telefónicos trenzados (no coaxiales), aunque las distancias de enlace se hacen cortas, requiriéndose para compensar esto de amplificadores y correctores de línea. Elementos de transmisores de la señal de vídeo La señal de vídeo que sale de la cámara debe llegar en las mejores condiciones posibles al monitor o monitores correspondientes, para lo cual se emplean: Líneas de transmisión Amplificadores de línea Distribuidores de vídeo Las líneas de transmisión deben ser capaces de transportar la señal de vídeo, que puede alcanzar frecuencias de 8 MHz, con un mínimo de pérdidas, por lo que se utilizan habitualmente cables de tipo coaxial, adaptados a la impedancia nominal del circuito cerrado de T.V. (75 ohmios). El Cable Coaxial Presenta propiedades mucho más favorables frente a interferencias y a la longitud de la línea de datos, de modo que el ancho de banda puede ser
mayor. Esto permite una mayor concentración de las transmisiones analógicas o más capacidad de las transmisiones digitales. Cable RG-59, Coaxial ó BNC
Estas formas de denominación se refieren a la misma tecnología de cableado. La primera hace referencia a la normativa del cable propiamente dicho, la segunda a su nombre y la tercera al nombre técnico que utilizan los conectores usados en este tipo de cableado.
Sección de un cable coaxial. Su estructura es la de un cable formado por un conductor central macizo o compuesto por múltiples fibras al que rodea un aislante dieléctrico de mayor diámetro Figura siguiente. Una malla exterior aisla de interferencias al conductor central. Por último, utiliza un material aislante para recubrir y proteger todo el conjunto. Presenta condiciones eléctricas más favorables. En redes de área local se utilizan dos tipos de cable coaxial: fino y grueso. Es capaz de llegar a anchos de banda comprendidos entre los 80 Mhz y los 400 Mhz (dependiendo de si es fino o grueso). Esto quiere decir que en transmisión de señal analógica seríamos capaces de tener, como mínimo. del orden de 10.000 circuitos de voz. Conector BNC Es el conector utilizado cuando se utiliza cable coaxial. Como ya hemos dicho, la malla de cable coaxial y el hilo central están separados, así que es muy importante que a la hora de grimpar este conector al cable dichos hilos se hallen separados.
Conector de Crimpar Conector de soldar Conector de soldar hembra-hembra Fibra Optica La fibra óptica permite la transmisión de señales luminosas y es insensible a interferencias electromagnéticas externas. Cuando la señal supera frecuencias de 10¹º Hz hablamos de frecuencias ópticas. Los medios conductores
metálicos son incapaces de soportar estas frecuencias tan elevadas y son necesarios medios de transmisión ópticos. Por otra parte, la luz ambiental es una mezcla de señales de muchas frecuencias distintas, por lo que no es una buena fuente para ser utilizada en las transmisión de datos. Son necesarias fuentes especializadas: •
Fuentes láser. a partir de la década de los sesenta se descubre el láser, una fuente luminosa de alta coherencia, es decir, que produce luz de una única frecuencia y toda la emisión se produce en fase. Diodos láser. es una fuente semiconductora de emisión de láser de bajo precio. Diodos LED. Son semiconductores que producen luz cuando son excitados eléctricamente.
La composición del cable de fibra óptica consta de un núcleo, un revestimiento y una cubierta externa protectora Figura siguiente. El núcleo es el conductor de la señal luminosa y su atenuación es despreciable. La señal es conducida por el interior de éste núcleo fibroso, sin poder escapar de él debido a las reflexiones internas y totales que se producen, impidiendo tanto el escape de energía hacia el exterior como la adicción de nuevas señales externas. Actualmente se utilizan tres tipos de fibras ópticas para la transmisión de datos: 1. Fibra monomodo. Permite la transmisión de señales con ancho de banda hasta 2 GHz. 2. Fibra multimodo de índice gradual. Permite transmisiones de hasta 500 MHz. 3. Fibra multimodo de índice escalonado. Permite transmisiones de hasta 35 MHz. Se han llegado a efectuar transmisiones de decenas de miles de llamadas telefónicas a través de una sola fibra, debido a su gran ancho de banda. Otra ventaja es la gran fiabilidad, su tasa de error es mínima. Su peso y diámetro la hacen ideal frente a cables de pares o coaxiales. Normalmente se encuentra instalada en grupos, en forma de mangueras, con un núcleo metálico que les sirve de protección y soporte frente a las tensiones producidas. Su principal inconveniente es la dificultad de realizar una buena conexión de distintas fibras con el fin de evitar reflexiones de la señal, así como su fragilidad.
Sección longitudinal de una fibra óptica.
Fibra Optica con 4 fibras
Conector dos fibras ópticas Los amplificadores de línea se utilizan para elevar y compensar las pérdidas, sobre todo en altas frecuencias, de la señal de vídeo, tanto para alimentar varios monitores "en puente" ( uno a continuación del otro), como para realizar transmisiones a mayor distancia de la que permitiría la longitud de los cables coaxiales.
Amplificador Video 1 Canal
Amplificador Video 4 Canales
Por último, si una misma señal de vídeo debe dirigirse a varios receptores (monitores o grabadores) y éstos se encuentran bastante alejados unos de otros, lo mejor es utilizar distribuidores electrónicos de vídeo, con los cuales podemos obtener varias señales iguales, manteniendo su máxima amplitud y sin las variaciones de impedancia que inevitablemente se producen si los conectamos en puente; además, los distribuidores pueden colocarse en el lugar más adecuado del edificio, lo que permite optimizar el cableado.
Amplificador de video tipo Looping de 1 entrada y cuatro salidas
En la siguiente figura vemos un sistema basico integrado por un multiplexor, grabadores de video, teclado de control remoto y maniobras del “domo”, camaras de CCTV y monitores, donde uno de los monitores se ubica renotamente, hasta aproximadamente 300 mts con cable coaxial RG-59 de 75 ohms de impedancia con malla de cobre, distancia que se logra sin atenuacion, gracias al amplificacor distribuidor que agrega 6 dB de amplificacion.
Fig.: Sistema convencional de 16 camaras con amplificador de señal de Video Si bien la transmisión por cable coaxial es la más usual, no es la única, pudiendo efectuarse también mediante: • • • • •
Cable de 2 hilos trenzados (señal simétrica). Cable de fibra óptica. Línea telefónica (vía lenta). Enlace por microondas. Enlace por infrarrojos.
Aunque debe tenerse en cuenta que para ello se precisan dispositivos tales como conversores, transductores, módems o conjuntos emisor/receptor, antenas parabolicas, etc. adecuados a cada caso.
Antena microondas para enlace CCTV en 1,8 Ghz
TABLA COMPARATIVA DE ALCANCES MAXIMOS SEGUN ANTENA INSTALADA Frecuencia: 1.4 Ghz - Distancia dada en metros Tx 1.4 GHz 80 mW 500 mw 1,5 Watt 4 Watt 10 Watt
0 dBi 800 2000 3000 5000 9K
8 dBi 2000 5000 8K 15 K 20K
15 dBi 3500 9K 17 K 25 K 40 K
23 dBi 6000 15 K 26 K 42 K 65 K
31 dBi 10K 26 K 45 K 60 K 85 K
38 dBi 20 K 45 K 75 K 90 K 120 K
46 dBi 35 K 70 K 90 K 120 K 150 K
Frecuencia: 2.4 Ghz - Distancia dada en metros TX 2.4 GHz 10 mW 25 mW 80 mW 0,5 Watt 1,5 Watt 4,0 Watt 10 Watt
0 dBi 150 250 500 1200 2200 3500 5500
8 dBi 400 600 1100 2700 5000 7500 12 K
15 dBi 800 1200 2200 5500 10 K 15 K 25 K
23 dBi 1200 2000 3500 9K 15 K 25 K 37 K
31 dBi 2000 3500 6K 15 K 28 K 40 K 65 K
38 dBi 3500 6K 11 K 28 K 45 K 60 K 85 K
46 dBi 7K 12 K 22 K 50 K 75 K 80 K 120 K
(Fuente: VIDEOLINK)
La condición básica es que entre las dos antenas TX y RX haya contacto visual; cualquier obstáculo en la línea visual de enlace, reducirá el enlace. Estos cálculos se establecen en base a alturas y condiciones climatológicas optimas. Debido al efecto Fresnel que generan las partículas suspendidas del tipo aerosolado por la polución ambiental en el recorrido del enlace de microondas y a la alta contaminación radial o excesiva emisión electromagnética de sistemas similares o existentes en el recorrido visual, la distancia se vera reducida hasta un 50% Resulta evidente que con sólo los elementos captadores, transmisores y reproductores ya podemos formar un circuito cerrado de T.V., por ejemplo con una cámara, un cable y un monitor; sin embargo, en la mayoría de los casos la instalación no es tan simple, y son necesarios los elementos de control.
alexander_cm
Contiene todos los aspectos básico que ncesariamente debe saber un técnico que instale dispositivos de vigilancia. Hace enfasis en tipos de...

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