Conozca el aporte de un experto en la industria y en suministros de energía, quien profundizará sobre un tema de vital importancia para el óptimo desempeño de todos los sistemas de seguridad. Por: Paul Rizzuto*
Existe una premisa operacional básica que todos los sistemas de seguridad deben aplicar, sin importar su complejidad y tamaño: si la energía cae, nada funciona. Es un concepto así de simple, pero el enfoque en los suministros de energía generalmente se pasa por alto. El hecho es que los suministros de energía son la base para la operación de su sistema y la selección e instalación del modelo correcto es una decisión importantísima.
Requerimientos básicos
La energía de bajo voltaje es un requerimiento fundamental para video, control de acceso y sistemas contra incendios. En su forma más básica, los suministros de energía convierten el voltaje de línea AC entrante en AC o DC de voltaje bajo para que siga siendo consistente dentro de un rango, sin importar el tipo de línea, carga o condiciones ambientales.
Los suministros de energía están disponibles en muchas formas y tamaños. Algunos vienen con o sin carga de batería para el respaldo del sistema y pueden incluir características diagnósticas. Los modelos específicos diseñados para cumplir con diferentes normas pueden tener aprobaciones de agencias como UL, CE y FM. Con tantas opciones, ¿cómo hace uno para seleccionar el suministro de energía correcto para una aplicación y qué consideraciones se deben tener en cuenta?
Tipos de suministros de energía
Existen dos tipos de suministros de energía disponibles, el modo de conmutación y el lineal. Hay pros y contras para cada tipo, como se describe a continuación:
Suministros del modo de conmutación: Utilizan un regulador de conmutación que controla la salida variando el ciclo “encendido-apagado” de operación del transistor de potencia.
Ventajas
- Altamente eficientes.
- Menos disipación de calor.
- El rango de voltaje de entrada es más amplio.
- La unidad es de menor tamaño.
Desventajas
- EMI y RFI un poco más altas.
- Ondulación y ruido de salida un poco más altos.
- Respuesta transitoria más lenta.
Los suministros del modo de conmutación están disponibles en dos versiones diferentes. La primera utiliza la salida de voltaje bajo de un transformador descendente de paso separado como su entrada primaria. La otra es un diseño fuera de línea en el que el transformador de voltaje bajo se integra en el tablero de suministro de energía. Este diseño utiliza voltaje de línea primaria 115/20, entrada 50/60Hz directamente al suministro de energía y elimina la necesidad de utilizar un transformador de bajo voltaje independiente.
Suministros lineales: Utilizan un regulador en serie en el que el transistor regulador de energía opera en modo continuo, suministrando así un flujo permanente de voltaje y corriente.
Ventajas
- Flujo continuo de corriente y voltaje.
- Reducción de EMI o RFI.
- Menos ondulación y ruido.
- Respuesta transitoria más rápida.
Desventajas
- Menor eficiencia.
- Requieren sumideros térmicos más grandes para disipar el calor.
- La entrada precisa de voltaje AC es crítica.
- La unidad es de mayor tamaño.
Cuando se planea cualquier nuevo video, acceso o sistema contra incendios, una de las primeras y más importantes consideraciones es la demanda de energía. Esta determinación inicial permite el acople eficiente del suministro de energía con los requerimientos del sistema. Lo mismo sucede cuando se agregan dispositivos adicionales o cuando se expande un sistema completo. Teniendo esto en cuenta, debe realizarse una completa evaluación general y un cálculo de la demanda de energía. Los siguientes son consideraciones que se deben tener en cuenta con base en la magnitud del proyecto:
1.Aprobaciones obligatorias de agencia y requerimiento de código.
2.Tipo de dispositivos que requieren energía externa.
3.¿Cuáles son los requerimientos de voltaje y corriente de los dispositivos individuales y del sistema total? El voltaje que comúnmente se utiliza es 12VDC, 24VDC ó 24VAC.
Para calcular la cantidad y las especificaciones de los suministros de energía correctos para un sistema, se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:
a) Cantidad de dispositivos.
b) Salidas protegidas con fusible o PTC.
c) Arrastre de voltaje operativo y corriente máxima de los dispositivos.
d) Requerimientos de “posición de espera” para la batería.
e) Características especiales (ejemplo: supervisión de energía, interfaz de la alarma contra incendios, etc.)
f) Ambiente circundante (ejemplo: temperatura operativa, humedad, etc.).
g) Fluctuaciones del voltaje de la línea.
h) Factor de seguridad de energía.
i) Aislamiento interno.
j) Capacidad de recibir corrientes de irrupción desde un dispositivo de pánico.
k) Largo del cable y medidor.
l) Características físicas del suministro de energía (ejemplo: montaje en pared, montaje en bastidor, etc.)
Cuando haya establecido la necesidad de cualquiera de los ítems anteriores, determine el tamaño del suministro de energía para asegurar una operación del sistema confiable. Para determinar qué suministro de energía debe utilizar para uno o varios dispositivos, multiplique el arrastre de corriente de cada dispositivo para obtener el consumo total de energía. Por ejemplo, un sistema de control de acceso con 16 dispositivos que opera a 24VDC con un arrastre de corriente de 300mA cada uno.
16 (dispositivos) x 300mA (corriente) = 4.8Amps (total)
Es aconsejable aumentar este resultado en 20% como factor de seguridad y así garantizar que se presente la energía suficiente.
4.8Amps x 20% = .96Amps (factor de seguridad))
4.8Amps + .96Amps = 5.76Amps (energía total requerida)
Por lo tanto, este sistema de control de acceso requiere un suministro de energía de 24VDC y 16 salidas, estimado en 5.76Amps mínimo.
Otros factores que se deben tener en cuenta: requiere tiempo de respaldo. El uso de una herramienta de cálculo para la batería le ayudará para estimar el tamaño apropiado de la batería.
Localización de dispositivos que requieran energía y cableado
Para eliminar la posibilidad de que se presenten caídas de voltaje, puede ser necesario descentralizar la fuente de energía con base en la distancia que hay entre los dispositivos y la longitud y el calibre del tendido del cable. Es importante calcular el calibre apropiado del cable que se va a utilizar. Para ayudar a seleccionar el calibre apropiado y calcular la caída de voltaje sobre una distancia específica, usted puede utilizar el calculador que se encuentra disponible en el sitio web de Altronix: (www.altronix.com).
Los fusibles protegen los dispositivos eléctricos contra sobrecargas de corriente y cortos circuitos. Cuando la corriente alcanza una magnitud predeterminada por un periodo fijo de tiempo, el elemento interno del fusible se funde y el flujo de corriente se interrumpe. Los fusibles son rápidos y precisos, pero solamente son útiles una sola vez.
Los PTC (Resistores de Coeficiente de Temperatura Positivo) funcionan como un cortacircuitos. Cuando el índice de corriente del PTC se excede, lentamente se calienta hasta alcanzar el umbral de temperatura, causando un incremento dramático en la resistencia que abre el circuito. Los PTCs son dispositivos sensibles a la temperatura. Viajan a corrientes menores a las especificadas y a mayor temperatura, y corrientes más altas a las especificadas a menor temperatura. Los índices de un PTC pueden variar +/-50% del rango de temperatura especificado por los fabricantes. La respuesta lenta e inexacta de un PTC puede producir daños de los delicados dispositivos electrónicos.
Las características típicas de supervisión pueden incluir pero no limitarse a la energía de salida, a fallas de AC, batería baja, monitoreo de presencia de batería, averías de puesta a tierra, problemas del circuito y notificación de disparo de la alarma contra incendios.
El voltaje de la línea que suministra energía de entrada puede ser alámbrico, lo cual requiere que un electricista experto realice la conexión. En algunos casos, un suministro de energía puede incorporar un cable de línea de tierra que simplemente se conecta en un receptáculo especial para ello. Los suministros de energía más pequeños generalmente utilizan transformadores de enchufe.
Se puede determinar que el tablero de suministro de energía debe ser instalado como un componente de sub-ensamble para ofrecer la energía operativa para un sistema y/o sus dispositivos complementarios. En este caso, si se requiere de una lista UL, todo el sistema debe ser sometido a aprobación. I
Una consideración importante es la ubicación física y geográfica de los suministros de energía. Esto afecta enormemente la accesibilidad y la capacidad de servicio de las unidades, ya que las condiciones ambientales extremas pueden afectar el desempeño y la operación.
Los suministros de energía están disponibles en una variedad de configuraciones de montaje, tales como los de pared, los de bastidores y los de polo. Las limitaciones físicas y el diseño del sistema serán los que indiquen cuál es la mejor opción.
Para lograr una futura ampliación, es prudente especificar los suministros de energía con salidas adicionales y más energía que la requerida en la actualidad.
Conocimiento es poder
Una vez que todas sus necesidades de energía hayan sido definidas, una buena regla es aumentar los suministros de energía que especifique con un margen de 20% como factor de seguridad y así garantizar una operación óptima del sistema 24 horas al día y 7 días a la semana. Aunque la efectividad en el costo es un factor, no debe ser la mayor prioridad. Consideraciones más importantes deben ser la disponibilidad, la amplitud de la línea, el registro de rastreo del fabricante, el soporte al cliente y las políticas de garantía.
Desafortunadamente no hay normas establecidas al momento de comprar los suministros de energía que se puedan aplicar a todos los sistemas o dispositivos. Consulte con su diseñador de sistema, su integrador de sistemas o el fabricante para que lo asesoren. Si no desea tener dificultades, asegúrese que sus elecciones se hayan basado en parámetros cuidadosamente definidos.
* Paul Rizzuto es el gerente de ventas técnicas de Altronix Corp. Si desea puede escribirle al correo electrónico [email protected]
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