Разновидности ИК-подсветки
Камера с встроенной ИК-подсветкой
ИК-подсветка для бытовой камеры видеонаблюдения весьма разнообразна. Классифицируются устройства по конструкции, дальности действия, характеру оптической системы и другим признакам.
По внешним параметрам
ИК-подсветка может быть частью самого прибора либо представлять собой автономное устройство. Первый вариант называют встроенным, второй – внешним.
Встроенный размещается в корпусе видеокамеры. Он компактен, настраивается одновременно с основным аппаратом, не дает специфических алых бликов. Однако устройство маломощное, вероятность засветки очень велика. Недостаткам является высокая частота ложного срабатывания. ИК-излучение отлично ощущают насекомые и стремятся приблизиться к объективу. На таком расстоянии сенсоры реагируют на жучков и бабочек так же, как и на крупные тепловые объекты.
Внешний вариант – ИК-прожектор. Отдельное устройство, которое требуется установить и настроить. Для этого нужен опыт и время. Зато прожектор можно подобрать по мощности, радиусу действия,чувствительности. Вместе с камерой он будет стоить меньше, чем модель со встроенным ИК-модулем
При монтаже прибора обращают внимание на возможность отводить тепло: мощный прожектор может перегреться.
По сфере применения
Аппараты работают в разных режимах. По этому признаку различают 3 основные группы:
- ИК-подсветка с постоянным излучением – устройство включается, когда чувствительный фотоэлемент получает сигнал. Настройки задаются при первом включении и не изменяются. Выпускается модели как для улицы, так и для помещений.
- Импульсные – генерируют направленное излучение определенной мощности и частоты. Параметры регулируются. Прибор расходует меньше электроэнергии и дольше работает.
- Периметральный – охватывает максимальную площадь – до 200 кв. м. Устанавливают прожектор так, чтобы охватывала охраняемый участок и часть прилегающей территории.
При выборе учитывают угол обзора видеокамеры. У прибора подсветки он должен быть меньше, чем у записывающего устройства, так как на экране крайние участки кадра зачастую остаются невидимыми.
По дальности волны
ИК-прожекторы генерируют излучение с разной длиной волны:
- 720–750 нм – волны такой длины находятся в видимой части спектра. Прожекторы, работающие в этом диапазоне, используются для максимально дальней подсветки – охраны периметра, наблюдения за большим участком. Вблизи прожектор заметен из-за фонового красного свечения.
- 800 нм – тоже видимое излучение, но малозаметное.
- 860–880 нм – обеспечивают работу камеры на небольшом расстоянии. Однако излучение совершенно не улавливается человеческим глазом. Такой вариант больше подходит для скрытого видеонаблюдения в помещениях.
- 920–950 нм – прожекторы той же категории, но предназначенные для работы на малых дистанциях.
Значения излучения приводятся в техническом паспорте изделия.
По форме выполнения
Ламповая ИК-подсветка
Инфракрасная подсветка для камер по виду источника излучения разделяется на 2 типа:
- Светодиодные – ИК-излучение генерирует полупроводниковые элементы. Такая ИК-подсветка меньше потребляет электроэнергии, не боится холода, очень долговечна. Однако прожектор на базе лед-элементов дороже.
- Ламповые – источником излучения выступает инфракрасная лампа. Различают 2 вида прожекторов. Есть модели, непрерывно излучающие в ИК-диапазоне. Такие лампы покрыты специальным составом, который пропускает свет только в тепловом диапазоне. Другой вариант – модель со светофильтром. Он пропускает излучение с длиной волны выше 950 нм. Прожектор со светофильтром потребляет много энергии.
Критерии выбора
Инфракрасный прожектор IR-84-30-880
При выборе инфракрасного прожектора для видеонаблюдения важно учитывать основные характеристики данных приборов, в зависимости от которых может различаться сфера их применения
Перед приобретением ИК прожектора необходимо обращать внимание на следующие 4 параметра:
- Длина волны;
- Дальность возможного обнаружения объекта;
- Угол подсветки;
- Количество потребляемой энергии.
Длина волны. От длины волны зависит то, сможет ли человек заметить действие подсветки. Человеческий глаз способен воспринимать излучение с длиной волны от 400 до 700 нм, когда как уже говорилось выше, для ИК подсветки этот показатель лежит в пределах от 730 до 900 нм. К слову говоря, при 730-880 нм еще можно заметить небольшое свечение прожектора, но после 850 нм качество изображения может ухудшаться из-за уменьшения мощности излучения и дальности обнаружения.
Дальность. От дальности обнаружения зависит максимальное расстояние действия инфракрасной подсветки, при котором камера способна различить фигуру человека. Увеличить дальность действия подсветки можно путем уменьшения угла излучения и концентрации пучка света на отдаленном участке. Также дальность обнаружения зависит и от чувствительности сенсора самой камеры.
ПИК-42F
Угол подсветки. Хорошее качество изображения достигается только в том случае, когда угол излучения подсветки больше угла обзора камеры – только при этом обеспечивается равномерное освещение всего участка без слепых зон.
Потребляемый ток. Количество потребляемой энергии инфракрасными прожекторами находится в пределах 0,4-1 А, рабочее напряжение составляет 12 В, как и у любых других слаботочных приборов.
Чтобы правильно подобрать ИК прожектор и камеру видеонаблюдения под ваши конкретные нужды необходимо в деталях описать специалисту, в каких условиях вы планируете использовать оборудование – только в этом случае вам смогут помочь в выборе грамотной связки камера-прожектор, подходящей именно для вашей ситуации.
Принцип действия такого оборудования
Каждый реализуемый на рынке инфракрасный прожектор работает в невидимом для глаза человека спектре. Это излучение имеет длину волн 700-900 нанометров.
Стоит отметить, что камера видеонаблюдения спокойно снимает происходящее при этом освещении. Она способна передавать на экран монитора качественную картинку даже в условиях полнейшей темноты.
Злоумышленник, который не знает о наличии камер и инфракрасного излучения, не догадывается о том, что его снимают. Такая особенность является весьма важным фактором в функционировании эффективной охранной системы. Человек, наблюдающий за происходящим на экране монитора, сразу же обнаружит преступника. Охранник незамедлительно вызовет полицию, которая обезвредит злоумышленника.
Достоинства инфракрасных прожекторов
В настоящее время на рынке предлагается оборудование, созданное на базе световых диодов. Оно имеет ряд преимуществ перед устаревшими моделями, основными элементами которых являются классические лампы. Достоинства:
- Надежность использования.
- Длительный срок эксплуатации.
- Безопасность.
- Высокие экологические показатели.
- Экономичность.
Светодиодные инфракрасные прожекторы потребляют небольшое количество электрической энергии. Это дает возможность существенно снизить расходы, связанные с эксплуатацией оборудования. Ориентировочный срок работы ИК-прожекторов составляет порядка 100 тысяч часов. Потребность в замене оборудования может возникнуть только через 20-30 лет. Срок зависит от условий эксплуатации и времени устройства в сутки.
Световые диоды неприхотливы в обслуживании, не боятся случайных механических воздействий. Они располагаются в специальном защитном корпусе, который полностью герметичен. Внутрь него не попадет влага и пыль.
Старые прожекторы на лампах наносят вред организму человека. Излучение, создаваемое световыми диодами, полностью безопасно и безвредно. Рабочая температура диода составляет порядка восьмидесяти градусов Цельсия (не более). Это значительно увеличивает пожарную безопасность ИК-прожекторов.
Типовые модели и основные производители
Практически все производители видеокамер для наблюдения выпускают ИК-прожекторы для своих устройств, однако все они взаимозаменяемы – можно использовать камеру и прожектор от разных производителей. Тем не менее, следует различать основные типовые модели, которые включают в себя прожекторы ближнего, среднего и дальнего действия.
Следует тщательно анализировать рельеф местности и особенности зона, которую покрывает видеокамера – в зависимости от этих параметров выбирать нужный тип модели. Прожектор ближнего действия отличается малой дальностью освещения (до 10 метров) и относительно широким углом обзора. Наиболее популярная сфера их применения: офисные здания, отделения банков и прочие административные помещения, где необходимо вести ночное видеонаблюдение без использование обычного освещения.
Прожектор средней мощности пользуется популярностью при видеонаблюдении за складскими и открытыми местностями. Такое устройство имеет широкий угол обзора (до 120 градусов), а максимальная дальность составляет 65-80 метров. Использование таких моделей позволяет экономить на монтаже и обслуживании системы.
Дальнобойный прожектор отличается «формой» инфракрасного светового пучка – он имеет вид узконаправленной пирамиды. Максимальная дальность составляет 150-300 метров. Чаще всего такие инфракрасные прожекторы встречаются на дорогах для видеофиксации нарушений, а в повседневной сфере крайне непросто найти сферу их применения.
Если Вас заинтересовали инфракрасные прожекторы, то рекомендуется обратить внимание на продукцию следующих производителей:
- AXIS;
- Acumen;
- BOSCH;
- ИК-Технологии.
Модели данных производителей отличаются доступной ценой и отличными эксплуатационными характеристиками. Процесс их монтажа крайне прост, а все необходимые работы можно выполнить самостоятельно, без привлечения сторонних специалистов.
Что такое инфракрасное (ИК) излучение?
Для начала рассмотрим таблицу электромагнитных излучений с различной длиной волны или, иначе говоря, частотой.
Таблица электромагнитных волн
Как видно из таблицы, самое коротковолновое излучение, имеющее максимальную частоту, – гамма и рентгеновское. Это так называемая радиация – проникающее излучение. Далее идет видимый человеческим глазом свет – от фиолетового до красного. Если и дальше понижать частоту, человеческий глаз перестанет воспринимать излучение как свет, но оно все равно относится к свету. Называют его инфракрасным. При дальнейшем увеличении длины волны излучение переходит в диапазон обычных радиоволн.
Чем интересен инфракрасный диапазон? Во-первых, он не воспринимается человеческим глазом, то есть невидим. А во-вторых, он отлично регистрируется современными видеокамерами.
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос эксперту
Важно! ИК-излучение видят далеко не все цветные модели видеокамер. Таким свойством обладают лишь приборы, не имеющие специальных ИК-фильтров, которые устанавливаются в камеры дневного наблюдения для исключения нарушения цветопередачи инфракрасным спектром солнечного света
После того как мы разобрались, что такое ИК излучение, нетрудно понять, для чего служат инфракрасные прожекторы. Предположим, мы осветили таким прибором предметы, находящиеся на объекте в полной темноте. Для человеческого глаза никаких видимых изменений не произошло: как было темно, так и осталось.
Но, как мы уже знаем, матрица видеокамеры отлично видит ИК-спектр, а значит, видит и освещенные прожектором предметы. Таким образом, инфракрасный прожектор, излучающий в невидимом для нас спектре, – идеальное решение для организации скрытого видеонаблюдения на неосвещенных объектах.
Картинка, полученная в полной темноте при помощи видеокамеры и инфракрасного прожектора
Как сделать своими руками
При желании можно самостоятельно сделать ИК-подсветку своими руками, да и всю систему видеоконтроля. Для этого надо знать основы электротехники, принцип работы электронной аппаратуры и навыки в практической работе. Самый простой способ — переделать готовый светодиодный фонарик, излучающий видимый свет, и заменить излучатель инфракрасным светодиодом или лазерным диодом. При этом помнить, что лазерный диод лучше использовать для открытых мест (при необходимости осветить дальнее расстояние), а обычный светодиод — в замкнутых пространствах. На рис. 6 показан комплект видеонаблюдения для дачи или офиса.
Для построения системы видеоконтроля определите, какой участок нужно контролировать, где расположить видеокамеры и при необходимости внешнюю ИК-подсветку (составить примерный план). Например: видеокамеры — количество, тип. Видеорегистратор — 1 шт. Блок питания, подсветка — количество, модель. Нужный комплект подобрать в магазине. Затем смонтировать комплект на объекте.
Не рекомендуется направлять ИК-свет в глаза — может обжечь роговицу глаза. Если освещённости не хватает, можно добавить несколько инфракрасных диодов.
Для снижения нагрева излучателя и потребляемой мощности используется импульсное напряжение с регулируемой скважностью, то есть диоды моргают. Соотношение времени включенного и выключенного состояния светодиодов происходит на высокой частоте и незаметно для глаз
На рис. 7 показаны формы импульсного регулируемого напряжения для светодиодов.
Рис. 7. Эпюры регулируемого напряжения от 10 % до 90 %
В таком блоке питания применяется, как один из вариантов, схема на интегральном таймере ne555 с силовым транзистором.
На рис. 8 изображена принципиальная схема питания импульсным напряжением для подсветки.
Схему можно собрать на макетной плате. Её можно купить вместе с необходимыми радиодеталями в любом радиомагазине.
Интегральная микросхема NE555 — это управляемый генератор импульсов. Для её функционирования необходимо с помощью внешних деталей установить режим работы. Показанная схема рассчитана на работу от источника +12 вольт. Элементы С1, R1, R2 задают частотный режим подсветки. С выхода 3 напряжение подаётся через ограничительный R3 на силовой ключ T1 (полевой транзистор). Он снимает нагрузку с вывода 3. По мощности подсветки выбирают тип VT1. Мощность резисторов 0,125 ватта. Переменный R1 изменяет частоту выходного импульсного напряжения. При импульсном питании диоды отдают большую световую мощность, чем при питании постоянным напряжением. Свечение диодов можно проверить камерой сотового телефона или фотоаппарата. На экране будет светлое пятно.
Важно. При выборе надо учитывать, что ик-подсветка и ПНВ должны работать в одном частотном диапазоне
Что представляет собой ИК подсветка для камеры видеонаблюдения
Это специальное устройство, оснащенное одной или несколькими лампами, которые работают в инфракрасном спектре. Данный спектр позволяет подсветить темный объект, чтобы он стал видимым для камер видеонаблюдения.
Важно помнить, что камеры фиксируют изображение только благодаря световым лучам, которые отбиваются от предметов, людей, зданий, растений и фиксируются объективом. Если света нет, или его недостаточно, некоторые объекты будут на итоговой картинке серыми либо расплывчатыми — их просто невозможно будет идентифицировать
Как вы понимаете, от этого пострадает не только качество изображения. Это может сделать бесполезными все охранные мероприятия. Поэтому своевременное приобретение дополнительного освещения — более чем оправданное вложение.
Когда стоит использовать ИК подсветку?
Применяется данное оборудование в тех случаях, когда наблюдение за охраняемым объектом не должно быть ограничено только дневными рамками. Или в помещениях со слабым освещением. Поэтому, прежде чем купить ик подсветку для видеонаблюдения, определитесь, насколько это актуально для вас.
Чаще всего данное оборудование используют:
- на заводских территориях;
- на складских помещениях;
- в ночных клубах;
- в офисах c дорогостоящим оборудованием или ценными бумагами;
- в помещениях c сейфами (дом, банковское хранилище);
- на плохо освещенных участках придомовой территории охраняемого здания.
И этим перечнем сфера применения ИК подсветки не ограничивается — всё зависит от конкретной ситуации.
Достоинства и недостатки
Преимущества устройства:
- Инфракрасная подсветка обеспечивает наблюдение за комнатой, домом и территорией целого участка ночью.
- Корректирует качество изображения при плохом освещении, улучшает детализацию.
- Подсветка уменьшает расход энергии. Освещение двора мощными прожекторами обходится заметно дороже, чем установка ИК-светильников и наблюдение в инфракрасном излучении.
- Светодиодные устройства долго служат.
Есть и недостатки:
- изображение только черно-белое вне зависимости от того, какая камера установлена;
- в ламповом прожекторе приходится часто менять лампочки;
- стекла рассеивателя нужно часто чистить.
Классификация прожекторов
Существует 3 типа ИК прожекторов, каждый из которых обеспечивает различную дальность обнаружения:
- ближние;
- средние;
- дальнобойные.
Первый тип приборов излучает свет на расстояние 1,5-10 метров. Устройства с такими характеристиками применяются на небольших по площади территориях: прикассовые зоны, банки, офисы.
Средние ИК прожекторы подсвечивают на расстоянии до 60 метров. Эти приборы устанавливаются на больших территориях. Угол освещения у средних ИК прожекторов достигает 120-160 градусов.
Дальнобойные приборы подают узконаправленный свет, благодаря чему в зону видимости камеры попадает территория длиной до 300 м. Угол обзора у таких прожекторов не превышает 20-60 градусов. Дальнобойные устройства устанавливаются в кинотеатрах, ночных клубах и иных подобных помещениях, где установка обычных камер невозможна. Также дальнобойные прожекторы применяются для фиксации картинки на дорогах. При этом ИК устройства, оборудованные светодиодами, не ослепляют водителей, благодаря чему исключается вероятность возникновения ДТП из-за работы охранных систем.
Время испытаний!
После того как всё соорудил, грешно было не сделать видеозаписи результатов. Писал всё с помощью программы OBS. Хоть программа предназначена для видеотрансляций, однако вполне подходит для такого типа задач. Первые съёмки делал съёмки дома, так сказать побегал по квартире, попробовал как же это будет, удобно или нет.
Но дома это всё фигня, каждый может в ночи поснимать на унитазную трубу, ты попробуй на улицу выйди, и чтобы тебя не забрали в дурку. И я таки сделал это!
В этой прогулке меня больше всего удивила реакция людей. Представляете себе, некоторый чудак, в камуфляже, ходит со сливной трубой, из которой торчит куча проводов и уходит в рюкзак, с другой стороны он глядит в неё.
Мне кажется, что я больше был похож на сумасшедшего охотника за привидениями, чем на исследователя. Но всем было абсолютно всё равно, на меня не обращали никакого внимания, будто таких индивидуумов куча ходит по улицам.
Прогулка с камерой по парку
Меня больше всего удивил необыкновенно белый, снежный, цвет листьев. Это было наиболее непривычно.
То, что я видел на экране
Короче говоря, лучше один раз увидеть, чем тысячу раз прочитать! Людей я всячески старался не снимать, чтобы не было проблем в будущем, если только они случайно не попадали в кадр. Если кто попал, то приношу свои извинения.
Принцип действия ИК прожекторов
Механика работы и идея применения ИК лампы для видеонаблюдения достаточно проста. В ночное время, при низком уровне естественного освещения — камера не может формировать изображения, поскольку элементы сенсора просто не изменяют своих характеристик.
Вариант организации постоянного фона видимого спектра — достаточно дорог. Он потребует применения мощных прожекторов, повлечет за собой расходы на закупку оборудования, включит стоимость постоянного обслуживания в виде замены сгоревших ламп или светодиодных ячеек.
Картинка изображения камеры видеонаблюдения с ИК-подсветкой
Инфракрасная подсветка для видеонаблюдения использует свойства светочувствительного сенсора камеры. Данный элемент способен фиксировать не только волны видимой части спектра, но и захватывать ИК диапазон.
В результате можно получить достаточно четкую и контрастную картину по засвечиваемой площади. Но есть несколько особенностей, которыми характеризуется ИК подсветка для камеры видеонаблюдения.
- Мощность светодиодов недостаточна для расширения площади наблюдения.
- Установка более мощной подсветки может повлечь за собой необходимость оборудовать камеру дорогими блоками питания, усиления линий передачи мощности, что повлечет за собой удорожание технического решения.
Из-за перечисленных выше сложностей, среднестатистическая камера, в оснащение которой входят ИК светодиоды для видеонаблюдения — может формировать изображение объектов, отстоящих на 10-20 метров, а также обеспечивать обзор ограниченной площади.
Иначе выглядит ситуация с применением внешних источников засветки. Инфракрасный прожектор представляет собой большое количество светодиодов, оптимально использующих мощность источника питания.
Устройство ИК-прожектора для камеры видеонаблюдения
Такое устройство способно засвечивать большую площадь без значительных трат энергии. При этом инфракрасный прожектор для видеонаблюдения своими руками может строиться на двух базовых механиках:
- с постоянной подачей напряжения на светодиоды. Такое решение отличается потреблением энергии, которое линейно растет в зависимости от числа установленных излучателей. Кроме этого, срок работы полупроводниковых элементов ограничен, необходимо организовывать отвод тепла;
- схемы с импульсным питанием гораздо практичнее. Они несколько сложнее в аппаратной реализации, но легко настраиваются. Установив ИК светодиоды для видеонаблюдения своими руками и отрегулировав схему до получения качественной картинки с камеры — легко добиться снижения потребления энергии, малого выделения тепла. Срок жизни полупроводниковых элементов также значительно возрастает.
При этом общая механика применения самодельного устройства — аналогично той, которую имеет инфракрасная подсветка для камер видеонаблюдения. Отдельно стоящий прожектор обеспечивает равномерную засветку большой площади мониторинга, гарантирует опознавание объектов на значительном расстоянии, предлагает оптимизацию энергопотребления и стоимости системы в целом.
Как выбрать ИК прожектор?
Выбор ИК прожекторов рекомендуется делать, основываясь на характеристиках прибора. В зависимости от параметров устройства меняется сфера применения последнего.
Прежде чем приобретать прожекторы, оборудованные ИК светодиодами, рекомендуется обратить внимание на:
- -длину волны;
- -дальность обнаружения;
- -угол подсветки;
- -расход энергии.
Важность первого параметра объясняется тем, что в случае недостаточной длины волны злоумышленники смогут в темное время суток обнаружить наличие инфракрасной подсветки. Человеческий глаз воспринимает излучение с длиной волны в диапазоне 400-700 нм
У современных ИК прожекторов этот показатель равен 730-900 нм. Глаз человека способен иногда улавливать излучение в пределах 730-880 нм. При этом покупать приборы, у которых данный параметр превышает 850 нм, не рекомендуется. При таких показателях снижается мощность излучения и дальность обнаружения объектов, что негативно сказывается на качестве картинки.
Второй параметр определяет, на каком удалении камера способна зафиксировать человека. Дальность обнаружения удается скорректировать путем уменьшения угла излучения. Также можно сконцентрировать световой пучок на определенной точке или участке. При этом на дальность обнаружения влияет чувствительность камеры.
Угол подсветки должен превышать угол обзора фиксирующих устройств. В ином случае появятся «слепые» зоны, из которых камера не будет передавать изображение.
Последний параметр считается несущественным, так как современные ИК прожекторы потребляют в среднем 0,4-1 А и работают при постоянном напряжении 12 В.
Перед покупкой устройств для видеонаблюдения, необходимо определиться с условиями, в которых будет функционировать охранная система. От этого зависят требования, предъявляемые к камерами и ИК прожекторам.
Другие сферы применения
Кроме фонариков и прожекторов, инфракрасный свет используют для видеокамер при недостаточной освещённости помещений; кассы, офиса, банка, склада, кладовой
Как дежурное освещение при видеонаблюдении, где не нужно привлекать внимание к объекту. Когда свет не должен мешать людям в кинотеатрах, театрах, ночных клубах, на автостоянках и дорогах (не ослепляет водителей)
Инфракрасный свет широко применяется в таких областях:
- медицина (улучшает обмен веществ, выводит избыточные жиры, добавляет двигательную энергию и др.);
- животноводство;
- тепловизоры;
- военная техника (система наведения, локация);
- электронная промышленность (дистанционное управление, оптическая связь);
- обогрев помещений;
- пищевая промышленность (сушка овощей, фруктов);
- астрономия;
- метеорология (измерение температуры объектов);
- научные исследования.
Критерии выбора
Выбирая прожектор для видеокамеры, необходимо учитывать четыре основных характеристики:
-
Потребляемую мощность.
Чем меньше потребляемая мощность, тем дольше прожектор сможет работать автономно или меньше потреблять энергии от сети. Выбирая прибор по этому критерию, нужно отчетливо представлять, совместно с каким оборудованием и при каких условиях будет эксплуатироваться устройство. -
Дальность освещения.
Если объект небольшой (комната, подъезд и т. п.), то большой дальности не нужно – это лишняя трата денег и электроэнергии. Но для наблюдения, скажем, за стоянкой, ангаром или складом понадобится прибор с большой дальностью. -
Угол покрытия.
Оптимальный вариант – инфракрасный прожектор с таким же или чуть большим углом покрытия, как и у используемой совместно с ним видеокамерой. Если угол будет меньше, то возможности камеры будут использоваться не полностью. Больше – прожектор станет попусту расходовать энергию, освещая участки, невидимые для камеры. Исключение может составлять лишь широкоугольный прожектор, производящий подсветку сразу для нескольких камер. -
Длину волны.
Инфракрасный диапазон лежит в пределах от 730 до 900 нм. Выбирая прибор по этому критерию, нужно учитывать не только то, заметит ли человек его свет невооруженным глазом (он видит свет с длиной волны от 400 до 700 нм), но и характеристики камеры. Далеко не все камеры хорошо видят во всем ИК-диапазоне. Кроме того, чем излучение прожектора более коротковолновое, тем четче будет картинка на камере.