Sistema de CFTV Parte I

O CFTV (Circuito Fechado de Televisão) é um sistema de imagens que distribui sinais provenientes de câmeras posicionadas de forma estratégica, permitindo a visualização de pontos pré-determinados.

O Sistema de CFTV pode ser definido como a observação remota nas mais diversas aplicações, a visualização de imagens à distância através de um sistema privado e o gerenciamento de informações através de um sistema integrado. Este sistema não está direcionado apenas para a segurança patrimonial ou eletrônica. Abrange um grande número de aplicações. Pode ser utilizado para acompanhamento de serviços, controle de produção, avaliação de desempenho profissional, segurança em empresas, em órgãos públicos, hospitais, residências, agências bancárias, escolas, laboratórios de pesquisa, gerenciamento de informações, etc.

Devido a grande variedade de aplicações para o sistema de CFTV, a indústria de segurança está investindo cada vez mais na inovação de seus produtos, produzindo linhas completas de equipamentos para atender as mais diversas necessidades.

O espectro eletromagnético:Visível ao ser humano: luz que está na faixa que inclui os comprimentos de onda de 400 até 700nm(nano metros) em média, dentro da grande escala do espectro eletromagnético.

A luz, visível ao ser humano está assim localizada no espectro eletromagnético, sendo que as cores primárias(azul, verde e vermelho) estão distribuídas nesta faixa de forma que o azul tem o menor comprimento de onda por volta de 400nm, o verde tem comprimento de 500nm e o vermelho por volta de 700nm.

Por definição, a luz é a forma de energia radiante visível. Ela é indispensável para sensibilizar o sensor CCD e a partir dele transformar as imagens em sinais elétricos. Logo, a qualidade de uma imagem depende do controle da entrada de luz no conjunto lente/câmera. O tipo de local a ser monitorado e aplicação determinam o tipo de equipamento a ser utilizado. Para aplicações internas, com iluminação garantida podem ser utilizadas câmeras coloridas.

Em ambientes externos com períodos de baixa iluminação, é necessário o uso de câmeras P&B(Preto e Branca), pois sua sensibilidade é muito maior. A quantidade de iluminação disponível na cena é medida em lux(lúmens) que equivalem a quantidade de iluminação por metro quadrado.

É importante manter a iluminação uniforme no ambiente a ser filmado ou procure técnicas e equipamentos que possam tratar com estas limitações.A quantidade de luz é definida por lux, que é a luz do volume referente a uma vela a um metro de distância.

Segue abaixo, alguns exemplos de iluminação natural expressos em lux:

Uma câmera P&B de boa qualidade, consegue captar imagens em noites de lua cheia. Já uma câmera colorida irá necessitar de iluminação artificial para captar a imagem nas mesmas condições. De acordo com a aplicação e da iluminação do ambiente, será necessário implantar um sistema formado por lâmpadas ou iluminadores de infravermelho que são capazes de gerar iluminação para as câmeras P&B invisíveis a olho nu.

Para a visualização correta de uma imagem, uma câmera requer uma certa quantidade de luz produzida de uma forma natural ou artificial. As câmeras P&B trabalham com qualquer tipo de fonte de luz, porém as câmeras coloridas precisam de iluminação que contenha todas as cores do espectro visível.

Luz natural: luz do sol e da lua.

Luz artificial: luz incandescente, fluorescente, mercúrio, infravermelho, etc.

A luz que incide na superfície e refletida. Assim, objetos sólidos e brilhantes produzem fortes reflexos, que podem comprometer a qualidade da imagem.

Áreas com diferenças de iluminação(partes com muita reflexão ou muito claras e outras com pouca reflexão ou muito escuras) resultarão em imagens muito contrastadas.

A lente tem como principal função focar uma cena para o sensor CCD de uma câmera. Geralmente, esta importante função é pouco avaliada, causando problemas após a instalação do sistema de CFTV. A lente tem o papel de direcionar a luminosidade refletida pelos objetos da cena captada diretamente para o sensor de imagem da câmera.

Lentes de íris manual:Permite que a lente seja ajustada de forma a ter sua íris direcionando a quantidade ideal de iluminação para o sensor CCD. Indicada para locais com iluminação específica, muito ou pouco intensa, é recomendado o seu uso junto com a função Es(Eletronic Shutter ou obturador eletrônico).

Lentes com íris fixa:Tipo mais simples de lente; tem o orifício para entrada da luz, predefinido pelo fabricante, possuindo apenas o ajuste de foco. Devem ser utilizadas em locais com baixas variações de iluminação e com iluminação branca constante. As lentes utilizadas em microcâmeras são deste tipo.

Lentes com auto-íris:São lentes que são ajustadas automaticamente de acordo com o nível de iluminação do local. Elas possuem motores e sistemas de verificação que definem quando a íris deve ser aberta ou fechada.Atualmente, existem dois tipos de lente auto-íris: tipo “Vídeo” que contém um amplificador interno que compara o sinal de vídeo proveniente da câmera para ajustar a íris para um nível pré-determinado. As lentes tipo “DC” que não contém amplificador e são controladas por um circuito localizado na câmera para ajustar a íris.

Lentes varifocais ou Zoom com Manual: São lentes com distância focal ajustável, podendo efetuar o zoom através de ajuste no próprio corpo da lente. É uma lente com íris manual ou automática que possui um zoom manual de algumas vezes.

Lente Zoom:: Essas lentes geralmente possuem funções zoom/foco/iris motorizados ou zoom/foco motorizado com auto-íris incorporado. Todas as funções motorizadas são efetuadas pelo controlador da lente.Muitas lentes zoom são disponibilizadas com posições pré definidas. Estas lentes utilizam um resistor variável(potenciômetro) para indicar a posição do zoom/foco para o controlador. Em conjunto com um movimentador, esta função permite ao operador visualizar grandes áreas, com a possibilidade de visualização de detalhes muito pequenos.

Lentes Montantes C:A flange traseira de uma lente Montante C (distância da superfície onde a a lente entra em contato com a câmera ao ponto focal do CCD) é de 17.526mm (0,69”). Esta lente assim como uma lente Montante CS tem um diâmetro de 1” com 32 TPI(linhas por polegada).

Lentes Montante CS:A flange traseira desta lente é de 12,5mm(0,492”). Quando for usar uma lente Montante C em uma câmera Montante CS, é preciso um anel espaçador de 5mm ou anel-C, pois a lente Montante CS é 5mm mais curta que uma lente Montante C.

Câmeras com Montante CS são compatíveis com lentes Montante C ou CS. Mas câmeras com Montante C não são compatíveis com lentes Montante CS. A maior parte das câmeras profissionais utilizam Montante CS e acompanham um anel-C de 5mm para adaptação com lentes Montante C.

Enquanto as lentes com Montante C ou CS podem ser modificadas de acordo com a aplicação, as lentes com Montante Fixo, normalmente encontradas em minicâmeras e board-câmeras não possuem um tamanho de Montante padronizado e não podem ser trocadas tão facilmente como as lentes Montantes C e CS.

É a característica que determina a velocidade que uma lente direciona um sinal luminoso e é definido pelo número-f (f-number) como f/1,2, f/2,0, etc. Esta velocidade se determinada pela distância focal(DF) e o diâmetro(D) de uma lente.

F-number = DF/D

Quanto maior a DF, se o Diâmetro é o mesmo, maior será o f-number(como f/4 ou f/8). Lentes que direcionam menos luz para o sensor da câmera resultam em uma lente mais lenta. Quanto menor o f-number da lente(como f/1,2 ou f/1,4) uma maior quantidade de luz é transportada para o sensor da câmera. Se a DF for fornecida, com um maior diâmetro, irá resultar em uma lente com um f-number menor que pode operar com níveis mais baixos de luz.

Assim, pode ser dizer que quanto menor o f-number, maior a quantidade de luz direcionada para o sensor da câmera e melhor é a quantidade da imagem. O f-number normalmente é marcado no corpo da lente, especialmente no anel de abertura da íris.

Câmeras são os equipamentos que são destinados a converter níveis de iluminação e cor em sinais elétricos, seguindo certos padrões. Todas as câmeras possuem elementos (sensores) os quais são atingidos pela luz. Todo o sistema de visualização tem como ponto inicial a câmera e é ela que cria a imagem através dos níveis de iluminação capturados do ambiente através da lente e do sensor de imagem CCD. Essa imagem capturada é então processada e transmitida para o sistema de controle, como um quad, multiplexador ou DVR.

Atualmente, existem vários tipos de câmeras que foram projetadas para diversas aplicações e ambientes diferentes.Existem as microcâmeras para aplicações mais simples, câmeras profissionais para aplicações onde se exige uma grau de segurança maior, câmeras speed domes, para aplicações de grande porte e grande versatilidade, entre outras.

Sensor de Imagem:Dispositivo de captação da imagem da câmera, normalmente CCD, porém existem algumas variações conforme o fabricante. Tornou-se comum a utilização de sensores de imagem tipo CMOS em câmeras de baixo custo.

CCD(Charged Coupled Device):: É o dispositivo responsável pela conversão das imagens visuais em sinais elétricos. Ele é composto por milhares de elementos sensíveis à luz.

A imagem formada sobre o CCD é dividida em vários elementos de imagem, chamados de “Pixel”. Cada pixel contém as informações correspondentes a aquela área da imagem, ou seja, o CCD funciona como um filme de uma máquina fotográfica, capturando a imagem. Após a leitura da imagem, a informação pode ser apagada e usada novamente. Esse ciclo de leitura com repetições rápidas de até 60 vezes por segundo, faz com que o sistema atue como um filme. O CCD recebe a luz através da lente e a transporta para a câmera para que ela possa processar a imagem para a visualização/gravação.

Formato do CCD:Em CFTV, a maioria das câmeras utilizam CCD de 1/3”. Existem câmeras mais modernas com CCD's de 1/4”, que normalmente são utilizadas em Speed Domes ou câmeras IP. No mercado, existe vários outros formatos utilizados, porém o custo é mais elevado devido ao fornecimento de qualidade/resolução(detalhes) de imagem muito maiores.Os elementos de imagem do CCD estão dispostos numa área cuja proporção entre altura e largura é de 3 para 4. A medida desta área correspondente ao formato do CCD e é tomada na diagonal, em frações de polegada, podendo ser de ½, ⅓”, ¼”, etc.

Resolução:Medida em número de linhas horizontais de TV e corresponde à qualidade de imagem gerada. É a característica que irá definir a qualidade da imagem de um câmera. Quanto maior o número de linhas, melhor a qualidade da imagem gerada. Normalmente está entre 300 e 500 linhas para câmeras coloridas e entre 350 a 600 linhas pra câmeras P&B.

Iluminação mínima:Também conhecida como Lux da câmera, é o nível de iluminação mínimo para uma imagem aceitável. Tem um valor característico entre 0,01 a 0,5 para câmeras P&B e entre 0,7 a 3 lux para câmeras coloridas. Quanto menor o lux, melhor será a imagem em condições de baixa iluminação e mais sensível será a câmera. Esta medida(especificada em lux) é determinada em relação a uma abertura de lente(número-f). A utilização de lentes com aberturas diferentes da especificada para uma iluminação mínima, altera a sensibilidade da câmera.

AGC(Controle Automático de Ganho):Função efetuada pelo circuito da câmera que atua sobre o sinal de vídeo para mantê-lo em níveis constantes independente das variações ambientais. Este controle permite um ajuste automático do sinal de vídeo entregue pela câmera, em relação à variação de luminosidade da cena captada.

Electronic Shutter:Também conhecido como íris eletrônica, shutter speed, EI, ES, AEI, é a velocidade de leitura dos pixeis(pontos de imagem do sensor CCD). Em muitas câmeras, pode ser ajustado de forma a compensar uma variação na iluminação da cena. Também chamada íris eletrônica, melhora a imagem em câmeras com lentes com íris fixa ou ajustável.Não deve ser habilitado com lentes auto-íris. O controle de velocidade do obturador(shutter control) permite à câmera captar cenas com movimentos rápidos. Na prática, este recurso atua como uma íris eletrônica, melhorando a definição da imagem de cenas muito iluminadas. Em condições de baixa iluminação, o CCD irá efetuar a varredura do sinal com uma velocidade de 60 quadros por segundo. Já em condições de iluminação intensa, o processamento de vídeo automaticamente responde aumentando a velocidade na leitura do CCD e compensando imediatamente o excesso de iluminação, resultando em um controle preciso do nível do sinal de vídeo.

BLC(Black Light Compensation – Compensação de luz de fundo):Função importante nas câmeras, pois proporciona uma compensação para situações onde uma iluminação intensa no plano de fundo, pode obscurecer um objeto ou local que esteja sendo monitorado. Pode ser analógico ou digital, dependendo da câmera, sendo que o último tem a performance bem mais apurada. O recurso de compensação de luz de fundo, permite a atenuação desta fonte de luz, melhorando a iluminação do objeto à frente e portanto, a definição da imagem captada.

ATW(Balanço automático do nível branco):Ajusta automaticamente os pontos de imagem em relação aos diferentes pontos de branco da imagem, evitando o brilho excessivo ou reflexão demasiada nos pontos de branco da imagem, evitando o brilho excessivo ou reflexão demasiada nos pontos claros da imagem. Este recurso, existente em algumas câmeras coloridas, permite que as cores mostradas na tela do aparelho receptor correspondam exatamente às cores originais da cena que está sendo captada.

Sensor de Imagem:CCD, Charge Coupled Device ou Dispositivo de Carga Acoplada, consiste de centenas de milhares de elementos de imagem individuais(pixeis) em um minúsculo chip de ½", ⅓", ou ¼". Cada pixel armazena um pequeno nível de sinal elétrico correspondente a luz incidente sobre ele.Os pixeis são dispostos precisamente sobre uma matriz, com registradores de deslocamento horizontais e verticais transferindo o sinal para o circuito de processamento da câmera. Esta transferência de sinal equivale a sessenta quadros por segundo. O CCD de ⅓" é o formato de sensor mais amplamente utilizado nos dias de hoje; seu tamanho é de 5,5mm (diagonal), 4,4mm (horizontal) e 3,3mm (vertical). O sensor com formato de ¼", recentemente utilizado em câmeras coloridas, possui 4mm (diagonal), 3,2mm (horizontal) e 2,4mm (vertical).

O Obturador Eletrônico do sensor CCD tem a importante função de compensar a iluminação, obtendo uma imagem com melhor qualidade e confiabilidade, em locais com variação intermediária de iluminação, dispensando em alguns casos, o uso de lentes auto-íris. O sensor C-MOS (Complementary - Metal Oxide Semiconductor), é outro tipo de sensor de imagem, porém produz imagens com uma qualidade muito inferior aos sensores CCD, normalmente encontrado em web câmeras domésticas ou micro-câmeras de baixo custo. CCD, (Charge Coupled Device)

Resolução de imagem descreve o nível de detalhe que uma imagem comporta. O termo se aplica igualmente a imagens digitais de vídeo e outros tipos de imagens. Quanto mais alta a resolução maiores os detalhes da imagem serão apresentados. A resolução de imagens pode ser medida de várias formas. Basicamente, a resolução quantifica a proximidade entre as linhas da imagem. As unidades de resolução podem ser referidas por linhas por milímetro, linhas por polegada, etc ou o tamanho real de uma figura(linhas por altura da imagem, também conhecidas simplesmente por linhas ou linhas de TV).

A resolução de sistemas de CFTV normalmente é medida em linhas de TV, em um quadro de imagem. O número de linhas de TV verticais tem um máximo de 350 linhas no sistema NTSC de 525 linhas horizontais e não é variável. Porém, as linhas de TV horizontais, que é o principal parâmetro de qualidade de uma imagem, varia dependendo da qualidade do conjunto câmera, lente, meio de transmissão e monitor. As câmeras digitais possuem uma resolução muito superior à resolução das câmeras analógicas.

Resumidamente, a resolução é a quantidade de pontos de um determinado espaço. Quanto mais pontos num espaço, mais detalhes a imagem terá.

Para parâmetros de qualidade, a indústria de sensores de CCD para câmeras de vídeo, utilizam pixeis. Uma resolução média de uma câmera P&B no sistema EIA é de 510 pixeis horizontais por 492 pixeis verticais e é equivalente a 380 linhas.CCD's com alta resolução possuem 768(H) x 492 pixeis e são equivalente a 570 linhas. A resolução média de câmeras coloridas está na ordem de 350 linhas e câmeras coloridas digitais de alta resolução possuem entre 450 e 480 linhas. As microcâmeras, em média possuem entre 300 e 300 linhas.

Os monitores no sistema NTSC possuem 525 linhas de varredura vertical independente de seu tamanho.Uma resolução horizontal de 700 linhas para monitores P&B representa um valor médio e um monitor com mais de 900 linhas representa um monitor de alta resolução em um sistema EIA. A resolução horizontal de monitores coloridos de média qualidade está por volta de 300 linhas e monitores com mais de 450 linhas são definidos como de alta resolução.

Para ampliar a resolução do sistema, é recomendado escolher um monitor que possua uma melhor resolução do que a da câmera, para evitar a perda de definição nos pontos da imagem.

No mercado atual, existem diversos tipos de câmeras, porém é muito importante saber identificar a utilização mais adequada para cada tipo.

Câmeras de pequeno porte, com qualidade bastante limitada. São utilizadas devido ao baixo custo e sua facilidade de instalação. Porém, em ambientes com complexidade de imagens ou em grandes extensões, a qualidade na imagem deixa a desejar. Existem opções em cores e Preto&Branco, possuem poucas funções integradas e suas especificações são simples.

Possuem lentes fixas entre 2,5, 3,6 e 4 mm e normalmente não tem facilidade de troca. Alguns modelos possuem led's e infravermelho acoplados para captação de imagens no escuro a pequenas distâncias. Principais pontos de utilização: residências, lojas, farmácias, consultórios, escritórios, etc.

São micro-câmeras com uma lente de tamanho extremamente reduzido, sem ter qualquer tipo de prejuízo a captação da imagem. São geralmente utilizadas em locais ocultos, embutidas ou em aplicações onde o tamanho deva ser o menor possível. É possível captar imagens mesmo com orifícios de cerca de 1,5mm.

Principais pontos de utilização: Residências, lojas, farmácias, consultórios, escritórios, etc.

São micro-câmeras com a característica de possuírem o formato tubular, chamado “bullet” ou formato de bala. Tem tido pouca aplicação no mercado nacional, pois seu custo é superior ao das micro-câmeras por ter uma maior dificuldade de fabricação.

Principais pontos de utilização: Residências, lojas, farmácias, consultórios, escritórios, etc.

São normalmente bastante similares as micro-câmeras, com a diferença que possuem a conexão para lentes convencionais de CFTV, podendo assim, ser feita a melhor escolha do tipo e tamanho da lente, além de possuírem o controle auto-íris. Seu custo é intermediário entre as micro-câmeras e as câmeras profissionais.

Principais pontos de utilização:Residências, lojas, farmácias, consultórios, escritórios, corredores, garagens, indústria, etc.

São dispositivos eletrônicos mais avançados, de médio porte que se caracterizam por ter recursos e funções mais completas, permitindo a troca de lentes, uso de auto-íris, ajuste de parâmetros e configurações de forma a alcançar o melhor desempenho. Tem várias funções de melhoria da imagem se comparadas com micro-câmeras.Possuem melhor resolução e qualidade de imagem, como BLC, ES,AGC, ATW, etc. Com o crescimento acelerado do mercado de segurança a tendência é que sejam cada vez mais utilizadas.

Residências, lojas, farmácias, consultórios, escritórios, corredores, garagens, indústria, estacionamentos, pátios, áreas perimetrais, etc.

São câmeras extremamente avançadas, com movimentação motorizada, normalmente 360° de giro horizontal e 90° de giro vertical. Possuem ainda, a integração de uma lente zoom de 12 a 30x. Além de várias programações entre pre sets (pré posições), tours(sequência de movimentações), máscara de área, giro automático, função dia e noite, zoom digital, auto-track,(busca de objetos ou pessoas), e ainda várias outras funções de acordo com o modelo.

Sua aplicação permite a cobertura de uma área muito grande, além de permitir que o zoom seja aproximado para colher informações muito mais detalhadas em determinada cena. Apesar de ser um tipo de equipamento extremamente avançado, sua instalação e configuração normalmente não são complicadas, pois os comandos são sinais de dados controlados através de barramento serial tipo RS-485 ou RS-422.

Através desse barramento é possível conectar várias câmeras em rede, normalmente com apenas dois fios de par trançado conectados em paralelo nas câmeras. Cada câmera possui sua configuração de endereçamento para localização e controle.

O posicionamento das speed domes é feito normalmente por teclados ou mesas de controle específicos, com joystick ou teclas de setas. Estes teclados permitem, além da movimentação, efetuar toda a configuração das câmeras, definição de posicionamentos, referências, câmeras, bastando para isso selecionar o endereço da câmera a ser movimentada. Dependendo do fabricante, as speed domes e teclados de controle ainda permitem a integração com multiplexadores, matrizes de vídeo, DVRs, etc, permitindo tanto o controle da speed dome através do DVR como a configuração e operação centralizada dos processadores através do teclado.

Outra opção também é o controle das speed domes através de comandos via PC. Para isso, é necessário um conversor na porta serial do PC, para o tipo de barramento utilizado(Conversor RS-232 para RS-485). Assim, é possível controlar a câmera via software o u até mesmo remotamente v ia conexão web. Um detalhe importante é que nem todas as speed domes são compatíveis entre si, de forma que é importante verificar se o equipamento escolhido trabalha ao menos, com um protocolo padrão, como Pelco-P ou Pelco-D.

Principais pontos de utilização: Loja de departamentos, garagens, indústrias, condomínios, supermercados,estacionamentos, áreas perimetrais.

Câmeras Fixas e speed domes:Quais as situações que devo utilizar uma speed dome? Quais são as vantagens e as desvantagens em relação as câmeras fixas?

Áreas com grandes extensões trazem dúvidas para determinar qual sistema utilizar. Neste caso, para elaborar um projeto adequado, será necessário definir quais os equipamentos mais adequados para cada situação.

Primeiros Movimentos – Panoramizadores e PTZs:O dispositivo mais simples de movimentação é o chamado Panoramizador, Pan ou Scanner, que consiste em um motor e uma pequena caixa de redução utilizados para movimentação de câmeras de CFTV na horizontal. Possui um controlador bem simples com funções de movimento para a direita, esquerda, parado e o automático, onde a unidade irá girar até um ponto de final de curso que pode ser definido por grampos de fixação, e chegando neste ponto começa a girar no sentido oposto.

A detecção do final de curso é feita por chaves que são pressionadas quando o limite é atingido. O uso de panoramizadores é bastante restrito e suas limitações também muito óbvias, mas ele teve seu papel na evolução do CFTV e hoje em dia ainda é aplicado em algumas situações. Suas limitações incluem a baixa velocidade, o sistema de interface e cabeamento com alimentação direta do motor, dificuldade de controle, limitação de ângulo de giro, fácil identificação da área que está sendo visualizada. Possuem normalmente um ângulo máximo de giro de 350 graus.

São movimentadores que permitem a movimentação horizontal e vertical da câmera, utilizados em conjunto com uma câmera com lente zoom. Possuem uma mesa de controle com funções básicas de movimento para a esquerda, direita, para cima e para baixo, além do movimento de panoramizador automático, exatamente igual ao do panoramizador. Foram muito utilizados, mas hoje em dia tem sua aplicação cada vez mais restritas.

Suas limitações caem praticamente nos mesmos problemas e limitações do panoramizador, mas tornam-se criticas também as questões relativas a distância de cabos com alimentação direta do controlador e da quantidade de cabos envolvidos no projeto. Para exemplificar, um PTZ típico possui um fio para controlar o movimento de cada direção, mais o comum e o automático, totalizando seis fios.

Se acoplarmos uma lente tipo Zoom, então a quantidade de fios irá aumentar ainda mais, pois precisaremos de 2 fios para o Zoom, 2 fios para o foco, 2 fios para o controle de íris (se não for automática), entre outras conexões dependendo da lente utilizada; ou seja, teríamos que ter um total de 12 fios no mínimo, fora o cabo para o sinal de vídeo.

Bem, a má noticia é que temos essa quantidade de cabos para uma câmera, se utilizarmos mais câmeras basta multiplicar a quantidade de câmeras pelo número de cabos em cada uma, que obviamente resultará em um número absurdo de cabos.

Agregamos a isso ainda, a fácil identificação da direção do PTZ, que pelo seu design e forma são inconfundíveis, assim como sua direção de posicionamento. Sua baixa velocidade de movimentação, ausência de funções mais avançadas, como posições memorizadas, percursos programados, etc.

São Câmeras avançadas com mecanismo de Lente Zoom de grande capacidade, movimentação em 360 graus horizontal e 90 vertical integrados. Além de um sistema de comunicação para longas distâncias em barramento, ou seja, diversas câmeras endereçadas utilizando a comunicação pelo mesmo cabeamento através de protocolos de comunicação tipo RS-485 ou RS-422, permitindo a instalação de várias câmeras na mesma conexão.

Possuem ainda, dependendo do modelo e do fabricante, grande velocidade de resposta em cada um dos comandos, em média de 100 a 400 graus por segundo, grande quantidade de posicionamentos pré definidos (presets) com quantidades entre 16 a 256 posicionamentos, seqüências de posicionamentos (Tours), ajuste de velocidade (em graus por segundo), Zoom Digital entre 2 a 16 Vezes, foco automático, íris automática ou manual e outro detalhe importante: tudo isso dentro de um dome ou domo que é uma cúpula de material acrílico transparente ou fumê que dificulta e dependendo da altura, impossibilita a verificação para qual direção a câmera está posicionada.

Outra função recente e muito interessante é o Night & Day que muitas speed-domes possuem, onde a câmera tem um sistema de detecção de intensidade de iluminação da imagem, seja pela análise do sinal de vídeo, ou seja pela utilização de sensores, e um servo-mecanismo que em algumas câmeras, troca o CCD utilizado, e em outras modifica o filtro de imagem em frente ao sensor CCD da câmera.

As câmeras tipo speed dome são sem dúvida superiores as câmeras fixas, pois possuem recursos de zoom, pan-tilt, presets, ajuste de íris e foco, entre outros inúmeros recursos não disponíveis em câmeras fixas e que se tornam inviáveis nas mesmas. Por exemplo, a instalação de uma lente zoom em uma câmera fixa irá necessitar de um cabo de controle de no mínimo 6 vias.

Além deste cabo necessitar de uma bitola considerável em relação ao par de controle da speed dome, isto somente para a lente. Teríamos ainda, o cabo para o controle do pan-tilt (5 vias), cabo coaxial para o sinal de vídeo e o cabo de alimentação; tudo isso levando em conta as distâncias envolvidas para cada um dos cabos. E como resultado, teríamos uma câmera com movimentação e zoom ainda bem inferior em velocidade e qualidade a uma speed dome, além de não possuir presets, tours, ajuste de velocidade e necessitar de um controle específico para cada câmera/movimentador.

A movimentação, escolha e controle das câmeras normalmente é feita através de uma mesa de controle com joystick, ou até mesmo a partir de um software de visualização e controle.A utilização de Speed Domes, a cada dia torna-se uma melhor opção em relação aos sistemas de PTZ, uma vez que já possuem integrados internamente sistemas completos de movimentação, Zoom e controle.

Além de terem uma instalação muito mais simples, manutenção mais facilitada, controle e funções avançadas, Presets, ligação de diversas câmeras em rede, programações especiais e uma série de recursos mais avançados que os sistemas convencionais. A relação custo x benefício é muito boa, tendo em vista o máximo aproveitamento dos recursos e facilidade de instalação. Porém, estes sistemas exigem uma melhor qualificação dos profissionais envolvidos.

Largamente utilizadas nas mais diversas aplicações, as câmeras fixas fornecem um ângulo de visão fixo e pré-definido, permitindo a visualização de áreas ou objetos específicos. De acordo com a aplicação, será definido o tipo de câmera, lente, funções, etc. Temos no mercado os mais diversos tipos e modelos de câmeras e acessórios disponíveis que permitem uma aplicação de acordo com a necessidade do local e do cliente, desde sistemas P&B, Color, Internos, Externos, Automáticos, Fixos, Digitais, Analógicos, Alta/Baixa Resolução, etc.. Além das tão utilizadas micro-câmeras que em muitas situações são instaladas em locais inadequados.

Os pontos principais na definição de uma câmera são o tipo, o sistema de cor, a lente utilizada (que irá determinar a área coberta), e as funções disponíveis. As micro-câmeras não possuem grandes possibilidades de troca de lentes, utilização de lentes auto-íris para locais externos, além de não possuírem recursos como BLC, ATW, AGC, ES, Zoom Digital, Auto-Track, Áreas de Privacidade, entre outros.

Já as câmeras, em sua maioria, além de possuírem uma maior resolução (maior número de linhas) que as micro-câmeras, podem aceitar os principais tipos de lentes, possuem normalmente várias funções de melhoria e compensação da imagem, e recursos de ajuste. E ainda, um circuito e montagem bem mais robustos e resistentes quanto a interferências e pequenas descargas.

Normalmente as câmeras tem um custo mais alto que as micro-câmeras e muito mais baixo que as speeddomes, tendo um bom desempenho na maioria das aplicações, desde que tenham sido dimensionadas corretamente.

A definição da área de visualização da câmera se dará pela distância focal da lente utilizada.A solução para manter a segurança do sistema de câmeras fixas e a versatilidade e agilidade de um sistema de speed domes é usar os dois sistemas em conjunto. Pois desta forma teremos a supervisão constante das áreas de risco através das câmeras fixas e a capacidade de acompanhar movimentos, fazer o reconhecimento, confirmar ações suspeitas, visualizar placas de veículos, utilizando speed domes, enfim todas as funções de aproximação.

Mas logicamente isto só se aplica a instalações de grande porte e com capacidade de investimento compatível. Pensando ainda nos grandes projetos, vamos tomar como segundo exemplo um hipermercado. Analisando os locais a serem protegidos e inicialmente definindo as áreas de maior risco:

1. Entradas
2. Caixas
3. Estoque
4. Tesouraria
5. Setor de Eletro-eletrônicos
6. Setor de Brinquedos
7. Setor de Vestuário
8. Corredores Principais
9. Estacionamento
10. Áreas Perimetrais

Enfim, todos os locais com objetos de maior valor e com maior interesse de proteção tanto contra desvios por visitantes como por desvios internos. Definidas as necessidades de segurança,que tipo de sistema utilizaremos para proteção?

Se escolhermos câmeras fixas, que tipo de lente utilizaremos? De fato a utilização de câmeras fixas neste caso nos trará alguns pontos importantes que irão definir a verdadeira utilidade para este sistema de CFTV.

Poderíamos implantar, por exemplo, algumas câmeras e lentes com distância focal menor e ângulo maior (2,8 a 4 mm) para verificação de áreas específicas, mas neste caso teríamos imagens em nível de ambiente e com poucos detalhes, dificultando a verificação de ações suspeitas, assim como praticamente inviabilizando uma identificação pessoal mais precisa.

Neste caso, o objetivo não é verificar a movimentação mas sim as ações em níveis menores, por exemplo, a pessoa colocou um objeto ou a mão no bolso? Estava ajeitando o casaco ou escondendo alguma coisa dentro dele? O que fazer então? Instalar diversas câmeras por corredor e lentes com distâncias focais maiores? (8 a 12mm), poderia melhorar a situação, mas ainda assim uma pessoa com conhecimentos básicos de CFTV poderia verificar o ângulo de captação da câmera ou verificar áreas mortas onde as câmeras não têm atuação. Além disso, a quantidade de câmeras necessária para cobrir toda as áreas de risco seria praticamente inviável.

Teria ainda, a necessidade de sistemas de grande porte contendo diversos monitores, diversos gravadores e processadores de vídeo, exigindo também uma atenção excessiva e um número exagerado de operadores para o sistema de CFTV. Para estes locais mais críticos seria recomendada a utilização de Speed-Domes com altura e localização em pontos estratégicos, desde que o sistema tenha um operador controlando o posicionamento das câmeras e tenham sido programados os presets para os locais principais de supervisão, podendo o operador aproximar o zoom para visualizar com detalhes ações suspeitas, acompanhar o percurso de determinadas pessoas, verificar maiores detalhes para identificação e flagrar ações de roubo, desvio ou violação de mercadorias.

Como auxilio para as Speed-Domes seria necessária a instalação de câmeras fixas de identificação na entrada das pessoas no mercado, permitindo a gravação para posterior identificação, além da definição na entrada de quem deverá ser monitorado com maior atenção ou não.

Em nível de instalação física, a instalação de câmeras speed-domes é um pouco mais complexa que a instalação de câmeras fixas com a diferença nos tipos de suporte e fixação, que podem ser em postes através de abraçadeiras, parafusos, ou cintas, tipo pendente (no teto similar a um lustre de iluminação) ou ainda de parede. Quanto as conexões, são necessários apenas 3 tipos de conexões: alimentação, sinal de vídeo e barramento de controle.

O barramento de controle normalmente segue os padrões RS-485 ou RS422, utilizando apenas um par de fios para controle de um grande número de câmeras, normalmente ligadas em paralelo (pino a pino) com identificação a partir de endereçamento configurado em cada câmera para distâncias de até 1200 metros entre o primeiro e o último equipamento, sem a necessidade de amplificação ou colocação de qualquer outro dispositivo adicional.

Para grandes distâncias é recomendada a utilização de adaptadores para par trançado ou fibras óticas, pois o mesmo cabo pode transmitir o sinal de vídeo em um par e no outro o sinal de comando do barramento RS485/RS422. Já para distâncias de até 250 metros, a utilização de cabos coaxiais é o mais comum para a transmissão do sinal de vídeo e um par trançado para o sinal de controle.

testes

Outro ponto importante das speed-domes é a questão do protocolo de comunicação, que na pratica define os comandos e respostas entre as câmeras e os teclados de controle, pois muitos equipamentos tem protocolos próprios e não permitem a conexão de equipamentos de outros fabricantes. Isso deve ser levado em conta prevendo futuras expansões e evitando ficar preso a um determinado tipo de sistema. Felizmente, hoje em dia, temos uma tendência da padronização dos protocolos da Pelco, que são o Pelco-P e Pelco-D, onde vemos diversos fabricantes e equipamentos no mercado que possuem estes protocolos como opção de programação.

Alguns sistemas de speed domes, como o Coaxitron da Pelco e o Bilinx, permitem a transmissão dos sinais de vídeo e controle sobre o cabo coaxial (conversor de fibra ótica ou par trançado), ou seja, o sinal de controle é multiplexado sobre o sinal de vídeo. A vantagem deste tipo de sistema é que pode-se aproveitar um cabeamento em bom estado para a conexão de uma câmera speed dome.

Após verificar estes dois exemplos, podemos concluir que a utilização exclusiva de Speed- Domes em sistemas de CFTV muitas vezes se torna falha, assim como a utilização somente de câmeras fixas torna o sistema pouco flexível e limitado.Por isso, para uma aplicação ideal de CFTV em locais de grandes extensões ou grande porte a melhor opção são sistemas mistos através da utilização de câmeras fixas e speed-domes, proporcionado uma cobertura fixa das áreas de maior risco e a possibilidade de verificação de maiores detalhes e melhor identificação através das speed-domes. Já para sistemas de pequeno e médio porte, a utilização de câmeras fixas normalmente é suficiente para um nível intermediário de segurança, sendo a opção mais viável em nível de custo.

As caixas de proteção para câmeras, normalmente são aplicadas em áreas externas ou áreas onde existe o risco de danificação ou sabotagem das câmeras. São disponibilizadas em três tamanhos básicos que se aplicam para a maioria dos sistemas de CFTV do mercado:

Tamanho Pequeno:Normalmente aplicadas para micro-câmeras ou mini-câmeras em áreas semi-abertas. Possuem dimensões médias de 80(Larg.) x 70(Alt.) x 260(Prof.) mm.

Tamanho Médio:Normalmente aplicadas para câmeras ou mini-câmeras em áreas externas ou semi-abertas, que utilizem lentes com íris fixa, manual ou automática. Possuem dimensões médias de 103(Larg.) x 98(Alt.) x 370(Prof.) mm

Tamanho Grande:Normalmente aplicadas com câmeras que utilizam lentes Zoom motorizado ou manual, ou ainda quando são utilizados conversores de fibra ótica, ou amplificadores de vídeo junto da câmera. Utilizadas em áreas externas. Possuem dimensões médias de 142(Larg.) x 115(Alt.) x 392(Prof.) mm.

Câmeras Profissionais devem ser montadas nas caixas médias ou grandes e câmeras IP devem ser montadas nas caixas de proteção grandes. Alguns fabricantes disponibilizam a colocação de sistema de aquecimento e ventilação dentro das caixas de proteção. Logicamente, acarretando uma redução no espaço útil interno da câmera, sendo necessária ainda alimentação destes dispositivos.

Existem ainda algumas aplicações especiais onde são colocados limpadores de vidro e jatos de água para limpeza do visor da caixa de proteção. Outro ponto muito importante que irá variar de acordo com a caixa de proteção utilizada é o braço de suporte. Devem ser levados em conta fatores como peso, distância, mobilidade, carga, etc

Existem ainda caixas de proteção especiais como Domes, altamente difundidas hoje em dia, para aplicações internas e externas. As domes formam uma proteção de forma que a câmera fique menos aparente tendo como superfície aparente apenas o domo em forma de meia esfera, com cor transparente, escura, espelhada ou fumê, apresentando boa visualização para a câmera, mas dificultando a visualização interna da câmera como seu posicionamento ou movimentação. São amplamente aplicadas nas speeddomes.

Outros fabricantes disponibilizam caixas especiais para elevadores, teto, cantos, além de proteção contra disparo de projeteis, explosões, etc, com um custo bastante alto, normalmente impraticável para aplicações convencionais.

Monitor P&B ou Monitor Colorido:Até bem pouco tempo atrás a utilização de televisores comerciais como monitores de CFTV era quase um padrão no mercado brasileiro, porém aos poucos com uma melhor qualificação dos instaladores e necessidade de melhor qualidade por parte dos usuários tem levado o mercado a utilizar com mais freqüência soluções profissionais para CFTV incluindo monitores especializados.

Era comum também a utilização de monitores P&B de 9 a 12 polegadas (diagonal) que eram amplamente utilizados na área de segurança. Mas nos dias de hoje, dependendo da aplicação, são utilizados monitores coloridos de 14 polegadas ou ainda monitores de 17, 19 polegadas para aplicações mais complexas.Como os monitores coloridos precisam de 3 diferentes pontos de cores para produzir um ponto de informação no monitor, normalmente acarreta em uma menor resolução que monitores P&B.

A utilização de Televisores, apesar de ser possível, não é recomendada dadas as suas características de resolução, tratamento de fósforo, construção e proteção não terem sido desenvolvidas para trabalhar longos períodos com imagens estáticas. Dessa forma, normalmente uma TV tem uma vida útil pequena em aplicações de CFTV. Além disso, uma TV permite a troca de canal e obviamente a parada na visualização das imagens.

Um monitor Quad possui internamente um circuito de um Quad e normalmente possui 4 entradas DIN para os sinais de vídeo de até 4 câmeras. Os monitores de 4 canais possuem internamente um seqüencial de vídeo para até 4 câmeras, que utilizam normalmente conectores DIN para as entradas de vídeo.

Os monitores Quad ou de 4 Canais normalmente são vendidos em kits de observação compostos por equipamentos simples, pré-montados para uma instalação mais simplificada e uma aplicação de menor segurança. Normalmente não são compatíveis com equipamentos de outros fabricantes.

Em sistemas digitais tais como DVRs e PCs com placa de captura a utilização de monitores XVGA é altamente recomendada, uma vez que sua resolução é muito superior à monitores de vídeo composto, que antigamente eram o padrão para sistemas de CFTV. Além de uma ótima resolução, também possuem um custo muito atrativo e uma manutenção e substituição muito fácil dada a sua ampla disponibilidade no mercado.

Os monitores LCD são a melhor tecnologia disponível atualmente, em relação ao custo/beneficio, para sistemas de CFTV. Além de possuírem uma ótima resolução de imagem, trabalhando com os padrões XVGA, possuem normalmente uma grande vida útil, e tem um consumo várias vezes inferior ao consumo de monitores com tubo de raios catódicos; o que, muitas vezes, compensa o investimento um pouco mais alto.

Em pouco tempo os monitores LCD devem ser padrão no mercado. Porém, somente PCs com placa de captura e alguns DVRs possuem saída XVGA.

Como desejamos sempre um sistema com qualidade e uso contínuo, precisamos especificar em nosso projeto o uso de monitores fabricados especialmente para aplicações de CFTV e não televisores de uso doméstico.

O sistema de CFTV normalmente trabalha com imagens estáticas (paradas) logo o tubo deve ter uma construção especial para que o mesmo não fique “queimado” com a imagem da câmera que permaneceu ligada por um determinado período. Para lembrarmos deste efeito podemos pegar como exemplo a utilização de protetores de tela nos monitores de computador. Devido a isso, o monitor utilizado em CFTV tem seu tubo de imagem construído de forma especial e com um período de durabilidade muito maior do que um televisor de uso doméstico.

Além disto, os monitores fabricados para CFTV são capazes de apresentar maiores níveis de detalhes de uma cena. Comparando a TV com um monitor profissional, o monitor tem caixa metálica, menor emissão de raios-X e duração muito maior conforme dicas a seguir:

TV: 14.000 horas.
Monitor: 45.000 horas.
Resolução:
TV: 320 a 500 linhas.
Monitor: 500 a 800 linhas. 

Monitor:O monitor é o componente final do sistema, pode ser P/B ou colorido, de acordo com o sistema de câmeras utilizado. O número de linhas que ele possui determina a qualidade e definição da imagem. Esta definição será de acordo com as câmeras.

Ex:Se pusermos um monitor de 800 linhas com uma câmera de 350 linhas, a definição da imagem será de 350 linhas.

Importante:Normalmente quando utiliza a TV no lugar do monitor com a aplicação de várias câmeras, após 1 ano a imagem começa a embaçar, podendo até queimar as câmeras, pois na prática a TV não foi

Sequências de Vídeo: É o dispositivo destinado a combinar o sinal de múltiplas câmeras e mostrar suas imagens uma de cada vez na tela do monitor. Isto é feito de forma manual ou automática. Quando está operando no modo de sequenciamento automático, é possível programar o tempo de exibição para as câmeras, normalmente entre 1 e 60 segundos. Alguns sequenciais digitais permitem ainda que seja programado um tempo individual para cada câmera. Definindo assim, um tempo maior para as imagens mais importantes.

Os sequências de fabricação nacional normalmente utilizam conectores tipo F para as entradas de vídeo, enquanto os sequenciais importados utilizam conectores BNC.

A maioria dos sequenciais de vídeo possuem entre 4 e 8 canais, nos quais é possível a conexão do número respectivo de câmeras. Existem alguns modelos mais restritos de 10 câmeras e outros ainda que controlam também o sequenciamento de áudio.

Os sequenciais de vídeo operam tanto com câmeras P&B como câmeras coloridas e podem ser conectados em monitores de CFTV, TVs ou Time-Lapses. Apesar de terem um custo baixíssimo, atualmente seu uso está reduzido praticamente a zero, dadas as suas limitações de concepção, pois temos um funcionamento muito precário para uma aplicação de segurança. Atualmente não é mais concebível que imagens das câmeras sejam ignoradas tanto na visualização como na gravação, que é basicamente a função dos sequenciais. tempo.

Já obsoletos nos dias de hoje. Os sequenciais devem se tornar peças de museu em pouco tempo.