PoE para control de accesos

PoE para control de accesos

Autor: Brian Rhodes, Publicado el 12 de octubre de 2017.

El control de acceso con alimentación a través de Ethernet, como en el caso de las cámaras IP, es cada vez más común.

Sin embargo, las demandas de potencia son mayores que para instalaciones de cámaras, y los problemas pueden ser significativamente mayores. Tenga en cuenta que, en el control de acceso, muchos dispositivos pueden necesitar alimentación eléctrica (por ejemplo, lectores, cerraduras, sensores de puerta). Además, dado que el control de acceso tiene un impacto en la seguridad en los accesos de edificios, es necesario tener especial cuidado para asegurar que no se cometan errores en la alimentación eléctrica que impidan el acceso a esos edificios…O peor: que un fallo provoque que los accesos queden abiertos.

En este tutorial, enseñamos:

  • Por qué usar alimentación PoE para controles de de acceso es últi.
  • PoE versus PoE+.
  • Por qué 4 puertas es el máximo recomendado para ser alimentadas mediante un único dispositivo PoE.
  • Cómo calcular la carga de energía PoE para el acceso
  • Cómo comprobar la potencia disponible.
  • El impacto del uso de PoE en una instalación.
  • Ahorro de costes gracias al PoE.
  • 4 problemas comunes al utilizar PoE.s

¿Dónde es útil la alimentación de control de accesos mediante PoE?

Si no usamos dispositivos PoE, la alimentación en la puerta implica extender o instalar circuitos eléctricos desde los interruptores hasta las las cerraduras electromagnéticas; ello supone nuevas tomas de corriente, fuentes de alimentación, cajas de empalmes, etc, mientras que usando PoE proporcionamos a las cerraduras electromagnéticas la alimentación a través del mismo cable que conecta los dispositivos de puerta a una red Ethernet.

Visión general de PoE

La clave para utilizar PoE es conocer cuánta potencia está disponible.

Hay dos tipos principales de PoE que se usan comúnmente:

  • 802.3af soporta hasta 15.4W y es utilizado por la mayoría de los controladores de acceso habilitados para PoE.
  • 802.3at, PoE’ alto’, soporta hasta 25.5W, pero sólo es usado por una pequeña fracción de equipo de seguridad, generalmente aquellos diseñados para ser usados en ambientes de clima extremo. Sin embargo,»at» es compatible con el equipo que especifica «af».

En el control de acceso, el uso de 802.3at no es común, pero algunos controladores pueden ofrecer una versión que lo use para capacidades de salida o pass-thru más altas para alimentar cerraduras o lectores de alta demanda.

Para obtener más información sobre PoE, tanto como recurso general como sobre las funciones de vigilancia, consulte nuestra guía PoE para la videovigilancia IP.

PoE Out a los dispositivos conectados

La arquitectura de acceso típica es que PoE alimenta directamente el controlador de puerta, con dicho  controlador conectado a dispositivos de control de acceso de bajo voltaje como lectores y, en algunos casos, cerraduras. El controlador consume parte de la energía PoE para su propio funcionamiento, pero luego redirigie esa potencia restante a los diferentes puertos en función del tipo de dispositivo conectado.

Los controladores PoE se limitan frecuentemente a 4 puertas o menos.

Tradicionalmente los controladores con cuatro o más aperturas usando PoE son poco comunes, por el simple hecho de que mientras que el controlador en sí mismo se alimenta, la cantidad restante es demasiado débil para alimentar los cerraduras, lectores, pulsadores, barreras, etc.

No obstante la demanda de energía vía PoE para los sistemas de videovigilancia hace que cada día surgan switch e inyectores PoE cada vez más potentes.

A diferencia de las cámaras IP, en las que un único dispositivo toma energía de una fuente PoE, con control de acceso, los controladores que admiten PoE son sólo el primer dispositivo de una cadena. La mayor parte de la energía de PoE proveniente del controlador y de los dispositivos que componen una o dos puertas se agota.

Dispositivos que debemos alimentar mediante PoE para control de accesos

Tres tipos principales de dispositivos reciben energía del controlador: lectores biométricos, cerraduras y sensores de puerta. La cantidad de potencia que estos dispositivos necesitan en total es el dato crítico para determinar si PoE será suficiente para cada apertura.

  • Lectores: El dispositivo más común que recibe alimentación directa, la mayoría de los lectores de teclado o tarjeta están especificados para funcionar con alimentación continua proveniente únicamente del controlador.
  • Cerraduras: Dependiendo del tipo de cerradura, el uso de la energía pasante del controlador puede no ser opcional. Por ejemplo, mientras que Strikes puede ser capaz de operar fuera de los presupuestos de energía PoE, Maglocks típicamente no puede ya que ellos consumen significativamente más corriente.
  • Sensores de puerta: En algunos casos, otros sensores pueden tomar energía de un controlador suministrado por PoE para la posición de la puerta o incluso RTE, pero esto no es comúnmente necesario o utilizado.

En muchos casos, la potencia total necesaria para todos estos dispositivos superará lo que el inyector o switch PoE es capaz de proporcionar. Como resultado, la suma de todas las necesidades de potencia individuales y la reconciliación con la potencia suministrada es crítica para cada apertura controlada.

Tres pasos para calcular

Primero, compruebe qué tipo de PoE acepta el controlador de puerta (por ejemplo, 802.3af o 802.3at). A continuación, verifique cuánta potencia de salida máxima proporciona el controlador. A continuación, compare las necesidades totales de consumo de energía de todos los dispositivos que se alimentan del control.

En nuestro primer ejemplo, más que suficiente energía está disponible:

Una puerta es controlada por un switch PoE que soporta 802.3af PoE, y que pasa un máximo de 650 mA a los dispositivos de campo. A ese controlador, un lector le proximidad  que requiere un máximo de 75 mA de potencia, y un pestillo electromagnético NC que necesita 240 mA en alimentación continua.

La potencia total demandada por el lector y la potencia de ataque es de 315 mA desde el controlador, en comparación con 650 mA suministrados, que es más que suficiente.

Escenario fallido

Sin embargo, en este segundo ejemplo, observe cuán insuficiente es la potencia disponible.

Una puerta es controlada por un switch PoE que soporta 802.3af , y que pasa a través de un máximo de 650 mA a los dispositivos de campo. Para ese controlador, dos lectores biometríccos (para una aplicación de lectura in/lectura in/lectura) con un máximo de 230 mA cada uno, y un pestillo electromagnético que necesita 510 mA en una base de trabajo continuo se conectan y consumen energía.

La potencia total requerida por los lectores y la potencia total de los lectores es de 970 mA del controlador, superando la potencia disponible en más de 300 mA, por lo que aunque consigamos hacer funcionar el sistema inicialmente, se producirán continuas caídas en el sevicio.

Potencia de campo disponible

 

Revise la hoja de especificaciones del switch o inyector PoE para determinar cuánta energía está disponible. Por ejemplo, esta hoja de especificaciones del controlador HID enumera los siguientes valores de potencia:

Según este gráfico, la potencia de campo máxima disponible para determinados dispositivos varía según el puerto. Por ejemplo, la conexión «Reader» ofrece hasta 580 mA para un dispositivo que utiliza 12,25VCC o unos 7,1W.

En el caso de «salidas húmedas», o contactos que proporcionan potencia para controlar un pestillo electromagnético, observe que la tensión de salida deseada afecta el amperaje y vatios de salida como resultado. Aunque este controlador en particular ofrece salidas seleccionables de 12 ó 24 VDC, no todos los controladores lo hacen. Tampoco todos los controladores se dividirán o limitarán el paso a través de la energía a un puerto en particular. En muchos casos, el controlador porciona la potencia máxima entre los puertos de lectura y salida, pero otros controladores simplemente asignan una salida de potencia de campo máxima del controlador para todos los puertos.

Variaciones máximas de potencia

Otro punto clave es cómo varía la cantidad de potencia de campo en función del tipo de fuente de alimentación. Típicamente, cuando se utiliza PoE para la alimentación, la potencia total disponible es inferior a la que es posible con fuentes de alimentación de baja tensión separadas:

Tenga en cuenta que la potencia total disponible con PoE (9,6 W) es un 33% inferior a 12 VCC (14,4 W) y un 66% inferior a 24 VCC (28,8 W).

Impacto del uso de control de accesos PoE

Muchos diseñadores evitan utilizar PoE para accionar cerraduras directamente, incluso si se dispone de un suministro de potencia adecuado. Las medidas de seguiridad establecidas en la construcción de edificios pueden complicar el uso de PoE.

Tal vez el problema más común se encuentra en cómo diseñar estos el sistema para que cumpla la normativa legal en caso de producirse una situación de emergencia,  en cuyo caso un dispositivo de desbloqueo manual (botón pulsador) debe provocar una interrupción directa de la alimentación eléctrica de la cerradura, independientemente de la electrónica del sistema de control de acceso.

Cuando se acciona el pulsador, las puertas deben permanecer abiertas durante X segundos como mínimo. El botón debe incluir una señalización indicando cuál es su uso y debe estar colocado en sitios determinados por la Ley.

Este código básicamente prohíbe controlar el bloqueo mediante el cierre por contacto en el controlador, y ordena una interrupción directa de la potencia de bloqueo por interrupción. Como mínimo, se debe instalar un botón pulsador en serie entre una fuente PoE y una cerradura de puerta, pero muchos instaladores lo que hacen es conectar estos botones a la alimentación original (a la que se conecta el switch) para que el sistema de emergencia sea completamente «independientes de la electrónica del sistema de control de acceso».

Ahorro de costes Significativo

Usar PoE para las puertas eléctricas a menudo ahorra entre 150 y 200 € por puerta, dado que se eliminan los cables adicionales, las fuentes de alimentación y la mano de obra. Por ejemplo, uno podría eliminar:

  • Una bobina de cable eléctrico.
  • Fuente de alimentación 4A 12/24VDC.
  • Mano de obra de la instalación.

Comparado con un costo promedio de un control de accesos simple, de uons 1.000 €, este ahorro puede ser bastante significativo.

Problemas que debemos tener en cuenta a la hora de alimentar por PoE Controls es de Acceso.

Incluso cuando se aplica correctamente, el PoE puede presentar problemas operativos que no presentan fuentes de alimentación independientes. Por ejemplo:

  • Picos de tensión: Muchos picos de tensión en instalaciones de productos que requieren poca potencia para su alimentación, especialmente cuando se usan dispositivos no pensados para ser alimentados mediante PoE (a los que les ponemos un splitter para convertirlos en tal) pero también los que se comercializan para el uso de PoE, son mucho más vulnerables a las subidas y bajadas de tensión que los modelos de requieren gran potencia y tienen un alto consumo, los cuales pueden soportar estas fluctuaciones. Aunque el PoE no es la causa fundamental de estos problemas, los sistemas que utilizan cerraduras PoE a menudo requieren un ajuste más frecuente y son más sensibles al desgaste típico.
  • Cerraduras electromagnéticas: Debido a que los cierres magnéticos requieren potencia continua y son cierres de potencia relativamente alta, muchos controladores PoE no están construidos con contactos para uso continuo. Abrir y cerrar el paso de corriente a esos cerrojos de alimentación de forma intermitente está dentro de los límites de diseño, pero no lo está la emisión continua de amperaje en los límites de suministro. Las advertencias contra la alimentación de cerraduras directamente desde el controlador, por medio de PoE, son comúnmente mencionadas por los fabricantes, puesto que acortan la vida de los dispositivos.
  • Sistemas con firmware – Reiniciar/actualizar la fuente de alimentación del conmutador PoE. Un técnico nos lo explica «Cuando se realiza una actualización del firmware del controlador (switch, inyector u otros dispositivos más avanzados), se pierde la energía PoE. Cuando se trata de un sistema de cámara, el inconveniente es simplemente la pérdida de vídeo durante la actualización. Cuando se trata de paneles de control de acceso, la sanción puede ser desbloquear o cerrar puertas involuntariamente». El problema es causado por la caída del sistema muerto durante las actualizaciones de firmware pero tampoco provee de energía PoE de nuevo cuando la actualización vuelva a poner en marcha el suministro. Para mitigar el riesgo, se deben usar dispositivos UPS (conocidos conmumente como SAI) se pueden usar, a menudo por menos de 200 € para cubrir la «brecha de energía» mientras que un interruptor está temporalmente desconectado.
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