Jaki akumulator do alarmu? Dobór, pojemność i czas podtrzymania systemu

W praktyce zdecydowana większość urządzeń wchodzących w skład systemów sygnalizacji włamania i napadu wymaga zasilania napięciem stałym 12V.

Zasilacze dystrybuowanych w Polsce centralek alarmowych przetwarzają zatem zmienne napięcie sieciowe 230VAC na 12VDC. Wyjątki stanowią urządzenia bezprzewodowe wyposażone we własne zasilanie bateryjne.

W warunkach braku zasilania podstawowego (sieciowego 230VAC) należy zapewnić okresowe podtrzymanie pracy systemu sygnalizacji włamania i napadu. Do tego celu w obwód zasilacza centralki lub zasilacza innej grupy urządzeń wpinany jest odpowiedni akumulator.

Jakie akumulatory do systemu alarmowego wybrać i czym się różnią?

Akumulatory wykorzystywane w systemach alarmowych mają napięcie znamionowe wynoszące 12V. Najczęściej spotykane pojemności to 7Ah i 17Ah. Dostępne są też mniejsze pojemności (np. wykorzystywane do zasilania awaryjnego bezprzewodowych centralek) jak również i większe (np. 32Ah lub nawet 64Ah w rozbudowanych systemach o dużym zapotrzebowaniu prądowym).

Jeśli chodzi o technologię wykonania, to obecnie wykorzystuje się akumulatory kwasowo-ołowiowe typu AGM. Są bezobsługowe, szczelne i nie stwarzają zagrożenia związanego z ewentualnym wyciekiem elektrolitu.

Istotnym ograniczeniem zastosowania akumulatora o określonej pojemności jest dostępne miejsce w skrzyni centralki lub skrzyni zasilacza. Do skrzynki niewielkiego systemu alarmowego zmieści się zazwyczaj co najwyżej akumulator o pojemności 7Ah (wymiary ok. 15cmx10cmx7cm). Większe obudowy pomieszczą już akumulator o pojemności 17Ah (wymiary ok. 18cmx17cmx8cm).

Jak dobrać akumulator i jak obliczyć czas podtrzymania pracy systemu?

Świadomy dobór akumulatora powinien być poprzedzony analizą prądową systemu sygnalizacji włamania i napadu. Takie postępowanie pozwoli na oszacowanie realnego czasu podtrzymania pracy systemu pozbawionego zasilania sieciowego.

Przeanalizujemy prosty system w skład którego wchodzą:

• Płyta centralki alarmowej 1szt.
• Klawiatura LCD z podświetleniem przewodowa 1szt.
• Czujka PIR wewnętrzna przewodowa 3szt.
• Czujka dualna PIR+MW wewnętrzna przewodowa 1szt.
• Czujka kontaktronowa przewodowa 5szt.
• Syrenka akustyczna wewnętrzna przewodowa 1szt.
• Syrenka akustyczno-optyczna zewnętrzna przewodowa 1szt.
• Akumulator

Zapotrzebowanie prądowe poszczególnych urządzeń można odczytać z ich kart katalogowych. W powyższym przykładzie przyjmuję rozsądne wartości odpowiadające większości przypadków.

System w trybie czuwania (nieuzbrojony) i w trybie dozoru (uzbrojony) pobiera tyle samo prądu (0,31A). Ale już system w stanie alarmu z włączonymi syrenkami jest zdecydowanie bardziej prądożerny (0,73A).

Przyjmijmy, że jesteśmy zainteresowani podtrzymaniem pracy systemu przez 12 godzin (dotyczy stanu czuwania/dozoru).

W takim układzie powinniśmy dysponować akumulatorem 12V o pojemności: 0,31A * 12h = 3,72Ah.

Przyjmijmy, że chcemy też aby system mógł działać w stanie alarmu nie krócej niż przez godzinę. W takim razie potrzebujemy dodatkowej pojemności akumulatora 12V wynoszącej: 0,42A * 1h = 0,42Ah.

Zatem teoretycznie potrzebujemy akumulatora 12V o pojemności nie mniejszej niż 4.14Ah.

Trzeba mieć świadomość, iż charakterystyka napięcia akumulatora w czasie, przy zadanym poborze prądu i zadanej temperaturze pracy nie jest idealna.

Podana przez producenta pojemność znamionowa 7Ah nie oznacza, że w temperaturze 20st.C i przy poborze 1A akumulator będzie utrzymywał przez siedem godzin stałe napięcie 12V.

W rzeczywistości naładowany w pełni akumulator będzie miał napięcie ok. 13V. Rozładowywany prądem np. 1A będzie utrzymywał je przez ok. 3h i w dalszym procesie rozładowywania zacznie ono widocznie spadać, a spadek ten istotnie przyspieszy wraz z upływem czasu. Po 7h będziemy mieli do czynienia z głębokim rozładowaniem akumulatora i spadkiem jego napięcia do ok.10,5V. Jest to stan bardzo niekorzystny dla kondycji akumulatora i może doprowadzić do jego całkowitej degradacji.

Z tego względu centralki są wyposażone w mechanizm zabezpieczający, który uniemożliwi rozładowywanie akumulatora gdy jego napięcie spadnie do poziomu ok. 11,5V.

Musimy również pamiętać, że pojemność akumulatora będzie się zmniejszała z czasem, na skutek pracy w podwyższonych temperaturach oraz w wyniku przepracowanych cykli rozładowywania/ładowania.

Wnioski są takie, że faktycznie dysponujemy tylko częścią pojemności nominalnej akumulatora. Jaka to część? Doświadczalnie można przyjąć, że będzie to ok.60%.

Jeśli zatem obliczoną przez nas pojemność 4,14Ah podzielimy przez współczynnik 0,6, otrzymamy nominalną pojemność akumulatora wynoszącą 6,9Ah. W tym przypadku zastosowanie akumulatora o pojemności nominalnej 7Ah zabezpieczy nasze potrzeby.

Warunki te spełnia np. akumulator Europower EP 7,2-12 (dystrybutor EMU): napięcie znamionowe 12V, pojemność znamionowa 7,2Ah, 5 lat żywotności projektowanej (dla 25st.C).

Jak dbać o akumulatory?

Akumulatory w systemach alarmowych są bezobsługowe.

Aby służyły nam możliwie długo warto:

• nie narażać ich na pracę w wysokich temperaturach,
• nie narażać ich na częste rozładowywanie i ładowanie,
• nie narażać ich na głębokie rozładowanie.

Przeciętnie czas życia akumulatora to od 3 do 5 lat. W zależności od reżimu pracy może on się jednak znacznie skrócić, albo istotnie wydłużyć (nawet do 10 lat w rozwiązaniach long-life).

Podczas przeglądów konserwacyjnych systemu alarmowego warto każdorazowo sprawdzać akumulator, mierząc zarówno jego napięcie w warunkach obciążenia, jak i realną pojemność. Wyeksploatowany lub uszkodzony akumulator nie zabezpieczy podtrzymania pracy systemu, a w szczególnym przypadku może wręcz spowodować zniszczenie zasilacza centralki.