Guía para el uso de entradas/salidas en sistemas de videovigilancia
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Guía para el uso de entradas/salidas en sistemas de videovigilancia

Un aspecto crucial de cualquier sistema de videovigilancia es la capacidad de recibir o emitir alertas cuando se detecta una violación de seguridad. Es aquí donde entra en juego el concepto de entradas y salidas. En esta nota veremos cómo sacar el mejor provecho a estas opciones y cuáles son las aplicaciones más comunes. 

Para comprender mejor el concepto y el uso de las entradas y salidas para integrar dispositivos y funciones en los sistemas de videovigilancia revisaremos los siguientes puntos:

Conceptos básicos 

La mayoría de los fabricantes incorporan en varios modelos de cámaras circuitos para el manejo de entradas y salidas para realizar acciones o funciones que los usuarios finales puedan requerir en sus proyectos, sin embargo en la práctica no son muy usadas en parte porque no se tienen en cuenta desde el diseño por parte de los integradores y también porque se desconocen los beneficios que pueden tener e incluso el ahorro económico que pueden representar cuando se utilizan correctamente. 

En pocas palabras, las entradas y salidas detectan o proporcionan cantidades muy bajas de corriente para recibir o enviar señales digitales (abiertas y cerradas). El envío de voltaje desde un sensor como una fotocelda o un sensor tipo PIR a una entrada de la cámara, puede activar acciones en el dispositivo, mientras que los eventos en la cámara derivados de las analíticas como detección de movimiento por video (VMD) pueden permitir, desde una salida de la cámara  activar un dispositivo periférico como una sirena o un sistema de alarma para detección de intrusos.

Por lo general, estas señales se activan con niveles muy bajos de corriente (del orden de miliamperios) con voltajes que pueden estar entre 5-12 VCC. Algunos modelos de cámaras pueden usar voltaje y corriente más altos que pueden alimentar algunos dispositivos periféricos como sensores de movimiento PIR sin fuentes externas, pero estos equipos no son tan comunes. 

En las cámaras de videovigilancia que incorporan E/S para cualquier propósito pueden ser de dos tipos:

  • De contacto seco
  • De colector abierto

Contacto seco

Una salida de contacto seco es un tipo de circuito que proporciona una conexión eléctrica sin voltaje, es decir, no hay voltaje aplicado a la carga. En su lugar, la salida de contacto seco actúa como un interruptor mecánico que puede abrir o cerrar un circuito eléctrico.

TECNOSeguroPRO Conexiones I O 1Esquema de una salida de contacto seco

Cuando la salida está en su estado normalmente abierto (NO), el circuito eléctrico está interrumpido y no hay flujo de corriente. Cuando la salida está en su estado normalmente cerrado (NC), el circuito eléctrico está cerrado y hay flujo de corriente. La salida se puede activar o desactivar mediante un interruptor, un relé o un controlador programable que generalmente está dentro de la electrónica de la cámara.

Una ventaja de las salidas de contacto seco es que no se requiere una fuente de alimentación adicional para la carga controlada. Además, debido a que no hay voltaje aplicado a la carga, las salidas de contacto seco son seguras y no generan ruido eléctrico ni interferencia electromagnética.

Colector abierto

Una salida de colector abierto es un tipo de circuito en el que el colector del transistor se conecta directamente a la carga y la salida se activa al poner en alta impedancia la base del transistor. Funciona abriendo o cerrando el circuito de la carga al conectar o desconectar el transistor.

TECNOSeguroPRO Conexiones I O 2Esquema de una salida de colector abierto

Cuando el transistor está activo, el colector y el emisor se conectan a través del transistor y se produce una corriente que fluye a través de la carga. Cuando el transistor se desactiva, la conexión entre el colector y el emisor se abre y la corriente ya no puede fluir a través de la carga.

La salida de colector abierto permite el control de cargas con voltajes y corrientes mayores que los que puede soportar directamente un microcontrolador, lo que es una buena opción para el caso en que se requiera una mayor potencia que la cámara puede ofrecer. Sin embargo, se requiere de una fuente externa para su funcionamiento. 

Formas de E/S según el tipo de cámaras 

Según el tipo de cámara las formas en las que se puede encontrar las E/S puede ser:

  • Integradas en el cuerpo de la cámara
  • En el cable de conexión 
  • Conexión interna 

Integradas en el cuerpo de la cámara

Muchas cámaras tienen las conexiones de E/S a simple vista en la estructura de la cámaras, generalmente en las cámaras tipo caja se ubican en la parte posterior, sin embargo en modelos más compactos es muy posible que no se incluyan 

TECNOSeguroPRO Conexiones I O 3Cámara PROVISION Ref: ISR / BX-321FR. Fuente: provision-isr.com

En el cable de conexión 

Un tipo muy común de forma de conexiones para E/S es por medio de un cable de conexiones compartido junto con el cable de alimentación y señal de video. Este tipo de conexión es típica de las cámaras para uso exterior como tipo bala o domo, evitando que no se tenga que acceder al interior de la cámara para la conexión y de este modo mantener la clasificación IP.

TECNOSeguroPRO Conexiones I O 4Cámara HIKVISION Ref: DS-2CD2752F-IS. Fuente: hikvision.com

Conexión interna 

En modelos de aplicaciones en interiores y de tipo antivandálico se usan conexiones de E/S dentro de la cámara, es decir que hay que destapar el equipo y hacer la conexión ya sea con conexiones tipo “push” o con la conexión de cables auxiliares. 

En determinadas aplicaciones este tipo de conexiones puede ser preferible para no tener cables expuestos o simplemente para que los técnicos inexpertos no conecten de manera equivocada la alimentación de energía o el cable de señal de video.

TECNOSeguroPRO Conexiones I O 5Cámara domo VA2 de MARCH Networks. Fuente: marchnetworks.com

Otros equipos de E/S en los sistemas de videovigilancia

Es preferible usar las conexiones de E/S directo de las cámaras porque usualmente estas se instalan cerca del dispositivo que están activando o mediante el cual las cámaras hacen algo. Sin embargo, además de las cámaras, también se pueden encontrar entradas y salidas en los sistemas de grabación ya sea NVR y DVR, así como en módulos dedicados de E/S con conexión de red o de tipo USB. Las conexiones de E/S de estos dispositivos se usan cuando las cámaras no incluyen conexiones de E/S.

TECNOSeguroPRO Conexiones I O 6DVR con conexiones para E/S y módulo dedicado de E/S USB

Aplicaciones comunes para entradas

Las entradas son todos esos elementos que le sirven a la cámara o al sistema para “hacer” o “notificar” algo. Hay varias aplicaciones comunes para el uso de entradas en los sistemas de vigilancia, que van desde las más simples de implementar hasta las más complejas.

Combinación de sensores para intrusión 

Los instaladores o los usuarios pueden conectar detectores de movimiento tipo PIR o contactos de puerta a las entradas de la cámara para activar la grabación de un evento. En muchas ocasiones estos detectores proporcionan un método de detección más confiable que el uso de análisis o detección de movimiento de video, en especial cuando las analíticas se basan en cambio de píxeles ya que estas pueden generar muchas falsas alarmas. 

Fotoceldas para cambiar el estado de día/noche

Algunas instalaciones pueden usar fotocélulas para activar el cambio de día/noche en lugar de que la cámara haga el cambio automáticamente según la calidad de video o la sensibilidad de la cámara. Esto es común cuando se usan iluminadores IR para que la cámara y el iluminador estén sincronizados, pero también se puede usar en algunos casos donde las cámaras cambian incorrectamente, esto pasa en escenas que tienen áreas que se afectan por sombras como resultado de la incidencia de la luz solar y que hace que la cámara cambie de estado mucho más rápido en horas en donde aún es de día.

Botones/interruptores para desencadenar eventos

Se pueden instalar botones o interruptores que activan eventos específicos en la cámara, como aumentar la velocidad de fotogramas y enviar correos electrónicos con clips de video o fotos de la escena cuando se presiona un botón de pánico.

Estos son sólo algunos ejemplos de aplicaciones de entrada. Prácticamente cualquier cosa que pueda proporcionar un cierre de contacto puede usarse para impulsar eventos, son opciones viables. 

Aplicaciones comunes para salidas

En el caso de las salidas son todos los elementos con los que la cámara interactúa para generar una “acción” como la activación de algo. También hay varias aplicaciones comunes para las salidas:

Control de puertas/portones

Las cámaras se conectan comúnmente a los sistemas de control de acceso para permitir la apertura de puertas para los visitantes o para abrir portones. Dado que la cámara puede estar ubicada cerca de estos puntos. Por lo general, el usuario puede accionar el comando de activación de la salida desde la interfaz web de la cámara o del VMS. 

Activación de luces/sonido

Las cámaras se pueden usar para activar luces o sirenas que alerten o disuadan ante un evento, llamar la atención del personal de monitoreo sobre cámaras específicas o notificar a otras personas que pueden no necesariamente estar al tanto del video en vivo que transmite la cámara.  

También pueden hacer activaciones o reproducción de mensajes específicos,  pregrabados de manera digital, como advertir a intrusos que han sido detectados mediante análisis de video.

Integración con los sistemas de alarma (Intrusión e Incendio)

Las salidas de la cámara se pueden usar para activar zonas de un sistema de detección de alarma para intrusión, en donde la cámara actúa como un sensor más del sistema gracias a las analíticas de video con base IA que minimizan las falsas alarmas, de hecho, aplicaciones de última generación como los sistemas de detección de incendio por video utilizan cámaras con salidas de contacto seco que se pueden conectar como un punto de detección de un sistema de alarma contra incendio certificado.

Cámaras con E/S y la integración con el VMS

Es importante tener en cuenta que el hecho de que una cámara incluya E/S no significa que haya una compatibilidad para el manejo o gestión de las entradas o salidas desde la interfaz cliente del VMS. Los VMS a menudo integran funciones como transmisión, configuración y detección de movimiento pero puede que no integren las E/S en parte porque son funciones que se usan con menos frecuencia o simplemente porque no todas las funciones de la cámara de un fabricante se hacen compatibles con el fabricante del VMS

Generalmente, para determinar si las E/S de una marca o modelo específico están soportadas por un VMS se puede consultar en la documentación de dispositivos compatibles del VMS con esto el integrador puede apoyarse en esto para la búsqueda y selección de modelos compatibles de fabricantes específicos. 

Determinar con exactitud el propósito que los fabricantes dan a las E/S en diferentes modelos es algo difícil y cada marca se enfoca en promocionar las bondades de sus equipos. Por ejemplo, mientras que unos fabricantes enfocan el uso de E/S para activar un sonido, enviar correos electrónicos, grabar en SD y activar la salida de alarma, otros se enfocan más en las acciones de la señal de entrada, como cambiar el texto superpuesto, cambiar el modo día/noche, enviar tramas SNMP o notificaciones TCP, cambiar varios modos de configuración de WDR, desempañado del lente, etc.

La integración de E/S con VMS abre acciones más complejas que el uso de cámaras solas, ya que las entradas y salidas de varios dispositivos se pueden usar juntas. Por ejemplo, muchos VMS permiten que la entrada de una cámara active la salida de otra. Esto puede ser muy útil en aplicaciones perimetrales con cámaras tipo PTZ en donde una cámara detecta movimiento y se puede apoyar con otra para permitir un mejor acercamiento del objeto en movimiento mientras se aleja de la primera cámara.

Las entradas también se pueden usar para cambiar varios parámetros de VMS, como cambiar la visualización en vivo o la velocidad de fotogramas de grabación, activar o desactivar la grabación de audio, mostrar cámaras en planos, etc. Sin embargo, estas capacidades varían significativamente de un VMS a otro, y es posible que las capacidades que se encuentran en uno no se incluyan en otro. 

E/S y soporte de ONVIF

El soporte de E/S es posible a través de ONVIF, pero también pueden haber diferencias o compatibilidades parciales entre marcas de terceros.  ONVIF Perfil S requiere que se admitan las salidas del dispositivo, pero no las entradas, que son una característica opcional. Debido a esto, las E/S de muchas cámaras que cumplen Perfil S no están completamente integradas. Sin embargo con la adopción de ONVIF Perfil T  esta ha cambiado y ya es posible encontrar un mayor nivel de compatibilidad. 

El Enfoque del integrador con el uso de E/S  

El uso de E/S para combinar o integrar dispositivos significa que en muchos casos que el integrador se deba dar  la tarea de especificar todos los requerimientos que las conexiones y programaciones de las E/S implican en un sistema de videovigilancia, esto puede ser una fuente de intervenciones técnicas de posventa que en muchas ocasiones no se dimensionan y pueden llevar a una deficiencia en el servicio o un gasto que el integrador no recupera. 

Es por esto que según el nivel de complejidad se deben adicionar costos de soporte técnico posventa al proyecto. De hecho, las aplicaciones de E/S se usan normalmente para instalaciones de pocas cámaras o implementaciones pequeñas. Cuando se desean grandes cantidades de conexiones entre dispositivos o el proyecto es muy grande, la integración de software por medio de API o SDK suele ser una mejor opción, especialmente cuando el fabricante o los fabricantes involucrados lo admiten.

Al diseñar un sistema de videovigilancia con E/S, es importante considerar cuidadosamente las entradas y salidas que se utilizarán. Esto incluye seleccionar los sensores adecuados para el entorno, así como determinar las acciones apropiadas que se deben tomar en respuesta a los eventos.

Además, es importante asegurarse de que el sistema sea confiable y pueda responder rápidamente a los eventos. Esto requiere una planificación cuidadosa y pruebas para asegurarse de que el sistema esté funcionando correctamente y que las alertas se estén recibiendo de manera oportuna.

Jairo Rojas Campo

Ing. Electrónico de la Pontificia Universidad Javeriana, especialista en Gerencia de Proyectos, con experiencia como líder de gestión de proyectos en varias empresas reconocidas del gremio de seguridad en el país desde el 2001. Cuenta con múltiples certificaciones en seguridad electrónica en las líneas de CCTV, sistemas de alarmas de intrusión, detección de incendio, controles de acceso, plataformas de integración entre otras.

Actualmente realiza actividades orientadas a la transferencia de su conocimiento y experiencia a equipos de trabajo del sector, realiza diseño y especificación de proyectos. Apasionado por el ciclismo de ruta y ciclo montañismo.

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