Una centrale di allarme antintrusione e antirapina è un dispositivo il cui unico scopo è essere degno di fiducia nel preciso momento in cui un aggressore cerca di mandarla in avaria. Tagliare la rete è l'attacco più antico che esista, ecco perché la famiglia di norme europee EN 50131 tratta l'alimentazione di standby non come un accessorio, ma come un sottosistema graduato e collaudato. Il documento A — il primo di tre sulla batteria della centrale di allarme — analizza il compito elettrico che una centrale impone alle sue celle, lo inquadra rispetto ai requisiti di sistema della EN 50131-1 e ai requisiti di alimentazione della EN 50131-6, e spiega perché un pack al nichel-metallo idruro (NiMH) si adatta bene a una vita di standby lunga, calda e perlopiù in quiete.
Nello stato inserito e integro, una moderna centrale ibrida è un esempio di basso assorbimento: il controller dorme tra le interrogazioni, le linee cablate di PIR e contatti magnetici sono supervisionate con correnti di supervisione minuscole, e il comunicatore si sveglia a orari prestabiliti per inviare un segnale di vita su IP o radio cellulare. La traccia animata sottostante comprime questa vita in un lungo plateau di quiete scandito da brevi impulsi periodici di interrogazione e di segnale di vita. Il carattere del compito cambia bruscamente in due eventi. La mancanza di rete costringe la batteria ad alimentare l'intero sistema supervisionato — controller, ogni linea, tastiere, avvisatori in standby e il comunicatore — anziché limitarsi a ricaricarsi. Un'intrusione reale o un test di comunicazione aggiunge poi un impulso breve e molto più intenso quando il comunicatore trasmette e viene pilotata l'uscita campana o sirena. Dimensionare un pack in base al solo valore di quiete, ignorando l'impulso di allarme, è il classico errore di sottodimensionamento.
La EN 50131-6 distingue gli alimentatori di Tipo A (la fonte di standby ricaricabile è parte integrante dell'apparecchiatura di controllo e segnalazione) da quelli di Tipo B (un alimentatore separato e dedicato). Riconosce inoltre che la corrente di quiete di un sistema cresce a ogni dispositivo aggiunto: una seconda tastiera, un espansore radio, un comunicatore GSM e una sirena esterna aggiungono ciascuno un carico permanente misurabile che deve comparire nel calcolo della batteria, non nei margini del tecnico sul campo.
La EN 50131-1 assegna a ogni sistema antintrusione un grado di sicurezza da 1 a 4 in base alle conoscenze e alle risorse dell'intruso ipotizzato, e una classe ambientale da I (interno, protetto) a IV (esterno, severo). La maggior parte degli impianti commerciali e residenziali di fascia alta in Europa è di Grado 2 nella classe ambientale II; banche, gioiellerie e siti critici salgono al Grado 3. La EN 50131-6 trasforma questa classificazione in un requisito di standby vincolante. Per un alimentatore di Tipo A, la durata minima di standby è di 12 ore per i Gradi 1 e 2 e di 24 ore per i Gradi 3 e 4; gli alimentatori di Tipo B sono specificati a 24 ore. Il Regno Unito e diversi mercati nazionali esprimono inoltre il Grado 2 come dodici ore di funzionamento normale seguite da quattro ore in allarme, e le configurazioni cablate di Grado 3 — in particolare quelle i cui comunicatori devono continuare a segnalare durante un'interruzione prolungata — sono spesso progettate per 60 ore di autonomia.
Il grafico animato converte un pack NiMH fisso in ore di standby disponibili per un intervallo di correnti di quiete della centrale. È un modello illustrativo, ma l'insegnamento è preciso: poiché le ore sono inversamente proporzionali alla corrente permanente, lo stesso pack che supera agevolmente la soglia di 12 ore del Grado 2 a 60-90 mA risulta insufficiente non appena un espansore radio e un comunicatore cellulare spingono il carico verso 180-240 mA. Il grado, quindi, non è un'etichetta che si sceglie dopo la batteria; il grado dichiarato fissa le ore di standby che la batteria deve dimostrare di fornire.
La EN 50131-6 contiene una clausola facile da sottovalutare: il passaggio tra l'alimentazione derivata dalla rete e la batteria di standby, e viceversa, non deve generare un allarme, una condizione di manomissione o una condizione di guasto. Una centrale che registra un «guasto di alimentazione» spurio ogni volta che la rete oscilla, oppure che azzera l'orologio e perde lo stato inserito durante il passaggio, non soddisfa il requisito anche con una batteria enorme. In termini elettrici, la serie di celle deve mantenere il bus in corrente continua della centrale durante il passaggio senza un calo così profondo da causare un riavvio per sottotensione del microcontrollore o del modulo radio.
È qui che contano l'impedienza interna della cella e la piattezza della curva di scarica. Una cella NiMH appena caricata si attesta vicino a 1,35 V e offre un lungo plateau piatto intorno a 1,2 V nominali prima di un ginocchio finale definito; una serie NiMH accoppiata e saldata presenta un bus basso e stabile che attraversa il passaggio e il picco di trasmissione del comunicatore senza riavvii. I progettisti continuano a prevedere un condensatore di capacità sul bus e un percorso di OR-ing pulito, ma è la tensione dinamica della batteria sotto carico a rendere il passaggio davvero senza interruzioni — un punto che il documento B sviluppa confrontando le chimiche.
Le centrali di allarme sono collocate in ripostigli di ingresso, controsoffitti e involucri metallici sopra una caldaia o accanto ad apparecchiature di rete. La classe ambientale II presuppone un luogo interno generico, ma le temperature ambientali reali dell'involucro di 30-40 °C sono abituali, e una centrale sigillata sopra una canalina calda può registrare valori superiori. Una batteria mantenuta alla carica completa, o vicino a essa, in quell'ambiente invecchia a ritmo accelerato: per le chimiche nichelifere acquose, la carica sostenuta oltre circa 45 °C favorisce lo sviluppo interno di gas e il progressivo essiccamento dell'elettrolita, ed è proprio per questo che il regime di carica di mantenimento e il progetto della cella contano più della capacità nominale.
Un pack di standby NiMH correttamente progettato utilizza una corrente di mantenimento adeguata alla temperatura — la carica di mantenimento a lungo termine è convenzionalmente tenuta a C/20 o al di sotto — unitamente a celle la cui lega e il cui separatore sono scelti per la resistenza in una prontezza di tipo flottante. Il contrasto con il vecchio nichel-cadmio è voluto: il NiCd tollera i maltrattamenti ma contiene cadmio, una sostanza limitata dalla direttiva RoHS con sole esenzioni ristrette, ed esibisce un effetto memoria che erode la capacità apparente dopo anni di autotest superficiali. Il NiMH elimina il cadmio e il comportamento a memoria conservando il carattere acquoso e intrinsecamente sicuro della famiglia.
Una centrale graduata è messa alla prova molto più spesso di quanto non sia attaccata. Gli installatori eseguono test di percorrenza, i tecnici di manutenzione attivano test della campana e del comunicatore, e molte centrali avviano periodici controlli automatici di batteria o carico. Ogni evento è un piccolo ciclo di scarica-ricarica: la batteria sostiene il sistema mentre viene testata l'alimentazione di rete, per poi essere ricaricata. La EN 50131-6 richiede che una batteria di standby esaurita sia ricaricabile all'80 per cento entro 72 ore, una finestra deliberatamente generosa che riconosce le basse correnti di carica disponibili da un piccolo alimentatore di centrale.
Nel corso di una vita utile di cinque-dieci anni, questi microcicli si accumulano in centinaia di eventi superficiali. La IEC 61951-2 fissa l'aspettativa di durata di riferimento per le celle nichel-metallo idruro ermetiche — un minimo di 500 cicli carica-scarica nel suo test di riferimento — e un pack che sopravvive a questo regime deve combinare celle accoppiate, un caricatore che riporti la serie in prontezza senza sovraccarico, e un margine di capacità che continui a soddisfare le ore di standby graduate alla fine vita dichiarata, non solo il primo giorno.
Mettendo insieme i requisiti, il profilo è preciso: anni di prontezza quasi completa in un involucro caldo, un carico permanente basso ma non nullo, impulsi occasionali ad alta corrente, una commutazione senza interruzioni che non deve mai segnalare un guasto, e un'autonomia graduata che deve sopravvivere a centinaia di microcicli. Il piombo-acido ermetico è economico e familiare ma ingombrante per una centrale compatta, solfata in prontezza a stato parziale e perde bruscamente capacità utilizzabile a freddo; il litio aggiunge circuiti di protezione, il peso della classificazione di trasporto e costo a un compito che raramente necessita della sua densità energetica. Il NiMH offre un plateau piatto da 1,2 V per cella, bassa impedienza interna per il passaggio e il picco di trasmissione, una chimica acquosa priva di cadmio e senza effetto memoria, e il profilo di trasporto aereo più semplice della famiglia ricaricabile.
Il documento B trasforma questo compito in un metodo di dimensionamento e selezione della chimica, incluso il bilancio energetico di quiete + allarme e la scelta della dimensione di cella e della tensione di serie. Il documento C percorre la catena di evidenze di EN 50131-6, IEC 61951-2 e IEC 62133-1 che consente a un produttore di centrali di dichiarare un grado con fiducia.
Weijiang Power produce celle e pack NiMH accoppiati e saldati per centrali di allarme antintrusione e antirapina: serie AA, C e sub-C dimensionate per il compito di standby graduato di 12 o 24 ore della EN 50131-6, celle a bassa impedienza per commutazioni senza interruzioni e impulsi del comunicatore, profili di carica sensibili alla temperatura per involucri caldi, e documentazione IEC 61951-2, IEC 62133-1 e UN 38.3. Inviateci la corrente di quiete della centrale, il carico di allarme e sirena, il grado target e la temperatura ambientale dell'involucro, e dimensioneremo un pack che continui a soddisfare le ore di standby graduate a fine vita.
