Tủ điện của một cơ quan dân cử cấp thành phố từng phát nổ. Hệ thống do Bá Hùng lắp vẫn chạy bình thường sau sự cố. Switch mạng của hệ camera, do một nhà thầu khác lắp, thì cháy.
Hai hệ thống cùng nằm trong một tòa nhà, cùng lấy điện từ một nguồn. Chỗ khác nhau là lớp bảo vệ đặt phía trước thiết bị. Lớp này gần như không hiện ra trên bản vẽ, và chủ đầu tư thường chỉ nhớ tới nó vào hôm có sự cố.
Sét hiếm khi đánh thẳng vào thiết bị AV. Năng lượng của nó lan theo đường điện, theo dây mạng, dây loa, cáp anten, rồi tìm tới cổng yếu nhất. Ngoài sét, lưới điện trong tòa nhà còn mang theo xung đóng cắt mỗi lần điều hòa trung tâm hay thang máy khởi động, điện áp sụt vào giờ cao điểm, và dạng sóng méo khi chạy máy phát.
Bộ xử lý tín hiệu, bộ giải mã hội nghị truyền hình, card điều khiển màn LED đều nhạy với những thứ này. Hỏng ngay thì còn dễ thấy. Khó chịu hơn là loại hỏng âm thầm: thiết bị treo không rõ lý do, cổng HDMI chết dần, tuổi thọ ngắn hơn hẳn mà không ai tìm ra nguyên nhân.
UPS cũng không lo được hết. Nó giữ điện khi lưới mất. Nhưng loại offline và line-interactive vẫn để xung đi qua khi đang chạy bằng điện lưới, và bản thân UPS cũng cần được che chắn khỏi sét. Vì vậy Bá Hùng coi nguồn sạch là một chuỗi nhiều lớp, đặt theo đúng đường đi của dòng điện.
Đây là phần Bá Hùng làm kỹ nhất. Bộ lọc nguồn kiểu nối tiếp chặn xung và giữ năng lượng lại trong bộ lọc. Loại dùng linh kiện hy sinh thì xả năng lượng đó xuống dây tiếp địa. Dây tiếp địa sạch thì hệ âm thanh bớt tiếng ù, mạng điều khiển bớt lỗi vặt. Cơ chế này được viết chi tiết trong bài Lọc nguồn sạch cho hệ thống trọng yếu.
Hội trường, nhà hát, phòng thu còn một bài toán riêng là tiếng ù nền. Biến áp cách ly tách thiết bị khỏi lưới điện chung và đặt lại điểm nối trung tính với tiếp địa ngay trong tủ. Đi cùng nó là bộ bật tắt tuần tự: amply mở sau cùng và tắt trước tiên, nên loa không bị dội xung lúc khởi động và cầu dao không nhảy vì dòng khởi động dồn vào một lúc.
Tủ rack và phòng điều hành dùng UPS online chuyển đổi kép. Thiết bị luôn chạy bằng dòng điện do UPS tạo lại, nên lúc lưới mất hay lúc chuyển sang máy phát đều không có khoảng ngắt. Điều này quan trọng vì bộ chuyển nguồn tự động ở tủ tổng cần vài giây để đưa máy phát vào, và điện máy phát thường kém ổn định hơn điện lưới.
Nhiều thiết bị trọng yếu như bộ xử lý trung tâm, ma trận chuyển mạch, bộ giải mã chỉ có một cổng nguồn. Với chúng, Bá Hùng đặt bộ chuyển nguồn tự động ngay trong rack, cấp từ hai nguồn A và B độc lập. Một nguồn hỏng thì bộ chuyển sang nguồn kia trong vài mili giây. Cách bố trí này thường thấy ở phòng điều hành và trung tâm chỉ huy và hội trường cấp tỉnh, thành.
Pin UPS là thứ hỏng âm thầm nhất trong phòng kỹ thuật. UPS do chúng tôi lắp đều có card mạng để theo dõi pin và tải từ xa, gắn với gói dịch vụ AV chăm sóc chủ động.
Thầu điện lo đường điện. Thầu mạng thường chỉ lo cổng RJ45 trong phòng máy. Còn dây loa chạy ra sân, cáp HDMI tới màn LED ngoài trời, cáp đồng trục từ anten micro không dây trên mái, đường RS-485 điều khiển đèn kiến trúc thì ít ai nhận phần. Những sợi dây dài chạy ngoài trời hoặc nối giữa hai tòa nhà chính là đường sét đi thẳng vào thiết bị.
Bá Hùng đặt bộ bảo vệ chuyên dụng cho từng loại tín hiệu:
Tuyến nối giữa hai tòa nhà thì cách chắc nhất vẫn là cáp quang. Sợi quang không dẫn điện, xung sét không có đường để đi. Vì thế nhiều thiết kế hình ảnh, LED và AV qua IP của Bá Hùng chạy quang cho các tuyến dài.
Ổ cắm phân phối thông minh trong rack đo điện từng ổ, và cho phép tắt, bật hay khởi động lại một thiết bị từ xa. Một bộ giải mã treo lúc nửa đêm có thể được khởi động lại từ văn phòng, không cần cử kỹ thuật viên tới công trình.
Với sân khấu và sự kiện, tủ phân phối nguồn nhiều kênh (thường 12 kênh, mỗi kênh 16A) chia điện cho âm thanh, ánh sáng, màn LED theo từng nhóm riêng, mỗi nhánh có thiết bị bảo vệ riêng. Chúng tôi viết kỹ hơn về chuyện này trong bài Sân khấu không được phép tối đi.
Loa cảnh báo ven sông, màn LED tuyên truyền ở ngã ba, camera ở cổng khu dân cư thường nằm ở chỗ kéo điện tốn kém hoặc hay mất điện. Với những điểm này, Bá Hùng tính nguồn pin mặt trời cộng bộ lưu trữ đủ cho thiết bị chạy qua đêm và qua những ngày mưa kéo dài, kèm chống sét cho cả phía tấm pin.
Mỗi công trình bắt đầu bằng khảo sát: tủ điện đang ở tình trạng nào, điện trở tiếp địa ra sao, dây tín hiệu nào chạy ngoài trời, thiết bị nào không được phép tắt. Từ đó Bá Hùng đề xuất theo ba mức ngân sách:
Lúc công trình còn trên bản vẽ là lúc rẻ nhất để làm phần này, vì đường tiếp địa, vị trí tủ và tuyến cáp quang đều còn sửa được. Gửi bản vẽ cho kiến trúc sư giải pháp của Bá Hùng, hoặc xem danh mục thiết bị nguồn an toàn, chống sét, lọc nhiễu và UPS.