Diseño e implementación de un sistema de control remoto para luces residenciales utilizando tonos DTMF

Transcripción

1 Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica Diseño e implementación de un sistema de control remoto para luces residenciales utilizando tonos DTMF Por: Rodrigo Hernández Castro Ciudad Universitaria Rodrigo Facio, Costa Rica 29 de julio de 2013

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3 Diseño e implementación de un sistema de control remoto para luces residenciales utilizando tonos DTMF Por: Rodrigo Hernández Castro IE-0499 Proyecto eléctrico Aprobado por el Tribunal: Ing. Teodoro Willink Castro Profesor guía M.Sc. Geovanny Delgado Cascante Profesor lector Dr. Jaime Cascante Vindas Profesor lector

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5 Dedicatoria A mi Dios. v

6 Reconocimientos A mi madre, hermanos y familia. A mi mejor amiga Carolina Arauz, a mi novia Danelia Molina y a todos aquellos que estuvieron conmigo este tiempo. Muchas gracias a mis profesores por sus consejos tanto dentro como fuera de las aulas. vi

7 Resumen La alta expansión en la telefonía residencial y móvil, el desarrollo de sistemas domóticos que brindan confort y seguridad, y los cientos de denuncias por robos a casas en el país, condujeron al diseño e implementación de un sistema de control remoto para luces residenciales al enviar tonos DTMF por la red telefónica. Esto con el fin de simular la presencia de personas en la casa, indicando a posibles delincuentes que el hogar no está solo. El sistema fue concebido para funcionar en paralelo al teléfono fijo permitiéndole trabajar normalmente. Se diseñaron cinco etapas: contestador de llamadas, detector de rings, decodificador DTMF, microcontrolador y circuito actuador de luces. Una vez listo se implementó y se probó cada una por separado, donde las tres primeras se conectaron a la línea telefónica y se llamó para verificar su respuesta correcta. Para el actuador se enviaron señales alto/bajo para manejar cada luz. Finalmente se programó al microcontrolador para que enviara una señal para contestar, además requirió leer a la salida del decodificador una cadena DTMF específica como clave de seguridad para así poder controlar las luces por medio de otros tonos. Se conectaron las etapas, y se probó al sistema en conjunto, contestando la llamada, ingresando la contraseña apropiada y por último encendiendo o apagando las luces deseadas. Finalmente se ha dotado al usuario de un sistema seguro, fácil de usar y funcional para que éste pueda tener el control de la iluminación en ciertas zonas de su vivienda únicamente con una llamada tradicional sin importar por ende su localización ni el tipo o modelo de teléfono que disponga. vii

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9 Índice general Índice de figuras Nomenclatura x xiii 1 Introducción Justificación Objetivos Metodología Marco teórico Domótica Funcionamiento de la línea telefónica Diseño Receptor de llamadas Detector de llamada entrante Decodificador de tonos DTMF Microcontrolador Circuito actuador, manejo de luces Sistema de control funcional Simulaciones Implementación 33 5 Conclusiones y recomendaciones 45 Bibliografía 49 ix

10 Índice de figuras 2.1 Teclado telefónico Roseta telefónica por fuera y por dentro Teléfono colgado Teléfono descolgado llamando a otro Llamada contestada Diagrama de bloques de los elementos de un teléfono fijo Hook Switch Teléfono para solo recibir llamadas Teléfono para solo recibir llamadas, internamente Esquemático de un teléfono para contestar Detector de corriente telefónica en la llamada Unidad opto-contadora Circuito detector de rings en módems Configuración del MT8870 para la decodificación de tonos DTMF Tabla de verdad, MT MT8870 con interfaz hacia la línea telefónica Arduino UNO Circuito actuador para el manejo de luces Circuito para constestar únicamente Detector, decodificador, unidad microprocesadora y actuadores Diagrama de flujo del funcionamiento del Arduino Simulación teléfono para contestar, tensión DC colgado Simulación teléfono para contestar, tensión AC Simulación teléfono para contestar, tensión DC contestado Simulación detector de ring, tensión AC Simulación detector de ring, tensión DC Simulación circuito protección del decodicador, tensión DC Simulación circuito protección del decodicador, tensión AC Simulación circuito protección del decodicador, tono DTMF a) Luces apagadas b) Luces encendidas Onda cuadrada en la entrada del CD Multivibrador del detector de rings Comparación de tensiones teóricas y medidas en el laboratorio Señal de un tono DTMF en la entrada del MT x

11 4.5 Decodificación del DTMF Estado sostenido del DTMF 0 al colgar Señales de salida del MT8870 conectadas al Arduino Encendido de una bombilla por señal del Arduino Sistema completo Manejo de luz 1,2 y 3 luego de ingresar la contraseña correcta Luz 3 encendida luego de colgarse la llamada Llamada cancelada por recibir código erróneo en el manejo de luces Todas las luces encendidas luego de colgarse la llamada Manejo de luces e ingreso de código erróneo de seguridad Luz 1 y luz 2 encendidas luego de colgarse la llamada xi

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13 Nomenclatura AC CEDOM CEPAL DC DTMF GSM IC LED MPU PCB Alternating Current Asociación Española de Domótica Comisión Económica para América Latina y el Caribe Direct Current Dual Tone Multi-Frequency. Groupe Spécial Mobile Integrated Circuit Light Emitting Diode Microprocessor Unit Printed Circuit Board RJ11 Registered Jack 11 RTC SIM SPDT Red Telefónica Conmutada Subscriber Identity Module Single Pole, Doble Throw xiii

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15 1 Introducción El teléfono, inventado en 1871 por Antonio Meucci, es un medio que permite una comunicación individual e interactiva, de uno en uno. Nace con anterioridad a la aparición de los medios de comunicación de masas tradicionales, radio y la televisión, caracterizados por el contrario, por una modalidad comunicativa completamente distinta, de unos a muchos. Está principalmente orientado a ser utilizado en residencias. Gracias al teléfono, por primera vez en la historia, dos personas podían comunicarse en el mismo momento aunque estuvieran en lugares distintos. Otra característica importante del teléfono es que representa una tecnología en conjunto simple y amigable. Su uso no requiere competencias especiales y es inmediato e intuitivo por completo; además, su introducción ha apoyado un apremio y una necesidad típicos de las personas, permanecer en contacto con familiares, amigos y conocidos.(boni, 2008) Según CEPAL (2008) (Comisión Económica para América Latina y el Caribe), a finales de los años noventa, la telefonía fija registró elevadas tasas de crecimiento y se convirtió en un negocio muy atractivo para las operadoras de telecomunicaciones. La presencia de las telecomunicaciones en este siglo XXI es un campo que crece día a día y desde hace mucho tiempo está presente dentro de los hogares. No solamente por la telefonía fija, sino por sistemas de domótica, la cual CEDOM (2013) (Asociación Española de Domótica) define como: el conjunto de tecnologías aplicadas al control y a la automatización inteligente de la vivienda, que permite una gestión eficiente del uso de la energía, además de aportar seguridad, confort y comunicación entre el usuario y el sistema. Ahora bien, como se mencionó anteriormente la domótica puede ayudar en la seguridad de la vivienda y una de estas formas es efectuando un control sobre los dispositivos que se encuentren dentro de ella, como puertas, alarmas, luces y todo de forma automática. Esto es de gran importancia pues se trata de la protección de la vivienda, de las personas y de bienes materiales. En Costa Rica, en el año 2011 las estadísticas respecto a robos (asaltos, robos a casas, locales comerciales y vehículos) resultaron de 939 denuncias por cada 100 mil habitantes. (Poder Judicial de Costa Rica, 2012) 1

16 2 1 Introducción 1.1 Justificación En la actualidad existen métodos avanzados de seguridad como alarmas, cámaras de vigilancia, cercas eléctricas, entre otras, pero cuando una vivienda se muestra oscura y sin señales de la presencia de sus dueños, ésta puede ser un blanco para la delincuencia pues aprovecharían esa falta de personas para ingresar a la vivienda y utilizar el tiempo al máximo para cometer el robo. Incluso, a la hora de regresar al hogar ya sea de un viaje, de visitar a un familiar, amistad, de una actividad social, si los dueños ingresan a oscuras a la vivienda esto también podría resultar peligroso, pues delincuentes podrían acechar y se tendría dificultad para verlos, dado la falta de luz. Además de esto, más en detalle con el mercado de la telefonía, CEPAL (2008) mostró datos altos con respecto a la base de clientes de telefonía fija pues esta se incrementó de forma notable y pasó de 25 millones a 72 millones entre 1990 y 2000 en América Latina. Así mismo, la tendencia de suscriptores de servicios de telecomunicaciones, , se incrementó de gran manera para la telefonía móvil GSM (Sistema Global para Comunicaciones móviles, del francés Groupe Spécial Mobile), pasando en 1997 de aproximadamente 15 millones a 400 millones en el año 2010 y según esta tendencia para la siguiente década este aumento es inminente. Ahora bien, con respecto a la telefonía fija, esta se presentó más rezagada pasando de poco más de 50 millones en 1997 a una tendencia de más de 100 millones en Aun así, existe una gran expansión de la telefonía fija en los hogares la cual ofrece confiabilidad y buena calidad del servicio, junto con la alimentación por la red telefónica que permite su estado activo para recibir llamadas (salvo que se esté utilizando o exista una avería con la conexión a la central telefónica), sin necesidad de preocupación por recargar las baterías al final de cada día. Asimismo, una creciente presencia de telefonía móvil y la facilidad de portabilidad entre miles de usuarios. Debido a lo anterior, se concibió el diseño e implementación de un sistema de control remoto para luces en ambientes residenciales utilizando Tonos Dobles Multi-Frecuencia (DTMF, del inglés Dual Tone Multi-Frequency) enviados a través de la red telefónica. El sistema de control remoto fue pensado para poder estar conectado a la línea telefónica residencial al mismo tiempo que el teléfono fijo se encuentre activo, es decir preparado para recibir llamadas y contestarlas sin problema alguno. Para que no se interfiera con el flujo de información de la red, este sistema puede trabajar utilizando un adaptador que genera una conexión paralela al teléfono pues la señal proveniente del cable RJ11 (Conector Registrado 11, del inglés Registered Jack 11, formado por un cable rojo negativo Ring y uno verde positivo Tip ) se bifurca para alimentar tanto al teléfono fijo como al sistema de control.

17 1.1. Justificación 3 Así, cuando se genere una llamada en la red, ésta se presenta en el sistema de control y en el teléfono fijo, y de ninguna manera afecta la transmisión de información entre el teléfono fijo y el contacto que efectúe la llamada al hogar o el caso contrario, si se llama desde la casa a algún otro teléfono. La importancia del sistema de control reside en manejar la iluminación de la casa de manera totalmente remota, es decir, desde cualquier parte del mundo y con cualquier dispositivo telefónico que se disponga. Así, los dueños de la casa tienen el confort de estar en una reunión social, paseo, visita de amigos, etc. y manejar las luces necesarias para simular la presencia de personas en la vivienda, brindando en la mayoría de los casos un tipo de seguridad, pues advierte a delincuentes de que no está solo y descuidado el hogar. Cuando sea el momento adecuado, se pueden desactivar las luces como por ejemplo después de media noche o en horas del día (todo esto teniendo en cuenta que no hay personas en la casa, pues carecería de sentido el uso del sistema). Esto también se implementa a la hora de regresar los dueños a la casa, pues así se tendrían espacios de luz para no ingresar a oscuras y poder tener visión de los alrededores. Además, este sistema por DTMF muestra ciertas ventajas con respecto a algún otro sistema de domótica como sensores de proximidad o dispositivos programables para la activación de luz en un rango de tiempo determinado. Entre ellas se destacan: Permite que se cambie la configuración del estado actual de las luces a cualquier hora y momento del día, mientras que mediante un dispositivo domótico que sea accesible únicamente dentro del hogar y que requiera de una programación previa para establecer el comportamiento de las luces no sería posible para el usuario cambiar dicha configuración si lo deseara y se encontrara fuera del hogar. El sistema de DTMF no requiere de ninguna compra o instalación de alguna aplicación especial para el teléfono por lo que resulta multiplataforma (independiente del sistema operativo, modelo o tipo de dispositivo telefónico ya sea móvil, fijo o inalámbrico). El medio de transmisión para efecutar el control remoto es la línea telefónica convencional, por ende no se necesita acceso a una conectividad de datos avanzada o la activación del internet inalámbrico en un teléfono inteligente, basta únicamente con el servicio básico. No se requiere de ningún acceso a servidores de internet ni manejarse desde equipos como computadoras. Si se utilizan sensores de proximidad a las afueras de la residencia, estos se pueden activar con mucha frecuencia si alguien externo pasa cerca

18 4 1 Introducción de la casa por lo que si este evento se repite muchas veces, encendido y apagado de la luz y el sensor no es desactivado, entonces puede dar una señal de que posiblemente no hay nadie en la casa. Con el sistema de control remoto la luz permanecerá encendida el tiempo y momento que el usuario desee. Si los dueños de la casa salen de viaje y por error no desactivan los sensores de proximidad en afueras de la vivienda, estos pueden encenderse en horas de la mañana de forma absolutamente innecesaria. Con el sistema DTMF esto no sucedería puesto que se controlaría a voluntad del usuario desde su lugar de destino. Caso similar, si estos sensores no son activados al salir de casa al momento de regresar en horas de la noche, se estaría a oscuras y podría resultar peligroso. Con el sistema DTMF el usuario no debe preocuparse en este aspecto dado que antes de volver al hogar, sencillamente efectúa una llamada para activar las luces que él desee. Un control programado de luces siempre debe realizarse antes de salir del hogar por lo que requiere mucha coordinación por parte del usuario pues de forma similar a los sensores, si se olvidó por error establecer el horario de encendido, la casa permanecerá oscura y regresar a la vivienda únicamente para activarlo podría representar un factor económico considerable. 1.2 Objetivos Objetivo general Diseñar e implementar un sistema de control remoto para el manejo de luces a través de la red telefónica utilizando tonos dobles multi-frecuencia. Objetivos específicos Para el desarrollo de este proyecto se establecieron los siguientes objetivos: Investigar sobre sistemas de domótica que funcionen a través de la red telefónica. Diseñar con apoyo de software secciones del sistema de control remoto, que comprendan la detección de señales de la red telefónica como su procesamiento, la programación de microcontrolador, y el circuito actuador para manejar el encendido y apagado de las luces.

19 1.3. Metodología 5 Implementar el diseño del sistema realizado mediante pruebas de encendido y apagado de luces representativas de ambientes en una residencia. 1.3 Metodología El diseño y la implementación del sistema de control incluyeron los siguientes procedimientos, listados cronológicamente: 1. Se realizó una investigación bibliográfica sobre domótica, aplicaciones domóticas para la iluminación y sistemas de control que funcionen a través de la red telefónica. 2. Se indagó a fondo sobre el funcionamiento del teléfono fijo y los voltajes que están presenten en diferentes momentos. Además, se estudió la circuitería interna dedicada para contestar la llamada y procesarla. 3. Se contemplaron circuitos dedicados a detectar que existe una llamada entrante y un chip integrado capaz de decodificar tonos DTMF enviados por la red. Además, de un microcontrolador que brindase confort para su posterior programación y uso en el sistema de control, junto al circuito actuador para el manejo de las luces. 4. Se elaboró el diseño tanto de la interfaz electrónica capaz de detectar la llamada entrante, contestar automáticamente y procesarla. Esto junto al circuito actuador que active o desactive las luces. Todo esto, apoyándose en simulaciones de software para su parte analógica y de aquellos chips disponibles en las librerías del mismo. Esto con el fin de prever hasta donde sea posible, el comportamiento ante una llamada, su procesamiento y manejo de luces. 5. Se programó al microcontrolador para suplir las necesidades de contestación automática, junto a la interpretación específica de la decodificación de los tonos DTMF enviados por la red al establecerse una llamada. Permitiendo esto encender o apagar una de las luces en un área particular de la casa. 6. Se acudió a un laboratorio para el montaje de los circuitos diseñados en cada etapa, para analizar mediante capturas oscilográficas, mediciones de los voltajes presentes en el circuito para su funcionamiento necesario, desde la respuesta ante una llamada: antes, durante y después; las señales recibidas en el microcontrolador, así como las enviadas por este para la contestación automática, y control del circuito actuador permitiendo activar o desactivar las luces.

20 6 1 Introducción 7. Se verificó el funcionamiento en conjunto del sistema de control efectuando pruebas de encendido y apagado de luces que comúnmente se encuentran en ambientes residenciales, al enviar desde un teléfono móvil o fijo, los tonos DTMF.

21 2 Marco teórico 2.1 Domótica El progreso de las tecnologías de la información, las comunicaciones y su expansión en prácticamente todos los ámbitos de la vida cotidiana han hecho que en los últimos 20 años se hable con frecuencia de edificios inteligentes, viviendas domóticas, áreas inteligentes, etc. Es así que en las casas se han implementado los avances tecnológicos para aumentar la seguridad y hacer de la vivienda un lugar más confortable, promover el ahorro energético o la mejora de salud. (Junestrand et al., 2005) García (2006), indica que la palabra Domótica se construye a partir del término del Latín domus, que significa casa, y del sufijo otica, referente a la automatización, es decir, la automatización de casas. De esta forma se puede definir a la domótica como la manera de crear casas, las cuales pueden ser autónomas para tomar decisiones acerca de la funcionalidad y administración de las mismas. Esto utilizando la tecnología de punta que se crea para ellas con la finalidad de darles confort, seguridad y ahorros energéticos a los hogares. Si se analiza en detalle una vivienda, Junestrand et al. (2005) indican que es posible determinar un buen número de sistemas y aplicaciones que complementan a las instalaciones básicas. Por ejemplo, es posible hablar del control de iluminación, el control de climatización, la motorización de persianas, el riego automático, las alarmas de seguridad, las alarmas de incendio, las cámaras de vigilancia, la propia instalación de distribución de señales y telefonía, la televisión digital, entre otras. Aplicaciones domóticas para iluminación Los sistemas domóticos pueden estar presentes en diversas áreas del hogar, entre ellas, la iluminación. Junestrand et al. (2005) listan variadas aplicaciones dedicadas para el control de luces en viviendas con objetivos como: apagado de todas las luces de la vivienda, automatización de la iluminación, regulación de la iluminación según el nivel de luminosidad ambiente, control de luces por mando a distancia y encendido/apagado temporizado de luces. Con la domótica se pueden crear escenarios de forma automática y controlada, donde por ejemplo se necesita una menor cantidad de luz en la mañana que en la noche. Esto es muy útil pues aumenta el confort, ahorra tiempo y puede mejorar la seguridad en el hogar. Todo esto con una simple pulsación 7

22 8 2 Marco teórico de un interruptor, un mensaje de voz, un mensaje de texto, una pulsación de pantalla de Internet o el acceso a una habitación. Según Junestrand et al. (2005) los sistemas de control se basan en tres tipos de dispositivos: Controlador: en instalaciones centralizadas, es la central que gestiona el sistema. En este reside toda la inteligencia del sistema y suele tener las interfaces de usuario necesarias para presentar la información a este. Actuador: es el dispositivo de salida capaz de recibir una orden del controlador y realizar una acción (encendido/apagado, apertura/cierre, etc.). Sensor: es el dispositivo que está permanente monitorizando el entorno con objeto de generar un evento que será procesado por el controlador. Además, desde el punto de vista de donde reside la inteligencia del sistema domótico, hay dos arquitecturas diferentes: Arquitectura centralizada: un controlador centralizado recibe información de múltiples sensores y, una vez procesada, genera las órdenes oportunas para los actuadores. Arquitectura distribuida: en este caso, no existe la figura del controlador centralizado, sino que toda la inteligencia del sistema está distribuida por todos los módulos sean sensores o actuadores. Sistemas de control a través de una red telefónica La red de telefonía aparte de cumplir su función principal como medio de comunicación entre personas, también puede ser utilizada para diversas aplicaciones que correspondan al ámbito de la domótica, es decir por ende, el control de dispositivos en una vivienda. Como ejemplos, Cellbris Telecom Ltd (2008) ofrece el sistema CellGate para abrir puertas del domicilio automáticamente, mediante el teléfono móvil, pues cuenta con una tarjeta SIM (módulo de identificación de suscriptor, del inglés subscriber identity module). También, se encuentra el AMS 51G, el cual funciona a través de la red GSM y permite el control remoto de relays, detección de alarmas y activación de la calefacción. (Xuitec, 2013). Otro dispositivo es el Hermes LC-2. Su funcionalidad básica es la transmisión de alarmas, temperatura, humedad, y detección de fallo en red de alimentación. (Microcom Sistemas Modulares S.L, 2013).

23 2.2. Funcionamiento de la línea telefónica 9 La empresa OpenPeak desarrolló para el año 2009 un sistema con pantalla táctil de 7 pulgadas que funcionaba con la línea fija y brindaba un servicio de centro multimedia con internet inalámbrico, despliegue de imágenes, clima, radio, música y servía de estación al teléfono inalámbrico que proveía dicha empresa. Se suministró por medio de operadoras británicas y estadounidenses, luego de unos meses dejó de estar disponible en el mercado. (Segan, 2008). Como se puede observar, las posibilidades de control autónomo y remoto son muy variadas. Ahora bien, con respecto al control de luces ya se han desarrollado, tal como lo muestran Vega y Schmidt (2003). Ellos elaboraron un sistema capaz de utilizar como medio de comunicación remota la red telefónica fija, y por medio de un microcontrolador manejar la iluminación mediante la conmutación de relays como circuitos actuadores. Con todos los dispositivos anteriores mostrados, queda en evidencia la gran utilidad que estos pueden brindar al usuario y al hogar. Las combinaciones y necesidades pueden satisfacerse de múltiples maneras gracias a la industria electrónica quien provee muchísimos integrados, microcontroladores, y demás componentes; claramente, la creatividad e investigación permite la fusión de todos ellos para funcionar en conjunto. 2.2 Funcionamiento de la línea telefónica El teléfono ha evolucionado mucho desde su invención antes del siglo XX, actualmente se cuenta con grandes redes extendidas en los país que permiten la comunicación entre teléfonos. Al hablar por teléfono las ondas sonoras entran por el micrófono y esto hace vibrar a un cristal piezoeléctrico generando corrientes que corresponden al sonido incidente. La señal viaja hasta las centrales telefónicas quienes conectan con el usuario de destino. Del lado del receptor hay otro cristal piezoeléctrico o pequeños altavoces de electroimán que reproducen el sonido emitido por la otra persona. La Red Telefónica Conmutada (RTC) funciona basándose en un cable que contiene hilos de cobre en su interior. Las líneas están unidas entre sí por centrales y se van ramificando hasta llegar a los domicilios de los usuarios. Es analógica porque transmite en forma de impulsos eléctricos las vibraciones de la voz. Aunque sus orígenes y desarrollo van íntimamente ligados a la transmisión de la voz, también es posible enviar datos al comunicar entre sí dos computadores utilizando los mismos circuitos de la red básica de transmisión de voz. Esto es factible mediante el uso de un módem (equipo que transforma señales digitales en analógicas y al revés, para enviar y recibir información a través de la línea telefónica). (Abadal, 2001). Una de las características de la red telefónica aparte de transmitir voz, es el envío de señales DTMF una vez establecida la llamada. Gokhale (2005)

24 10 2 Marco teórico Figura 2.1: Teclado telefónico. Gokhale (2005) Figura 2.2: Roseta telefónica por fuera y por dentro Fernández y Barbado (2008) detalla que éstos consisten en una matriz de frecuencias, donde cada número del teclado telefónico (en inglés, dial pad) es una única combinación de dos tonos, es decir, una señal senoidal compuesta por dos frecuencias. La figura 2.1 describe el par de tono utilizado. Ahora bien, con respecto al ámbito técnico, el teléfono fijo se conecta a una roseta mediante un conector RJ11 para así ser alimentado por el voltaje entre el cable de Ring y Tip, que genera la central telefónica y que llega al terminal. Figura 2.2. Con respecto a los voltajes generados en la entrada del teléfono y por lo cual funciona, dependen de la situación en la que se encuentre el dispositivo pues varían entre si está colgado, recibiendo una llamada, ocupado o al descolgar para atender. Caso: Colgado, en inglés On Hook.

25 2.2. Funcionamiento de la línea telefónica 11 Figura 2.3: Teléfono colgado Cisco Systems Inc (2008) Figura 2.4: Teléfono descolgado llamando a otro Cisco Systems Inc (2008) Cuando el teléfono está colgado quiere decir que no se está utilizando y por ende disponible para recibir una llamada. Cisco Systems Inc (2008), indica que en ese estado la tensión que se presenta corresponde aproximadamente a 48 V DC (corriente directa, del inglés direct current), y así ponen el interruptor de la oficina central abierto. El interruptor contiene poder de alimentación para este circuito DC. Solamente el timbre está activo cuando el teléfono se encuentra en esta posición. Figura 2.3. Caso: Recibiendo una llamada, en inglés Ringing Cisco Systems Inc (2008), indica que primeramente se levanta el auricular del teléfono escuchando tonos de 350 Hz y 440 Hz lo que hace entender que es posible hacer una llamada, se marcan las teclas para enviar los tonos DTMF a la central e indicar el número telefónico al que se quiere llamar. Una vez efectuado esto, Tan (2009) indica que la señal en el receptor se mantiene con un voltaje DC de 48 V pero en ella una onda AC (corriente alterna, del inglés alternating current) de unos 20 Hz con aproximadamente 132 V pico-pico de amplitud durante unos pocos segundos, luego la señal regresa a su valor DC y se repite la señal AC, esto se liga al característico sonido de ring, y sucede hasta que se conteste o por un tiempo definido por la central telefónica da por finalizado el intento de llamada. Además, en el transmisor lo que se genera son tonos intermitentes en el tiempo de 440 Hz y 480 Hz de espera mientras no se haya contestado la llamada. Caso: Ocupado, en inglés Busy Si el receptor está en una conversación en ese momento, la central envía

26 12 2 Marco teórico Figura 2.5: Llamada contestada Cisco Systems Inc (2008) al usuario que llamó una señal de ocupado en tonos de 480 Hz y 620 Hz, con aproximados 500 mv pico-pico. (Cisco Systems Inc, 2008). Caso: Descolgado, en inglés Off Hook Una vez que el teléfono se descuelga para contestar la llamada (también aplica para cuando se desea efectuar una) el voltaje de la línea cambia de 48 V a unos 9 V, esto depende de la longitud del bucle de abonado (par de cobre comprendido entre la central telefónica local y el cliente). Si otro teléfono en paralelo se descuelga, el consumo de corriente de la línea seguirá siendo la misma y la tensión en los terminales de ambos teléfonos se reducirá. (Freshwater, 2010). Figura 2.5. Circuitería interna del teléfono fijo Un teléfono fijo consta de una serie de etapas para recibir la señal, procesarla, permitir que el usuario entable una conversación, así como la marcación de los dígitos para indicar el número telefónico al que se desea llamar e incluso la posibilidad de guardar en una memoria algunos números que se frecuenten en una lista rápida o cuál fue el último número que se marcó. Todo depende del modelo del teléfono que se compre, pues puede que no tenga memoria para almacenar datos. Motorola Inc (1993), proporciona un simple IC (circuito integrado, del inglés integrated circuit), el cual provee todas las funciones básicas de las estaciones del aparato telefónico, el MC Basado en dicho integrado, el diagrama de bloques que representa al teléfono fijo internamente se muestra en la figura 2.6. Como se puede observar, cuenta con dos cables de entrada el Tip y el Ring para la alimentación. Para contestar o colgar una llamada se activa o desactiva un interruptor, hook switch. Físicamente cuenta con seis patillas (tres en el lado izquierdo y tres en el lado derecho de una forma simétrica en su interior, es decir la parte izquierda está aislada de la parte de la derecha) y dependiendo de su estado, se cambia de 48 V en on hook a los 9 V en off hook. En la entrada se cuenta con una red resistencia-capacitor en el Tip para trabajar con las tensiones DC, pero además, dada también la presencia de