Universidad Autónoma Metropolitana UNIDAD IZTAPALAPA DIVICIÓN C.B.I. LICENCIATURA ING. ELECTRÓNICA/COMPUTACIÓN MODULO DE COMUNICACIÓN INTERFÓN - CONTESTADORA TELEFÓNICA ALUMNO: ROJAS NIETO JUAN CARLOS ASESOR: PROF. FAUSTO CASCO SÁNCHEZ México D.F. Septiembre del 2001
SISTEMA DE INTERCOMUNICACION OBJETIVO. El proyecto que se presenta tiene por objetivo, recibir los mensajes en casa a través de un MODULO DE COMUNICACION entre el interfón (frente de calle y teléfono - micrófono) y la contestadora telefónica de la casa, cuando en ella, no se encuentra ninguna persona que atienda el llamado de la puerta. INTRODUCCION TEORICA. Un interfón está compuesto de tres elementos: a) Micrófono b) Bocina c) Fuente de alimentación El micrófono es el elemento transmisor que transforma el sonido en impulsos eléctricos, su función es convertir las ondas sonoras (voz) en variaciones de corriente. La mayoría de los interfon s domésticos utilizan el micrófono de carbón y de condensador, el cual transmite rangos de voz desde 300 hasta 3 khz. Sin embargo, su capacidad de transmisión va desde 25 hasta 20kHz. Por otro lado es conveniente mencionar que la capacidad de audición humana es desde 16 hasta 20 khz, y su variabilidad depende de daños causados al sistema auditivo. La bocina o altavoz, es el dispositivo que transforma los impulsos eléctricos en sonidos, es decir, realiza la función inversa del micrófono, representa el elemento receptor y consta de 4 partes: a) Imán permanente b) Cono flexible c) Bobina d) Soporte o canasta Estos elementos tienen la capacidad de convertir los niveles de corriente (producida por el micrófono) en variaciones de sonido (voz). La fuente de alimentación, requiere de 4 etapas de tratamiento, antes de ser conectada al sistema de interfón: a) Transformación de voltaje b) Rectificación c) Filtrado d) Regulación
Inicialmente, la fuente recibe un voltaje de 127 V ca, los cuales son tomados del suministro público y mediante las diferentes etapas de tratamiento, se convierten en, 12 V cd. En la salida de ésta última etapa tenemos, además, un generador de llamada electrónica, el cual producirá el sonido del timbre en el interior de la casa, dichos tonos tienen un valor de 12 V cd, únicamente si se está presionando el botón del frente de calle, de otro modo el circuito permanece abierto por lo que no hay ningún voltaje presente en el sistema. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL INTERFON. El funcionamiento del interfón lo analizaremos en 2 partes para su mejor comprensión: a) Sistema de comunicación b) Interfón con llamada electrónica En el sistema de comunicación: el micrófono, la bocina y la fuente de alimentación se encuentran conectados en serie, la salida de uno es la entrada del siguiente; el micrófono produce variaciones de corriente, las cuales circulan a través de los elementos de la bocina, convirtiéndose en vibraciones sonoras; es decir, la voz que nosotros escuchamos en el interior de la casa cuando levantamos la bocina del interfón. A su vez, la persona que contesta en el interior, produce a través de otro micrófono, variaciones de corriente que se transforman en vibraciones sonoras y que nos permiten escuchar en el frente de calle, el mensaje emitido desde el interior; todos los elementos eléctricos se hallan conectados al voltaje suministrado por la fuente de alimentación (12 V cd ). El interfón con llamada electrónica tiene además del sistema de comunicación básico, un circuito llamado oscilador electrónico, el cual es el encargado de producir los tonos de llamada.
CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO. A. Si la bocina del interior de la casa, no se encuentra descolgada, el circuito está cerrado. B. Si en el exterior de la calle, nadie presiona el botón para que se genere un tono en el interior, el circuito se encuentra abierto. C. Cuando en el frente de calle, se presiona el botón, el circuito se cierra generando un voltaje de 12 V cd, mismo que sólo dura unos instantes y el circuito vuelve a abrirse cuando el botón deja de estar presionado. D. Cuando se levanta la bocina en el interior, el circuito se abre y el mensaje del exterior se escucha en el interior de la casa. Si existe esta condición, se puede entablar un diálogo y el circuito continuará abierto. En dicho diálogo, el interior emite un mensaje mientras el exterior lo escucha y viceversa. E. Cuando la bocina del interior, es colgada, el circuito vuelve a cerrarse. F. El circuito del exterior se encuentra abierto hasta que nuevamente, el botón sea presionado. Las condiciones de funcionamiento son generales para el sistema de interfón. El presente proyecto tiene como objetivo que el diálogo antes mencionado exista aún cuando en el interior de la casa no se encuentre nadie para recibir el mensaje y finalmente, que dicho mensaje sí sea recibido!. el dispositivo encargado de recibir el mensaje sería la contestadora telefónica, así como de informar al visitante que no se encuentran personas en la casa que lo puedan atender.
El MÓDULO DE COMUNICACIÓN será el responsable de manipular las condiciones eléctricas y electrónicas para que el diálogo pueda llevarse a cabo y el mensaje del visitante quede grabado en la contestadora telefónica. Se podría pensar que éste módulo de comunicación pone en riesgo la seguridad de los usuarios ya que cualquier persona podría enterarse que la casa está vacía. El estudio socio económico realizado desde el punto de vista administrativo nos dirá en que lugares es conveniente y factible, instalar el módulo de comunicación. El proyecto que se presenta resulta de mucha utilidad, no sólo en los hogares sino también en oficinas ya que equivale a tener una recepcionista automática que recibe los mensajes que así lo requieran, por otro lado, la circuitería que conforma el módulo de comunicación, maneja componentes de bajo costo y que nos permiten construir un módulo de comunicación de alta calidad y eficiencia.
FUNCIONAMIENTO A BLOQUES. MODULO DE COMUNICACIÓN Como ya se mencionó, en el frente de calle hay un voltaje de 12 V cd cuando el botón es presionado, la primera etapa consiste en reducir dicho voltaje a 5 V cd y convertirla en un pulso eléctrico que active un contador de 0 a 9, en caso de que sí exista alguna persona que descuelgue la bocina del interior, el módulo de comunicación dejará de trabajar y el sistema quedará listo para un nuevo proceso. En el caso de que nadie descuelgue la bocina, el contador emitirá una señal a la contestadora para que envíe el mensaje toque nuevamente. Cuando la contestadora emita el mensaje, el circuito del interior permanecerá cerrado (recordemos que de otro modo, el circuito está abierto), la contestadora funcionará en modo play utilizando el micrófono de la bocina del interior, durante 10 segundos. Una vez que se ha terminado de emitir el mensaje, el circuito del interior se abrirá y se esperará a que el visitante vuelva a tocar. El proceso se repetirá por dos ocasiones, en la segunda ocasión, el mensaje que emita la contestadora será: por el momento no me encuentro, deja tu mensaje después del tono. Un contador estará encargado de verificar que la rutina anterior, se lleve a cabo por dos ocasiones y un comparador enviará una señal a la contestadora para que funcione en el modo record, el cual permitirá que el mensaje del exterior, se grabe. Para que ello suceda, la señal del comparador seguirá un trayecto a través del interfón por lo que él interior tendrá la bocina descolgada (electrónicamente) y en el exterior, el circuito estará abierto. El manejo de cada una de las partes implica un acoplamiento de señales, ya que se manejarán señales de corriente directa (cd) y señales de corriente alterna (ca), ambas, en baja potencia; éste último parámetro nos permite reducir algunos costos. LISTA DE COMPONENTES FUNCIÓN REGULADOR DE 12 VOLTS No. MATRÍCULA REQUERID O 1 7812 REGULADOR DE 5 VOLTS 1 7805 CONTADORES 2 74192
CONTADORES 2 74193 TRANSISTOR 5 TIP41 AMPLIFICADOR 2 LM324 OPERACIONAL COMPUERTA TTL 2 7408 2 7432 2 7421 2 7404 OSCILADOR 3 555 COMPARADOR 3 7485 OPTOACOPLADOR 2 MOC3011 TRANSFORMADOR 2 24 V. a 3 AMP. LED S 15 ------- Falta agregar: 3 pares de conectores para línea telefónica 3 mt. de cable telefónico de 16 hilos 1 caja metálica de 25 * 18 * 10 cm. INTRODUCCION: PARTE TECNICA DEL GRABADOR DE MENSAJES Un interfón está compuesto de tres elementos: d) Micrófono e) Bocina f) Fuente de alimentación El micrófono es el elemento transmisor que transforma el sonido en impulsos eléctricos, su función es convertir las ondas sonoras (voz) en variaciones de corriente. La mayoría de los interfon s domésticos utilizan el micrófono de carbón y de condensador, el cual transmite rangos de voz desde 300 hasta 3 khz. Sin embargo, su capacidad de transmisión va desde 25 hasta 20kHz. Por otro lado es conveniente mencionar que la capacidad de audición humana es desde 16 hasta 20 khz, y su variabilidad depende de daños causados al sistema auditivo.
La bocina o altavoz, es el dispositivo que transforma los impulsos eléctricos en sonidos, es decir, realiza la función inversa del micrófono, representa el elemento receptor y consta de 4 partes: e) Imán permanente f) Cono flexible g) Bobina h) Soporte o canasta Estos elementos tienen la capacidad de convertir los niveles de corriente (producida por el micrófono) en variaciones de sonido (voz). La fuente de alimentación, requiere de 4 etapas de tratamiento, antes de ser conectada al sistema de interfón: e) Transformación de voltaje f) Rectificación g) Filtrado h) Regulación Inicialmente, la fuente recibe un voltaje de 127 V ca, los cuales son tomados del suministro público y mediante las diferentes etapas de tratamiento, se convierten en, 12 V cd. En la salida de ésta última etapa tenemos, además, un generador de llamada electrónica, el cual producirá el sonido del timbre en el interior de la casa, dichos tonos tienen un valor de 12 V cd, únicamente si se está presionando el botón del frente de calle, de otro modo el circuito permanece abierto por lo que no hay ningún voltaje presente en el sistema. La parte primordial de este proyecto es un Modulo de Comunicación el cual tendrá como función atender el llamado de la puerta en un domicilio, cuando el usuario lo requiera, usando las características eléctricas y/o técnicas de un interfón, un teléfono y una Contestadora, todo esto en conjunto con una la línea telefónica. El modulo esta formado de las siguientes etapas: a) Fuente de alimentación. b) Etapa de conmutación. c) Control de tonos y tiempos, y timbres. d) Grabador de mensajes.
SISTEMA DE INTERCOMUNICACIÒN 2 FUNCIONAMIENTO MANUALBAYPASS 1 5 MODULÑO DE INTERCOMUNICACIÒN 4 3 MODULO DE COMUNICACION
MODULO DE CONTROL FUENTE DE ALIMENTACIÒN CONTROL GENERAL INTERFON SELECTOR DE FUNCIONAMIENT O REGULADOR DE VOLTAJE 5 Vcd CONTADOR 0-9 11.5 V ETAPA DE CONMUTACIÒN CONTROL DE TONOS, TIEMPOS Y TIMBRES CONTADOR 0-2 GRABADO DEL MENSAJE COMPARADOR 2 = 2 INTERFON = FRENTE DE CALLE DEL INTERFON SW 1= GRABADORA MODO PLAY SW 2= TELEFONO DEL INTERFON MODO MICROFONO SW 3= GRABADORA MODO RECORD
Fuente de alimentación. A través de esta etapa se realiza la alimentación o polarización de los diferentes dispositivos del modulo de comunicación, al mismo tiempo genera los voltajes adecuados para realizar el control del proceso. Genera los siguientes voltajes; 5 volts de corriente directa (C.D.), 12 volts de C.D., 16 volts de corriente alterna (C.A.). Etapa de conmutación. Con esta etapa se manipula los instantes en los que la Contestadora y el micrófono y altavoz, del interfón, son activados. Esto se inicializa cuando una persona presiona el interruptor del frente de calle, estos últimos se encuentran activados inversamente uno de otro, cuando uno se encuentra activado el otro es desactivado durante un tiempo finito. Etapa de control tonos, tiempos y timbres. A través de esta etapa se simula el funcionamiento de una línea telefónica con una Contestadora. Esto es, considerando únicamente la cantidad de tonos requeridos para que la Contestadora sea activada y así realice su operación. Grabador de mensajes. Esta etapa depende de la ultima etapa antes mencionada, el cual le envía una señal a la Contestadora para que trabaje en el modo record (grabar), durante un tiempo especifico y suficiente para dejar un mensaje común. Algo muy importante es que el modulo de comunicación maneja tiempo real (segundos). Los componentes que conforman este modulo de comunicación son de diferentes fabricantes, estos son: FABRICANTE NATIONAL SEMICONDUTORS MOTOROLA TEXAS INSTRUMENTS DIRECCION www.national.com www.motorola.com www.ti.com
Guía del usuario. Esquema del modulo de comunicación. 1. Teléfono del interfón. 2. Frente de calle(bocinas y micrófono), del interfón. 3. Contestadora telefónica. 4. Modulo de comunicación. 5. Selector de funcionamiento. El modulo de comunicación debe ser instalado por el especialista, técnico, de manera que el usuario contara con garantía técnica, en la instalación y funcionamiento del mismo. El usuario solo tendrá que seleccionar el funcionamiento del modulo de comunicación, en pocas palabras, solo tendrá que cambiar de posición el selector. ON, significa que el modulo se encuentra en operación, y OFF que el modulo se encuentra en modo BAYPAS.