Home
Accesso / Registrazione
 di 

Controllo DTMF 16 canali

Controllo DTMF 16 canali

Come azionare a distanza sedici relè utilizzando un cavo con due conduttori. Per la trasmissione dei dati sono stati utilizzati i toni DTMF tralasciando le codifiche di tipo digitale.

Come azionare a distanza sedici relè utilizzando un cavo con due conduttori. Possibilità di impiego anche in linea telefonica. Circuito completo di alimentatore da rete.

L’applicazione più banale richiesta dall’amico a volte può mettere in momentaneo imbarazzo anche il tecnico più ferrato, e questo capita anche tra gli hobbisti di ogni livello e preparazione. Quando ci si dilunga sulle proprie capacità e sugli esaltanti risultati ottenuti con le proprie realizzazioni, il più delle volte accade che il nostro interlocutore ci interrompa proponendo il suo “problema”, molto spesso dalla spiazzante semplicità. Ancora immersi con la mente nelle nostre “mega” realizzazioni di fronte al quesito diretto rimaniamo intontiti, incapaci di dare una risposta immediata.

In questi momenti di smarrimento, farfugliando frasi di comodo, si rischia, in pochi secondi, di mettere a repentaglio la propria credibilità di tecnico elettronico conquistata con anni di duro lavoro. Ed è proprio ciò che è capitato a noi quando l’amico, forse un po’ maligno, ci ha posto la seguente domanda: “come è possibile controllare un certo numero di pulsanti alla distanza di almeno un centinaio di metri e avendo a disposizione solo un doppino? ”. La soluzione ha richiesto uno studio più approfondito del previsto: siamo così giunti alla realizzazione del dispositivo richiesto.

Ritenendo che tale circuito possa avere un interesse generale, abbiamo deciso di presentarlo anche sulla rivista apportando alcune varianti al progetto originale. L’aggiunta di un’interfaccia per la linea telefonica e di un alimentatore da rete ha permesso di rendere autonoma e più versatile la scheda. Per la trasmissione dei dati abbiamo utilizzato i toni DTMF tralasciando le codifiche di tipo digitale, poco adatte allo scopo vista la lunghezza del collegamento.

integrato_4514

Per quanti volessero cimentarsi in questa esperienza consigliamo di bufferizzare i segnali seriali da trasmettere e se possibile di utilizzare dei cavetti schermati. Meglio ancora se si utilizzano appositi integrati di conversione (tipo RS422) appositamente studiati per l’invio di segnali su lunghe distanze. Forti dell’esperienza acquisita in molte applicazioni possiamo affermare senza tema di smentita che la soluzione da noi adottata, ossia l’utilizzo dei bitoni DTMF, oltre a fornire semplicità e duttilità, non presenta alcun problema di interferenze, anche se i collegamenti sono molto lunghi e se il cavo non è schermato.

L’impiego di toni audio consente inoltre di utilizzare la scheda anche tramite telefono o addirittura in contemporanea. A tal proposito occorre però precisare che il circuito non dispone di un ring-detector; dalla linea telefonica viene prelevato esclusivamente l’audio perciò se si desidera realizzare un controllo a distanza si deve abbinare una segreteria telefonica in grado di “chiudere” la linea quando arriva la chiamata e “riaprirla” dopo un certo tempo.

decodificatore_dtmf

controllo_dtmf_schema

controllo_dtmf_pcb

controllo_dtmf_pcb

In questo intervallo potrete inviare i toni DTMF sfruttando direttamente la tastiera del telefono o, nel caso l’apparecchio non disponga della funzione TONE, utilizzando le tastiere portatili che nella maggior parte dei casi vengono forniti con la segreteria. Utilizzando il dispositivo con la linea di bassa frequenza (IN BF), occorre fare uso, come trasmettitore, di un generatore di toni DTMF in grado di inviare un segnale audio con ampiezza minima di 300 mV e a tal proposito ricordiamo che i toni DTMF sono segnali standard e che sul mercato esistono tantissimi integrati in grado di generare queste frequenze.

Sicuramente nei prossimi numeri presenteremo anche il progetto di un trasmettitore DTMF da utilizzare in questo ed in molti altri casi. Lo schema elettrico del nostro dispositivo si presenta di facile lettura; per i sedici relè di uscita (Rld,...Rlc), sono stati utilizzati degli elementi miniatura con tensione di lavoro di 12 volt, piccoli nelle dimensioni ma generosi nelle caratteristiche, in grado di fornire una corrente nominale di 1 Ampère con tensioni fino a 250Vac. Per controllare carichi di maggiore potenza è necessario utilizzare dei teleruttori o dei relè più robusti; ovviamente le bobine di eccitazione vanno pilotate direttamente con i contatti dei nostri 16 relè. I contatti disponibili su ciascun relè sono tre e precisamente uno centrale, uno normalmente chiuso ed uno normalmente aperto.

In questo modo è possibile simulare sia pulsanti normalmente aperti che normalmente chiusi, completamente indipendenti tra di loro. I dodici volt necessari ad eccitare i relè, e più in generale ad alimentare l’intera scheda, vengono forniti da un piccolo alimentatore da rete, montato direttamente sulla piastra. Il trasformatore TF1 provvede a trasformare la tensione alternata a 220 volt in una tensione a 9 volt che, opportunamente raddrizzata dal ponte a diodi PT2 e filtrata dai condensatori elettrolitici C11 e C8, genera una componente continua di circa 12 volt. La presenza di tale tensione viene indicata dall’accensione del diodo led LD1. Per alimentare gli integrati che necessitano di 5 volt viene utilizzato il regolatore U5 sulla cui uscita è disponibile una tensione di 5 volt perfettamente stabilizzata.

Le note DTMF possono giungere alla scheda tramite l’ingresso telefonico (TEL) oppure tramite l’ingresso di bassa frequenza (IN BF). Per quest’ultima applicazione è utile ricordare che, per una corretta connessione, è necessario collegare, oltre al conduttore di segnale, anche un terminale di massa tra il dispositivo che genera i toni DTMF e la nostra piastra ricevente. Per questo motivo sullo stampato è presente una morsettiera a due poli con un terminale collegato a massa. Il diodo zener DZ1 ha lo scopo di proteggere il nostro circuito da segnali di ampiezza eccessiva, “tagliando” i picchi e le extratensioni mentre il trimmer R7 consente di regolare l’ampiezza del segnale che giunge al chip decodificatore 8870 (U4).

Questo integrato è in grado di discriminare i toni DTMF presenti al suo ingresso, presentando sulle quattro linee di uscita una combinazione digitale relativa al tono riconosciuto. Nella nostra applicazione le quattro linee diventano gli ingressi di U3, un CMOS a 24 piedini in grado di attivare una delle sue sedici uscite in relazione ai livelli digitali presenti sui quattro ingressi. La lettura dei livelli avviene tramite l’ingresso STROBE dell’integrato (pin 1) che nel nostro caso viene posto al positivo (+5V) per avere una lettura costante. Per creare la funzione di pulsante e far sì che l’uscita si attivi soltanto quando arriva un tono DTMF e rimanga in questo stato per tutta la durata di invio di questo tono, bisogna agire sul piedino 23 denominato INHIBIT.

uln2803_schema_blocchi

Questo ingresso, se è presente una tensione positiva, determina l’inibizione nel funzionamento dell’integrato U3 che andrà a presentare le uscite tutte disabilitate. Al contrario, quando l’inhibit viene posto a massa, l’integrato legge i 4 ingressi e attiva l’uscita relativa. La linea di controllo inhibit viene pilotata dall’uscita STD dell’8870 che fa capo al piedino 15 di U4; in questo caso il livello presente sull’STD deve essere invertito; a ciò provvede il transistor T1.

L’uscita STD si porta ad un livello di + 5 volt quando l’integrato riconosce un qualsiasi tono DTMF mentre a riposo, (in assenza di segnale), è prossima allo zero. Per pilotare correttamente i relè, le 16 uscite del decoder U3 necessitano di altrettanti driver che, nel nostro caso, sono contenuti all’interno dei due integrati ULN2803 (driver arrays). L’impiego degli integrati al posto dei transistor semplifica notevolmente il circuito, comporta una riduzione delle dimensioni della piastra ed agevola le operazioni di montaggio.

In pratica

Le dimensioni dello stampato, dato l’elevato numero di relè con relative morsettiere, non possono definirsi minuscole; ciononostante la piastra presenta una struttura ordinata sia nella componentistica che nelle piste di collegamento. Per la realizzazione del circuito stampato consigliamo l’impiego della fotoincisione che consente di ottenere una basetta perfettamente uguale alla nostra. Ultimata la basetta, si potranno inserire i vari componenti iniziando da quelli dal profilo più basso, tipicamente dai diodi e dalle resistenze per passare poi a quelli più alti come i condensatori, i relè, le morsettiere, eccetera.

Per realizzare i tre ponticelli si possono usare i terminali di componenti già saldati e recisi con il tronchesino mentre per il montaggio degli integrati è consigliabile utilizzare gli appositi zoccoli evitando, in questo modo, problemi durante la saldatura dei pin; inoltre, l’impiego degli zoccoli consente di sostituire facilmente i chip in caso di guasto. Per ultimo va montato il trasformatore di alimentazione che deve essere saldato direttamente sulla piastra prestando attenzione al posizionamento dei due avvolgimenti. Il portafusibile, dopo aver inserito il fusibile di protezione, va chiuso con il suo cappuccio di plastica che elimina la possibilità di un accidentale contatto con la tensione di rete. Un cordone di alimentazione da collegare alla morsettiera dei 220 volt e un cavo telefonico o un doppino all’ingresso BF rendono la scheda pronta per l’uso. Il dispositivo non necessita di alcuna operazione di collaudo a meno della regolazione del trimmer R7 col quale si sceglie il livello del segnale che giunge sul pin di ingresso del decoder DTMF; pertanto, se il montaggio è stato effettuato a regola d’arte, il circuito funzionerà da subito nei migliore dei modi.

 

 

Scrivi un commento all'articolo esprimendo la tua opinione sul tema, chiedendo eventuali spiegazioni e/o approfondimenti e contribuendo allo sviluppo dell'argomento proposto. Verranno accettati solo commenti a tema con l'argomento dell'articolo stesso. Commenti NON a tema dovranno essere necessariamente inseriti nel Forum creando un "nuovo argomento di discussione". Per commentare devi accedere al Blog

 

 

Login   
 Twitter Facebook LinkedIn Youtube Google RSS

Chi è online

Ci sono attualmente 11 utenti e 67 visitatori collegati.

Ultimi Commenti