전화 마이크로프로세서 스위치 1x5. 계획, 설명

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전화 마이크로프로세서 스위치 1x5. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전

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제안된 전화 스위치(마이크로 PBX라고도 함)는 최대 XNUMX개의 장치를 하나의 전화선에 (서로 영향을 주지 않고) 연결할 수 있는 장치로, 일련의 추가 서비스 기능이 있습니다. 적합성 인증서가 없으면 이 스위치는 공용 네트워크에 속하지 않는 전화선(예: 부서별 PBX)에만 연결할 수 있습니다. 스위치를 공중 전화망에 연결하려면 인증서를 얻어야 합니다.

장치의 기본은 Microchip의 마이크로 컨트롤러 PIC16F84-04/P이며, 이 프로그램은 스위치의 다른 모든 구성 요소의 작동을 결정합니다. 이 장치는 대화에 참여하지 않는 전화를 차단하고, 통화 중인 전화를 표시하며, 발신 번호를 무작위로 설정하고 음악과 함께 수신 전화를 회선으로 전달할 수 있습니다. 각 전화기에 별도로 XNUMX자리 비밀번호를 설정하여 전화선에 대한 액세스를 제한하는 것도 가능합니다("해적 복제 방지" 기능). 벨이 울리지 않도록 설정된 전화기의 경우 벨이 울리기 전 부재중 전화 횟수를 설정할 수 있습니다.

스위치는 연결된 모든 전화기에서 다시 프로그래밍할 수 있으며 모든 설정은 컨트롤러의 전기적으로 재프로그래밍 가능한 메모리(EEPROM)에 저장됩니다. 전원은 전화선에서 공급되며 전류 소비량은 최대 200μA입니다.

장치 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 15. 초기 상태, 즉 전화기가 온훅 상태이고 수신 통화 신호가 없는 경우 프로세서 프로그램은 R16R18 통화 센서 및 R16VT9 전화 전류 센서의 상태를 모니터링합니다. 이때 전류 스위치 VT13-VT1의 게이트에 높은 레벨이 적용되므로 전화기 세트가 회선에 연결됩니다. 나머지 전계 효과 트랜지스터의 게이트는 낮습니다. 예를 들어, 전화 세트 TA18은 다음 회로를 통해 연결됩니다: 전화선의 양극 단자, 대각선으로 열린 트랜지스터 VT21이 있는 다이오드 브리지 VD8-VD11, 저항 R2 및 LED HL9, 트랜지스터 VT18, 저항 R16 및 베이스-이미터 접합 VTXNUMX, 공통 와이어(마이너스 라인).

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전화 마이크로프로세서 스위치 1x5

전화기 중 하나에서 핸드셋을 집어 들면 전류가 트랜지스터 VT16의 베이스-이미터 접합을 통해 흐르기 시작하고 열립니다. VT16 콜렉터의 전압은 높음에서 낮음으로 변경되며 이는 프로세서 프로그램에 의해 기록됩니다. 그런 다음 컨트롤러는 전화기를 하나씩 끄고 VT16 수집기의 레벨을 모니터링합니다. 오프훅 전화의 연결이 끊어지면 VT16 컬렉터의 전압이 다시 낮은 수준에서 높은 수준으로 변경되고 프로그램이 이 전화를 식별할 수 있습니다. 그런 다음 회선에 다시 연결되고 나머지 전화기의 연결이 끊어집니다.

장치가 "불법 복제 방지" 모드에서 작동하는 경우(프로세서 EEPROM 설정에 따라 다름) 핸드셋을 들어 올리면 VT14 셔터에 높은 레벨이 제공됩니다. 트랜지스터 VT14가 열리고 제너 다이오드 VD27이 라인에 연결됩니다. 이 경우 펄스를 다이얼링하는 동안 라인 전류가 VD27을 통해 흐르고 전화 교환기의 스위칭 릴레이가 작동하지 않기 때문에 번호 다이얼링이 불가능해집니다. 그러나 컨트롤러는 여전히 전화 전류 센서, 즉 VT16 트랜지스터의 컬렉터에서 전화를 건 번호를 읽을 수 있습니다.

따라서 사용자에게는 컨트롤러 프로그램이 EEPROM에 저장된 값과 비교하는 14자리 비밀번호를 입력할 수 있는 기회가 주어지며, 일치하면 VT15 게이트의 높은 레벨이 낮은 것으로 변경됩니다. . 사용자에게 비밀번호가 올바르게 입력되었음을 알리기 위해 장치는 (트랜지스터 VT19 및 저항 RXNUMX를 통해) 라인에 확인 소리 신호를 보냅니다. 입력한 비밀번호가 필요한 비밀번호와 일치하지 않으면 회선에 전화를 거는 것이 계속 차단됩니다. 프로세서는 핸드셋이 끊길 때까지 기다리며 전화기의 현재 센서 상태를 모니터링합니다.

핸드셋을 들기 전에 SA1 토글 스위치를 DD3 컨트롤러의 핀 3이 하이가 되는 위치로 전환하면 설정 프로그래밍 모드로 전환할 수 있습니다. 본질적으로 이는 회선 액세스 비밀번호 대신 해당 프로그래밍 코드를 다이얼해야 한다는 점을 제외하면 "불법 복제 방지" 모드와 정확히 동일한 모드입니다.

수신 전화 센서는 저항 분배기 R15R16에 조립됩니다. 호출이 나타나면 프로세서에 의해 모니터링되는 저항 R16에 높은 레벨이 나타납니다. 그런 다음 비발신으로 설정된 전화기(있는 경우)가 꺼지고 발신 전화 벨이 울립니다. 통화가 일시 중지되는 동안 전화기 전류 센서의 상태가 모니터링됩니다. 수화기를 든 후 해당 전화기가 결정되고 나머지 장치는 꺼집니다. 다음으로, 프로그램은 전화가 전달되어야 하는 전화번호인 전화번호가 다이얼될 때까지 기다립니다.

TA2에서 수신 전화를 받았고 TA4로 전달해야 한다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 TA2에서 4번을 눌러야 하며, 이 번호를 읽은 후 컨트롤러는 라인에 오디오 신호를 내보내고 TA2를 끄고 TA4를 연결합니다. 그런 다음 TA4에서 호출 신호가 수신됩니다.

연결을 유지하면서 링잉 전압을 생성하는 몇 가지 알려진 방법이 있습니다. 그 중 가장 간단한 것은 다음과 같습니다. 수신 전화는 회선에 연결되고 회선 자체는 50Hz 주파수의 전류 스위치를 사용하여 작은 부하(약 25Ω)로 닫히고 열립니다. 이 경우 개방 중에 전압 서지가 발생하며 그 진폭은 ATS 계전기의 인덕턴스와 연결된 전화기의 리액턴스에 따라 달라집니다. 따라서 라인 전압이 60V인 경우 진폭이 60~80V인 벨소리 신호를 생성할 수 있습니다. 그러나 이 벨소리 전압을 사용하면 모든 전화기에서 벨소리가 울리는 것은 아닙니다. 예를 들어, 전자 벨 울림 회로가 있는 전화기는 벨이 전혀 울리지 않거나 조용히 벨이 울릴 수 있습니다. 벨소리 신호의 주파수를 70~80Hz로 높이면 대부분의 전자 전화기에서 벨소리가 울리지만 기계식 벨이 있는 전화기에서는 벨소리가 중지됩니다. 이 방법에는 두 가지 더 큰 단점도 있습니다. 첫째, 회선 반대편에 있는 가입자는 매우 강하고 불쾌한 소리를 듣게 되고, 다른 단점은 통화 중에 방출될 수 있는 심각한 간섭입니다. 인덕터가 제한 및 디커플링 회로를 통해 라인과 직렬로 연결된 경우 링잉 전압이 증가할 수 있습니다. 이 경우 모든 전화가 울리지만 이 방법에는 두 가지 단점이 있습니다.

제안된 설계에서는 간단한 단일 사이클 변환기를 사용하여 호출 전압을 생성하고 대각선에 트랜지스터가 있는 다이오드 브리지로 전환됩니다. 변환기는 요소 DD1.1, DD1.2, 키 트랜지스터 VT2, 코일 L1, 다이오드 VD6, 저장 커패시터 C7 및 제한 제너 다이오드 VD9-VD12를 기반으로 하는 마스터 발진기로 구성됩니다. 컨트롤러에서 트랜지스터 VT3의 게이트에 하이 레벨이 적용되면 컨버터가 라인에 연결됩니다. DD1.1, DD1.2의 생성기는 약 25kHz의 주파수로 작동하기 시작합니다. 키 트랜지스터 VT2는 코일 L1을 전환하고 저장 커패시터 C7에 120V의 전압이 나타나며 이는 제너 다이오드 VD9-VD12에 의해 제한됩니다.

TA2에서 TA4로 수신 전화를 전달하는 예를 고려하면 컨트롤러의 작동 알고리즘은 다음과 같습니다. TA4가 개방형 트랜지스터 VT12를 통해 공통 와이어에 연결된 후 VT7의 게이트에 하이 레벨이 공급됩니다. 트랜지스터 VT7이 열리고 VT8이 닫힙니다. 따라서 TA4는 전화선의 양극 단자에서 연결이 끊어지고 다이오드 브리지 VD7-VD14 및 트랜지스터 VT17을 통해 C6 변환기의 저장 커패시터에 연결된 상태로 유지됩니다. 동시에 게이트 VT3에 하이 레벨을 적용하여 컨버터가 켜집니다.

그런 다음 컨트롤러는 트랜지스터 VT25 및 VT5의 게이트에 대해 15Hz 주파수의 두 개의 공통 모드 미앤더를 생성합니다. 레벨이 낮으면 TA4는 컨버터에 연결되고, 레벨이 높으면 컨버터에서 연결이 해제되고 저항 R19에 의해 션트되어 벨 회로 커패시터를 방전합니다. 그러면 1초 동안 통화가 생성됩니다. 현재 대화는 변환기를 통해 흐르는 전류에 의해 유지됩니다. 라인의 전압은 약 15V이며 간섭이 허용되지 않습니다. 통화가 일시 중지되는 동안 전화 전류가 모니터링됩니다. TA4에서 핸드셋을 집어들자마자 벨소리 신호가 멈추고 변환기가 꺼집니다. 수화기를 들지 않으면 약 30초 후에 통화가 다시 착신 전환됩니다.

전달 중에 간섭이 없기 때문에 라인에 음악 반주를 제공할 수 있었습니다. 이를 위해 멜로디 형성기인 DD2 마이크로 회로가 변환기와 함께 연결됩니다. 음악은 VT4, R6 요소를 통해 라인에 들어갑니다.

프로세서는 현재 안정기 VT1을 통해 전원이 공급됩니다. 전압은 약 5V입니다. HL1 LED는 연결 극성을 나타내는 데 사용됩니다. 올바르게 연결되면 불이 들어오지 않습니다.

스위치는 양면 호일 섬유유리로 만들어진 인쇄 회로 기판에 조립됩니다(그림 2). 코일 L1은 직경 18mm의 PETV-2 와이어가 있는 B0,1 장갑 코어에 감겨 있으며 100회전을 포함합니다.

전화 마이크로프로세서 스위치 1x5

조립된 장치는 즉시 작동을 시작해야 하며 설정이 필요하지 않습니다.

재프로그래밍은 다음과 같이 수행됩니다. 모든 전화기의 핸드셋에서 SA1 토글 스위치는 DD3 프로세서의 핀 3에 높은 레벨이 적용되는 위치로 설정되어야 합니다. 그런 다음 프로그래밍 모드에 액세스하려면 전화기에서 수화기를 들고 비밀번호를 눌러야 합니다. 제공된 펌웨어에서 이 비밀번호는 21534입니다. 올바르게 입력되면 확인 신호음이 들립니다. 그런 다음 표에 제공된 코드 중 하나를 누르십시오. 1. 어떤 기능이든 변경할 수 있으며 확인음이 울린 후 전화를 끊습니다. "xxx"는 세 자리 숫자를 의미합니다. 벨이 울리지 않는 전화에도 벨이 울리는 벨 횟수를 설정할 수 있습니다. 이렇게하려면 재 프로그래밍 모드에서 43x를 다이얼해야합니다. 여기서 x는 부재중 전화 수입니다. x=0이면 벨이 울리지 않는 전화는 울리지 않습니다.

표 1

기능	TA1	TA2	TA3	TA4	TA5
시외선 비밀번호 설정	21+xxx	22+xxx	23+xxx	24+xxx	25+xxx
암호를 사용하여 회선에 액세스	31	33	35	37	39
비밀번호 없이 회선 액세스	32	34	36	38	40
걸려오는 전화에 전화벨이 울림	51	53	55	57	59
전화가 걸려올 때 전화벨이 울리지 않음	52	54	56	58	60

스위치는 48~60V 전압의 PBX, 대부분의 페어링된 회선 및 전자 PBX(펄스 다이얼러를 사용하는 경우)에서 작동합니다.

PIC 컨트롤러 펌웨어

저자: V.Kulakov, Rostov-on-Don

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