circuito indicador de señalización
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Circuito Indicador de Señalización, Establecimiento
de Llamada y Tarificación entre Dos Abonados
Alexander Tovar Sarmiento– Germán Alejandro Mora
2009179746
2008275357
Universidad Surcolombiana
Neiva, Colombia
Abstract– This paper presents how we can get
communication between two subscribers using a 17F877 to
simulate the central; also we can observe the status of the
call (duration, login and cost) in a LCD screen.
Keywords –telephone, central, communication
I. INTRODUCCIÓN
La evolución de las comunicaciones empezando por el
telégrafo hasta llegar a la comunicación virtual, la
comunicación ha sido el logro más significativo de la
humanidad ya que con una simple seña ya se trasmite
comunicación de una idea o expresión.
El comportamiento de la comunicación que se establece
entre dos abonados nos permite simularlo con circuitería
básica obteniendo los mismos resultados, la comunicación se
basa en el direccionamiento de la central telefónica que usa ya
sea conmutación por circuitos o conmutación por paquetes.
Las empresas prestadoras de servicio telefónico necesitan
saber el estado de llamada, así como la duración y posterior la
facturación. Así es como están a la vanguardia para
monitorear el estado de las centrales y la buena fluidez y
rapidez en la comunicación.
II. OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Establecer comunicación y visualizar el estado de la
comunicación en una pantalla LCD desde un abonado A a los
abonados B, C y D.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Lograr comunicación entre los abonados usando una
central intermedia.
Usar la pantalla LCD como visualización del estado
de la comunicación.
Identificar y observar la señalización externa de cada
abonado.
Manejar el PIC como identificador de
descolgado/colgado de abonados
III. MARCO TEÓRICO
Central Telefónica
En el campo de las telecomunicaciones, en un
sentido amplio, una central telefónica es el lugar
utilizado por una empresa operadora de telefonía
donde se alberga el equipo de conmutación y los
demás equipos necesarios para la operación de las
llamadas telefónicas, es decir, es el lugar donde se
establecen conexiones entre los lazos de los
abonados, bien directamente o bien mediante
retransmisiones entre centrales de la señal de voz.
Las centrales se conectan entre sí mediante enlaces
de comunicaciones entre centrales o enlaces
intercentrales.
Fig. 1. Central telefónica antigua
Fig. 2. Estructura jerárquica de la red telefónica
Concepto de conmutación telefónica
Es la interconexión manual o automática necesaria para
establecer la comunicación entre dos aparatos telefónicos.
Fig. 3. Representación de la red telefónica.
Fig. 4. Representación red telefónica con abonados.
Función del equipo de conmutación
Identificar al abonado solicitante.
Analizar la información de selección.
De acuerdo a esta información, seleccionar la vía
o canal a utilizar.
Iniciar la central subsiguiente.
Transferirle la información de selección.
Investigar el estado libre/ocupado del abonado
solicitante.
Informar al abonado A/B lo que le corresponde.
Establecer/liberar el enlace.
Supervisar la conexión.
Liberar los caminos
Indicador de Línea Telefónica ocupada
En ocasiones, la línea telefónica es compartida por otros
aparatos electrónicos. Para evitar el conflicto es necesario
tener un circuito externo que nos indique, por medio de
un led o de un zumbador, que la línea se encuentra en
uso.
Fig.5 Línea Telefónica Compartida
IV. DESARROLLO DE CONTENIDOS
PROCEDIMIENTO DEL LABORATORIO
Se requirieron los siguientes equipos, herramientas y
elementos electrónicos:
Fuente de Voltaje DC.
Microcontrolador 16F877.
Multímetro Digital.
14 Resistores: 11 de 1kΩ, 8 de 330Ω, 4 de 20kΩ, 2
de 6.8kΩ, 2 de 5kΩ y 2 de 1.2kΩ
4 Capacitores Polarizados: 2 de 1uF y 2 de 1nF.
4 Cables telefónicos de 2 m c/u, multifilar (4 hilos)
con sus respectivos conectores RJ11.
Conector RJ11 tipo hembra de dos puertos.
2 Amplificadores Operacionales LM358.
2 Puentes de Diodos.
4 Relés duales.
3 Switches.
11 Transistores 2N3904
3 Zumbadores
Cristal de 4MHz
4 Abonados.
Para la realización de esta práctica fue necesario seguir los
siguientes pasos:
1. Se realizo el montaje del circuito el cual consta de las
siguientes partes:
Fig.6. Marcación, PIC y Visualización.
Fig.7 Abonados y Timbres
Fig.8 Circuito Detector de Colgado/Descolgado
2. El circuito de la Fig.6 se encargará de direccionar la
llamada a cualquier abonado B, C o D desde el
abonado A.
3. La Fig.7 es el circuito de conmutación del sistema
que permite cerrar el lazo para establecer la
comunicación entre abonados, además del circuito
que genera el timbre. Este circuito está a merced de
las que nos entrega el PIC de acuerdo a la
programación.
4. En esta práctica el PIC reconocerá el
colgado/descolgado de los abonados como entrada
para ejecutar su programación. El detectado por estar
conectado como entrada al microcontrolador debe
estar entre 0V y 5V TTL, en prácticas anteriores
sabemos que el voltaje en la línea de un teléfono
colgado es de 48V y 8V cuando está descolgado. A
partir de estos datos se debe implementar una lógica
adicional para regular el voltaje a los niveles
deseados de tal forma que sean entradas seguras al
PIC.
5. El detectado de colgado/descolgado se realiza a partir
de una lógica de transistores y un puente de diodos
para regular los voltajes, además en la parte de salida
tenemos un AO para nivelar el voltaje al valor
deseado.
6. Se efectuaron pruebas para las tres posibles llamadas
y comprobar que el microcontrolador detecta el
colgado/descolgado, además de la visualización
esperada en el LCD.
7. La comunicación entre los abonados es de una buena
calidad, además se escucha en ambas direcciones el
sonido al digitar una tecla y se presenta un pequeño
eco.
V. ANALISIS DE RESULTADOS
CUESTIONARIO
Durante esta práctica se respondió el siguiente cuestionario
en base al desarrollo del mismo:
a) Qué tipo de ciclo se utilizó en la programación para
la visualización del LCD?
R: El funcionamiento del LCD está a partir de tres
etapas diferentes:
1. Etapa de Estado Actual: Estado inicial donde
indica que los abonados están colgados, se usa
un ciclo while.
2. Etapa Marcación: Muestra el pedido de
comunicación hacia el abonado X, se usa ciclo
while.
3. Etapa Comunicación: Una vez establecida la
comunicación, imprimimos la duración de la
llamada en segundos y la tarificación. Se usa
ciclo while, for e if.
El uso de los ciclos while es para asegurar que la
comunicación se mantenga sin importar si los
switches de entrada cambian de posición.
b) Por qué el cambio de estado mostrado en el LCD
dura más de 500ms?
R: El único retardo que usamos en el LCD es para
visualizar la duración de la llamada, en segundos,
que tiene un tope de 121. Para esto usamos un
retardo de 1000ms (1seg) para visualización en
tiempo real.
c) Qué tipo de configuración tiene el LCD con respecto
al PIC?
El LCD se configuró de acuerdo a la cadena de texto
que queríamos mostrar, nos basamos de acuerdo las
etapas ya mencionadas en el inciso a). Para imprimir
los datos numéricos usamos variables de tipo largo
sin signo unsigned long
Se tomaron capturas de los mensajes del LCD para diferentes
situaciones:
Fig.9 Encendido del Circuito
Fig.10 Marcación de A al B
Fig.11 Comunicación establecida entre A y B
Fig12 Marcación de A al C
Fig.13 Comunicación establecida entre A y C
Fig.14 Llamada terminada entre A y C
Para la Fig.11 al momento en que se inicia la comunicación,
así mismo se muestra el tiempo de duración, como el abonado
B fue elegido como “ilimitado 30seg” se ve que no muestra
tarificación.
En la Fig.13, tanto el abonado C y D tienen tarificación cada
diez (10) segundos por eso se indica el costo que lleva hasta el
momento la llamada. Al finalizar la llamada, en la Fig.14
indica el estado y el costo total de la llamada realizada.
MONTAJE FISICO DEL CIRCUITO
Fig.15 Montaje físico del circuito.
Fig.16 Sección de Marcación y PIC 16F877A.
Fig.17 Terminales para cada abonado, zumbadores y circuito
detector de colgado/descolgado.
Fig.18 Sección de conmutación (Relés) y LCD.
PROGRAMACIÓN DEL PIC
La programación que usamos para el microcontrolador se
realizó en lenguaje C con ayuda del programa PIC C, el
programa se basó en una programación realizada en MIKRO
C pero por facilidad de manejo decidimos usar el PIC:
Fig.19 Programación en PIC C.
MODIFICACIONES
Durante el montaje del circuito, realizamos las siguientes
modificaciones:
a) Los pulsadores que se encuentran a la entrada del
microcontrolador, se sustituyeron por switches ya
que se necesita un nivel de voltaje alto (1 lógico)
constante para que el microcontrolador por medio de
la programación active la salida correspondiente.
b) El pulsador que está con los switches y conectados a
la fuente de cinco (5) voltios a través de las
resistencias se removió ya que no está conectado a
ninguna entrada del microcontrolador por ende no
efectúa ninguna alteración al funcionamiento.
c) Los relés se conectaron como se muestra en la
Figura.14
Fig. 20 Modificación de la circuitería de los Relés
La configuración que colocamos es la misma usada
en los timbres, las resistencias van conectadas a las
salidas indicadas del microcontrolador y el pin del
relé que está al aire se conecta a los abonados al igual
que en la Fig. 6, esta modificación se hace porque es
necesaria una fuente de 12 V para conmutar los relés.
d) Usamos un circuito detector de colgado/descolgado
el cual nos regula el voltaje que entrega la línea de
los teléfonos para tener un nivel de voltaje indicado
para suministrar al PIC. Este circuito ya se explico en
el punto 4 del Procedimiento de la Práctica.
e) Para la tarificación nos basamos en una aplicación
real, como el abonado A se puede comunicar a tres
diferentes abonados, elegimos uno de éstos tres como
elegido “cinco minutos” que es un servicio que
brindan las empresas. Para este caso cinco minutos es
un tiempo bastante largo por lo cual definimos los
primero treinta segundos como tiempo “gratis” y
partir del treinta y uno segundo se factura depende de
la tabla1.
La facturación de los dos abonados restantes se basa
también en la tabla1.
Tarificación Cada 10seg Cada 30seg
Abonado B 0 Aumento $100
Abonados C D Aumento $100 0 Tabla1 Tarificación
CONCLUSIONES
La programación del PIC fue hecha con bucles lo cual lo
hace sencillo al entender su funcionamiento.
El circuito detector de colgado/descolgado es quizás la
parte más importante del circuito ya que debemos conectar
directamente los abonados al PIC como entradas para realizar
la comunicación.
El uso de transistores tanto para los timbres como los relés
se deben a la protección que brindan éstos, además de que
funcionan como conmutadores cuando pasan de una región a
otra. En ésta práctica los transistores conmutan de región de
corte a región de saturación. En futuras prácticas se
recomienda usar solo los transistores y quitar los relés para así
reducir la dimensión del circuito, teniendo especial cuidado en
las características de estos.
La visualización del LCD se logra conociendo la
dimensión de la pantalla y del texto que queremos mostrar. En
este caso la visualización nos entrega el estado de llamada, el
pedido de llamada, la duración y tarificación de la llamada.
Se usó el mismo circuito de alimentación que en la
práctica anterior, Comunicación entre Dos Abonados, para
alimentar los cuatro (4) teléfonos que están conectados
dependiendo de la elección del abonado A y de los abonados
B, C y D.
Para cuestiones de funcionamiento se presenta que el nivel
de volumen de los timbres disminuye, siendo el timbre de B
más alto y el timbre de D con un volumen menor.
REFERENCIAS
[1] CENTRAL TELEFÓNICA – [ref. Abril 01 de 2013]. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Central_telef%C3%B3nica
[2] CONCEPTO DE CONMUTACION TELEFONICA[ref. Marzo 01 de 2013]. Disponible en: http://www.emagister.com/curso-conceptos-
conmutacion-telefonica/concepto-conmutacion-telefonica
[3] INFORMACIÓN PROPORCIONADA POR EL DOCENTE
[4] CENTRAL TELEFÓNICA HOGAREÑA – [ref. Abril 01 de 2013]. Disponible en:
http://www.edutecne.utn.edu.ar/microcontrol_congr/hogar/Central_telef
onica.pdf