9-36 — elektuur september 1982
huis telefoon Oude telefoontoestellen zijn in dumpzaken volop te koop. Omdat die dingen vaak niet meer dan een krats kosten, wordt het een steeds populairdere sport om met een paar van zulke toestellen een goed werkende huistelefooninstallatie in elkaar te draaien. Zoals gewoonlijk ondersteunen wij dit soort aktiviteiten en daarom hebben wij voor al deze knutselaars een handig systeem uitgepuzzeld, dat werkt zonder
moeilijke centrale. Elk toestel krijgt zijn eigen printje met elektronica, waarna alle toestellen via één 4-aderige kabel met elkaar kunnen worden doorverbonden.
huis-telefoon
Een telefoontoestel is in de ogen van velen natuurlijk een verschrikkelijk simpel huis-tuin-en-keuken-instrument — geen verfijnd brokje techniek, maar een gewoon gebruiksvoorwerp. Zij die er zo over denken zullen waarschijnlijk :och even schrikken als ze alvast een blik op het schema van figuur 2 hebben geworpen; dat is namelijk de elektronica die in elk toestel moet worden ingebouwd. Niet dat dit nou zo vréselijk gekompliceerd is (valt allemaal best mee en met behulp van de print is het bouwen een fluitje van een cent), maar huis-tuin-en-keuken-achtig ziet het er nu ook weer niet direkt uit. Dat komt omdat deze schakeling een deel van het werk moet doen dat in een normaal telefoonnet de centrale voor haar rekening neemt. En technisch gezien moet er best zo het een en ander gebeuren om een telefoongesprek tot
stand te laten komen. We zullen eens trachten om het op een rijtje te zetten. Om te beginnen moet men het toestel waarmee men wil spreken, kunnen adresseren. Dat gebeurt door de pulsjes die de kiesschijf bij het draaien produceert; daar hoeven we dus verder niets meer aan te doen, gelukkig. Waar we wel voor moeten zorgen is dat er na het draaien van het nummer een belsignaal wordt overgebracht. Voorts dient elk toestel te beschikken over een of andere vorm van dekodering die "onderzoekt" of het aantal binnenkomende kiesschijfpulsjes korrespondeert met het nummer van het toetsel in kwestie. Als dat zo is, moet de bel worden geaktiveerd. Wordt de hoorn van de haak genomen, dan moeten mikrofoon en telefoon van het toestel dat belt en het toestel dat gebeld
elektuur september 1982 — 9-37
huis-telefoon
1
~m
W noot 0
0(' 18V
Voeding
,,
w
LW
a N J m O O O
LO 00 .svo
►
►
18V
U 92147-1
Figuur 1. Het bedraden van de installatie. Alle toestellen kunnen met behulp van een 4-aderige kabel naar elkaar worden doorgelust.
wordt, worden doorgelust. Bovendien dient te worden voorkomen dat het gesprek door een willekeurig ander toestel kan worden afgeluisterd. Hoewel dit alles niet echt moeilijk is te realiseren, is het wel een hele waslijst, dat zult u met ons eens zijn.
Geen centrale Het door ons uitgeknobbelde systeem voldoet aan alle eisen die men maar aan een huistelefooninstallatie kan stellen. Het biedt zelfs nog meer, zoals zal blijken. Het aantal aan te sluiten toestellen is beperkt tot 9 stuks, maar dat lijkt ons voor een huisinstallatie meer dan voldoende. Waarschijnlijk zullen er in de meeste gevallen niet meer dan 2 of 3 toestellen worden gebruikt. Het grote voordeel van het systeem is dat het niet werkt met de gebruikelijke centrale. Ons systeem is dus geen zogeheten sternet, maar een axiaal net. De toestellen hoeven niet alle afzonderlijk met de centrale te worden verbonden, maar kunnen met een 4-aderige kabel (telefoon- of audiokabel) gewoon naar elkaar worden doorgelust. Dat is een heel gemak in de praktijk en het scheelt ook heel wat meters draad. In figuur 1 is te zien hoe een en ander in zijn werk gaat. Omdat de schakeling die in de telefoontoestellen moet worden ingebouwd, niet zo gek veel stroom trekt, kan worden volstaan met één voeding voor de hele installatie. Vanuit die voeding lopen 4 lijnen naar alle toestellen, te weten een belspanningslijn (U~), een voedingslijn (+5 V), een massalijn (0) en een spreeklijn (L). Voor de onderlinge verbinding tussen schakeling en telefoon dienen de punten a, b en BE op de print. Daarop komen we straks nog even terug. Moeilijk is de bedrading in ieder geval niet, dat vertellen we nu alvast.
gaat nu een LED oplichten, die aanDe maximaal 9 toestellen die kunnen geeft dat de lijn is bezet. Wordt er aan worden aangesloten krijgen uiteraard elk de andere kant opgenomen, dan worden een nummer. Dat nummer (tussen 1 en mikrofoon- en telefoonsignalen van 9) kan worden vastgelegd door op de beide toestellen doorgelust en wordt de print van het betreffende toestel een verbinding dus tot stand gebracht. Ook draadbrug te monteren tussen twee al wordt bij een van de andere toestellen bepaalde punten (namelijk tussen een de hoorn opgenomen, het gesprek kan niet worden afgeluisterd. De verbinding van de telleruitgangen van IC1 en flipflop FF1, voor hen die het schema wordt weer verbroken als bij beide toestellen de hoorn op de haak is van figuur 2 al eens nader bekeken gelegd. hebben). Een extraatje van het systeem vormt de Draait men een (bestaand!) nummer, mogelijkheid om met meer dan één dan gaat bij het bewuste toestel de bel toestel tegelijk een gesprek te voeren. over en wordt er een intermitterend Een tamelijk uniek foefje, dachten we piepje op de lijn gezet. Bij alle toestellen zo. Het werkt als volgt: Wanneer men met bijvoorbeeld toestel nr. 3 aan het bellen is en men wil toestel 7 eigenlijk ook graag in het gesprek betrekken, dan kan dat door alsnog het verschil tussen beide nummers erbij te draaien (in dit geval dus een 4). Is het tweede toestelnummer lager dan het eerste, dan moet gewoon worden doorgeteld omdat we nu eenmaal een "9-kanaals"-systeem hebben. Dus: wanneer men belt met nr. 3 en nr. 8 erbij wil roepen, dan draait men een 5; wil men toestel 9 erbij, dan draait men een 6; wil men toestel 1 erbij, dan draait men een 8 en wil men toestel 2 erbij, dan draait men een 9. Ondanks het ontbreken van een "witte knop" kunnen zo dus prima gesprekken onderling worden doorverbonden.
Mogelijkheden
Werking Nu zijn we zo langzamerhand aan de elektronica toe. Elk toestel wordt uitgerust met een schakeling zoals die van figuur 2. De reeds in figuur 1 aangegeven aansluitpunten (a, b, L, BE en U) zijn hierin niet moeilijk terug te vinden. De werking is als volgt: Als de telefoonhoorn op de haak ligt, wordt aan de spreeklijn (L) geen stroom onttrokken, zodat de spanning erop
9-38 — elektuur september 1982
2
Figuur 2. Het schema van de voor elk toestel benodigde elektronica.
hu is-telefoon
elektuur september 1982 — 9-39
huis-telefoon
zo'n 25 à 30 volt zal bedragen (zie "voeding" fig. 3). Wordt de hoorn van de haak genomen en draait men aan de kiesschijf, dan wordt in het toestel de spreeklijn kortgesloten. Punt 10 van A3 zal daardoor laag worden, zodat via N2 en N6 flipflop FF2 wordt geset: de telefoon hangt nu aan de lijn. Door dat kortsluiten van de spreeklijn zal echter ook de uitgang van komparator A4 laag worden, waardoor de teller IC1 en flipflop FF1 worden geaktiveerd. Als er een nummer wordt gedraaid, dan geeft de kiesschijf altijd één puls meer af dan het nummer in kwestie. Een (positieve) puls duurt meestal 40 ms, terwijl de tijd tussen twee pulsen als regel 60 ms bedraagt. Die kiesschijfpulsen staan op de lijn (L) en worden geteld in alle aangesloten toestellen (door IC1). Al, D2, R3 en C3 vormen samen een hertriggerbare monostabiele multivibrator. Ongeveer 0,2 s nadat de laatste telpuls is verstreken, klapt Al om en zal de Q-uitgang van FF1 hoog worden. Daardoor kan de teller van het gebelde toestel niet verder tellen, terwijl de inhoud wordt vastgehouden. Via A2 en T1 wordt het gebelde toestel met de spreeklijn verbonden. Als van dat toestel de hoorn wordt opgenomen, wordt FF3 gereset en houdt het bellen op. Laatstgenoemde flipflop was reeds geset door de CE-puls op de teller. In alle niet-gebelde toestellen is door FF1 een laag-nivo doorgeklokt en als bij een van die toestellen de hoorn van de haak wordt genomen terwijl de "lijnbezet"-LED D5 oplicht, kan er niet worden meegeluisterd. Aangezien de tellers echter geen van alle zijn gereset, kan ieder ander toestel wel worden meeverbonden of doorverbonden. Als alle hoorns weer op de haak liggen, worden de A4-nivo's hoog. Nu worden van alle toestellen de teller en FF2 gereset en LED D5 dooft. Wanneer bij het toestel dat men gebeld heeft niet is opgenomen, dan wordt na het neerleggen van de hoorn FF3 gereset, zodat het bellen ophoudt.
3
4x 1 N 4001 013
0,25 A 82147-3
Figuur 3. Eén simpele voeding is voldoende voor de hele installatie. Vanuit punt L worden de kapsules in de telefoonhoorns van spanning voorzien; van punt U wordt de belspanning bet rokken. Onderdelenlijst bij figuren 2 en 4
biliseerde 5 V voeding gebruikt. Dat er nog een tweede wikkeling nodig is komt uitsluitend op rekening van het feit dat er voor de bel een hogere spanning nodig is. Voor die bel worden zoals te zien beide wikkelingen in serie gebruikt, waarmee dus een belspanning van 36 V ter beschikking staat. De belspanning wordt vanuit punt U naar de toestellen geleid.
De printen Figuur 4 en 5 tonen de print-layout van respektievelijk de schakeling zelf en de voeding. Van de voedingsprint is er per installatie één nodig; van de print van figuur 4 is er een nodig voor elk telefoontoestel. Om te beginnen een belangrijke opmerking: Op sommige printen is de voedingssspanningsaansluiting abusievelijk gemerkt met "+12". Dit moet zijn "+5", want de voedingsspanning bedraagt 5 volt! De afmetingen van de print van figuur 4 zijn zo gekozen dat de schakeling ofwel bij het telefoontoestel kan worden ingeVoeding De voeding voor de huistelefoon is bouwd, ofwel in een klein kastje dat als afgebeeld in figuur 3. Een simpele een soort voetje onder tegen het toestel schakeling, opgebouwd met behulp van wordt geschroefd. Of inbouw in de telefoon mogelijk is hangt af van het een stabilisator-IC van het type 7805. Behalve de aansluitingen +5 V en 0, type toestel, want ze bieden niet allekomen we hier ook weer de punten U maal evenveel ruimte. De "lijn-bezet"LED (D5) moet uiteraard zó worden en L tegen. Punt L ligt uiteraard aan de spreeklijn en via R32, R33 en C16 gemonteerd dat hij goed zichtbaar is. wordt hiermee een deel van de gelijk- Over het invullen van de printen met gerichte ongestabiliseerde voedings- komponenten zullen we het verder niet spanning (25 à 30 V — afhankelijk van hebben. Dat wijst zichzelf en kwa werk de onbelaste trafospanning) aan de stelt het niet meer voor dan een uurtje telefoon- en mikrofoonkapsules van de of wat rustig en netjes solderen. We hebben nog wel twee andere belangrijke aangesloten toestellen toegevoerd. In telefoons worden namelijk kool-kap- opmerkingen met betrekking tot de sules toegepast en die hebben een printen. Op de print van figuur 4 vindt u tussen IC1 en IC2 een aantal aansluitdergelijke spanning nodig om te kunnen punten, gemerkt 1 t/m 9 en "m". De werken. Van de beide 18 V-wikkelingen van de met cijfers gemerkte punten vormen de trafo, wordt er maar één voor de gesta- Q-uitgangen van teller IC1, terwijl "m"
Weerstanden: R1,R23= 1 M R2,R13,R24,R25,R30= 100k R3 = 4M7 R4,R6,R11,R16,R17,R20,R22,R29= 1 k R5=22k R7 = 8k2 R8,R9=47k R10= 220 S2 512= 4k7 R14= 12k R15 = 2k2 R18=33k R19= 10k R21 = 820 k R26 = 2M2 R27,R28= 3k9 R31=18k Kondensatoren: C1,C5= 100n C2= 100p C3=68n C4 = 1 µ/50 V C6=1g/16V C7 = 1µ5/16 V C8,C9 = 1 n C10,C12=470n C11=33n C13 = 1 µ/16 V tantaal C14= 10n Halfgeleiders: T1 T6 = BD 242 T2 = BC 640 T3,T5 = BC 5478 T4,T7 = BC 5576 D1 . . . D4,D6,D8 = 1N4148 D5 = LED D7 = AA 119 D9 = 1 N4001 IC1 = 4017 IC2,IC6 = 4013 IC3,IC5 = 4093 IC4 = LM 339
de ingang is van FF1 — we hebben het al eerder even aangestipt. Om het nummer van het toestel in kwestie vast te leggen moet er een draadbrug worden gesoldeerd tussen punt "m" en een van de punten 1 t/m 9.
9-40 — elektuur september 1£82
huis-telefoon
92147-12
Q!1* 0-1 40-41) 3 ~ O'l44H-10 Oi
+5 1 Figuur 4. Print en komponentenopstelling van de schakeling. De aansluitingen bevinden zich allemaal aan één kant en zijn duidelijk gemerkt. Let op: Op sommige printen is de aansluiting "+5" abusievelijk met "+12" gemerkt!
O `:.~
Figuur 5. De voedingsprint. Zie ook de opmerking bij het onderschrift van figuur 4.
Onderdelenlijst voeding (figuur 3 en 5) Weerstanden:
Kondensatoren:
Halfgeleiders:
Diversen:
R32 = 180 S2 R33=82052
C15,C16 = 1000 µ/35 V C17= 10µ/16 V
D10.,. D13=1N4001 IC7 = 7805
TR1 = trafo 2 x 18 V/0,25 A koelplaat voor IC7
elektuur september 1982 — 9-41
huis-telefoon
Op de voedingsprint, tenslotte, dient de stabilisator (IC7) bij voorkeur van een koellichaam te worden voorzien. De noodzaak hiervan wordt dringender naarmate er meer telefoontoestellen worden gebruikt.
liet lekwit
6
Bedrading Het bekabelen van de printen onderling is in feite door het overzicht van figuur 1 al voldoende duidelijk geillustreerd. We mogen niet verwachten dat het problemen zal geven om de 4 aders van de kabel aan de netjes gemerkte punten van elke print aan te sluiten. Eén zinnige opmerking misschien nog betreffende het punt U—: Op de voedingsprint zelf zult u punt U vergeefs zoeken. De belspanningslijn moet — zoals we bij de bespreking van de voeding al meldden — rechtstreeks met de voedingstransformator worden verbonden. Dan de verbindingen tussen print en telefoontoestel. Op de print zijn daarvoor de aansluitingen a, b en BE gereserveerd. Als u de bodemplaat van de telefoon schroeft, dan zult u bij de kabelaansluitingen aldaar de punten a en b snel gevonden hebben. Daartussen bevinden zich praktisch altijd de in feite in serie geschakelde telefoon- en mikrofoonkapsules. Vaak is via een kondensator ook de bel tussen de punten a en b geschakeld. Figuur 6a geeft een vereenvoudigde weergave van het inwendige van het telefoontoestel. Voor ons systeem hebben we de bel-aansluiting echter apart nodig. Daarmee zijn we bij het schema van figuur 6b; voor onze huistelefoon dient het inwendige van de telefoon er z' uit te zien. In veel gevallen zit de zaak al op die manier bedraad, maar mocht dat niet zo zijn dan dient u de bel-aansluiting (BE) dus zelf te scheiden van de telefoon/mikrofoon-aansluiting (b). Bent u er niet zeker van wat de juiste aansluitingen zijn, dan valt dat snel uit te vinden als u een van de 18 V wikkelingen van de trafo als "testspanning" gebruikt. Wanneer die spanning op twee onbekende punten wordt aangesloten en de bel gaat over, dan hebt u de belaansluitingen te pakken; hoort u geen bel maar wel een luide brom in de telefoonhoorn, dan hangt de testspanning over de punten a en b. Het beste is om hierbij een elko van 100 i/35 V in serie met de "testspanning" op te nemen — dan kan er nooit iets fout gaan.
Opmerkingen Tot slot nog een paar losse opmerkingen die bij de bouw van belang kunnen zijn. Allereerst dit: Het is absoluut noodzakelijk om de telefoon op de juiste werking te kontroleren, alvorens deze op de schakeling aan te sluiten. Het komt nogal eens voor dat de verbindingen in en aan de stekker loszitten en/of kortgesloten zijn. Het referentienivo (U r ) van de kompaA4 bedraagt 2,5 V. A4 rators Al .
Kristaloscillator De aansluitingen G1 en G2 van MOSFET T3 (juli/aug. '82, blz. 8-03) dienen verwisseld te worden: G2 moet aan +5 V en G1 aan het knooppunt R6/C4.
teletekstdekoder
82147 6a
Op pagina 11-60 van het tweede teletekstartikel (november '81) ontbreekt in figuur 9 een kondensator. Deze kondensator, een elko van 10 .s/16 V tantaal, dient te zitten tussen de video 1-ingang en de basis van T4, met de plus-kant aan de basis van de transistor. Op de print is deze elko wel aanwezig als nummer C49. Dit betekent dat de in het schema met C49 aangegeven elko een verkeerd nummer heeft. Dat moet nummer C48 zijn. Op de print en in de onderdelenlijst is alles korrekt aangegeven.
artist 82147 6b
Figuur 6. Als de bel-aansluiting van het telefoontoestel niet afzonderlijk beschikbaar is (6a), dan moet hij worden losgenomen (6b). Punt a is nagenoeg altijd massa.
werkt naar behoren als zijn uitgang laag wordt (en LED D5 oplicht) zodra er één hoorn van de haak wordt genomen. Gebeurt dat niet, dan moet U r worden aangepast en aangezien U r voor alle komparators vastligt, kan dat alleen door wijziging van R17 en/of R18. De bel wordt uitgeschakeld met behulp van de rond T2 opgebouwde stroomsensor. Aangezien de meeste toestellen 20 à 25 mA trekken, zal dit in de praktijk zelden of nooit problemen geven. Als de hoorn van de haak wordt genomen, wordt de spanning op punt 10 van A3 vrijwel 0 V, waardoor de telefoon met de spreeklijn wordt doorverbonden. Nog één laatste opmerking: Als men bereid is wat meer geld te investeren en voor elk toestel een aparte voeding te gebruiken, dan kan worden volstaan met een twee-aderige kabel tussen de toestellen. De voor de spreeklijn benodigde spanning wordt dan vanuit één van die voedingen betrokken.
In het bedradingsschema van de artist (pagina 5-50, mei '82) zijn enkele verbindingen niet goed aangegeven. Aansluiting A van stekerbus Bal moet worden verbonden met het punt A-Bal op de print. De 1- en B-aansluiting van Bal worden met schakelaar S1 verbonden. Verder wordt aansluiting A van Ba4 verbonden met punt A-Ba4 op de print en gaan de 1- en B-aansluitingen naar schakelaar S4. Gitaristen die graag hoogohmige gitaarelementen gebruiken willen deze ook het liefst aansluiten op een hoogohmige versterker-ingang. Bij de artist kan de ingangsimpedantie worden verhoogd tot 500 k als de volgende komponentenwaarden worden veranderd: R3,R41 = 2M2, R2,R40 = 150 k en R 1 ,R39 = 560 k. De gevoeligheid van de ingangen kan men kleiner maken door de weerstandswaarde van R4 en R42 te verlagen.
.4(
dochterflits De dochterflits uit de Halfgeleidergids '82 (schakeling nummer 51 op pagina 7-73) bevat op de print een foutje dat het flitsen helaas onmogelijk maakt. Kondensator Cl dient namelijk als buffer voor de voedingsspanning, maar op de print is deze elko abusievelijk parallel aan weerstand R6 geschakeld. De fout kan worden opgeheven door de min-kant van Cl op de print los te halen en deze te verbinden met de vlak daarnaast gelegen nul-aansluiting.
