|
Belpuls detector |
|
klik hier voor compleet overzicht |
- Genereert +15 V puls als telefoon rinkelt
- Bruikbaar als algemene stuurschakeling voor op afstand besturen
- Onderdrukt stoorpulsen
- Enkelvoudige +15 V voeding
- Galvanisch gescheiden van PTT-net
INLEIDING
Vaak zou het heel erg handig zijn als men op afstand bepaalde apparaten in huis zou kunnen inschakelen. Een praktijkvoorbeeld.
Het is winter en men gaat een weekend naar vrienden die ver uit de buurt wonen. Als energiebewust burger wordt voor vertrek uiteraard
de verwarming laag gezet. Het gevolg is dat men op zondagavond in een steenkoude woning thuis komt. Zou het niet praktisch zijn als
men voor men aan de terugreis begint even een seintje aan de verwarming zou kunnen geven om op volle kracht te gaan
branden?
Het zal duidelijk zijn dat de telefoon een ideaal medium is om dergelijke boodschappen door te geven. Immers, het PTT-net is
uiterst fijnmazig en men kan van iedere willekeurige plek in Nederland het eigen nummer bellen! Maar wat dan? Er is elektronica
nodig om dit opbellen te vertalen naar de een of andere actie!
De eerste schakeling die men nodig heeft voor dit soort toepassingen is een elektronische belpuls detector. Een schakeling
die dus de 25 Hz sinussen die op de lijn worden gezet als het toestel wordt opgebeld detecteert en deze omzet in een mooie
stuurpuls. Met deze puls kan men dan allerlei andere schakelingen aansturen.
DE SCHAKELING
De schakeling, getekend in figuur 1, is zo eenvoudig dat een eerste kennismaking aan de hand van een blokschema niet eens
noodzakelijk is. Het signaal op de telefoonlijn wordt capacitief gekoppeld naar een bruggelijkrichter, die het belsignaal omzet in
een pulserende gelijkspanning. Die capacitieve koppeling is absoluut noodzakelijk, want in rust mag er géén
gelijkstroom door de PTT-lijn vloeien!
Figuur 1: Het schema van de schakeling.
C1 heeft een waarde van slechts 100 nF, maar dat wil niet zeggen dat men concessies mag doen aan de doorslagspanning. Een 630 V
exemplaar is absoluut noodzakelijk!
De gelijkgerichte spanning op de uitgang van de brug stuurt via een stroombegrenzende weerstand R1 een stroom in de LED van een
optische koppelaar IC1. Vier zenerdioden van 15 V zijn in serie met het primaire circuit van de bruggelijkrichter opgenomen. Deze
houden alle signalen die kleiner zijn dan 30 V tegen, zodat de schakeling alleen maar regeert op het veel grotere belsignaal dat
de PTT nog steeds op de lijn zet.
De aansluitingen van de telefoonlijn worden niet alleen naar de brug gevoerd, maar ook naar een afzonderlijke uitgang op de print.
Door deze doorverbinding kan men de print van de belpuls detector op een heel eenvoudige manier verbinden met andere printen die het
PTT-siggnaal ook nodig hebben.
Het secundaire circuit bestaat uit de als emittervolger geschakelde foto-transistor uit de optische koppelaar, een
ontstoorfiltertje en een als comparator geschakelde operationele versterker IC2. Als de LED geen infrarode straling uitzendt zal de
foto-transistor niet geleiden en staat er over de emitterweerstand R2 geen spanning. Bij het verschijnen van het eerste belsignaal op
de lijn gaat de LED 50 keer per seconde even oplichten. De transistor gaat even zoveel maal even geleiden en over de
emitterweerstand R2 ontstaan smalle pulsjes van ongeveer 15 V. De condensator C2 gaat zich via R3 uit deze pulsjes opladen.
Na ongeveer 30 ms staat er een mooie gelijkspanning van +15 V over dit onderdeel. Deze spanning valt uiteraard vrijwel onmiddellijk
weg tussen twee belsignalen. De condensator gaat zich dan immers via R3 en R2 ontladen.
De spanning over de condensator wordt in een comparator vergeleken met een referentiespanning, die instelbaar is door middel van de
instelpotentiometer R5. Dit onderdeel is in serie geschakeld tussen de massa en de +15 V voeding met twee vaste weerstanden van
respectievelijk 8,2 kOhm en 22 kOhm als begeleiders. De inverterende ingang van de operationele versterker kan dus door
het verdraaien van de loper ingesteld worden op een gelijkspanning tussen ongeveer +8 V en +12 V. In rust is de condensator ontladen
en staat de niet-inverterende ingang van de operationele versterker op nul volt. De inverterende ingang is veel positiever,
de uitgang van de schakeling zal bijgevolg op 0 V staan. Het is namelijk een gunstige eigenschap van de operationele versterker
van het type CA3140 dat deze in staat is zijn uitgang net zo laag te maken als de spanning die op de negatieve voedingsaansluiting
van het onderdeel staat. In deze schakeling wordt de op-amp tussen +15 V en de massa gevoed, op de uitgang moet men bijgevolg een
spanning meten van ten hoogste 100 mV.
Anders wordt dat als de telefoon wordt opgebeld. De spanning over condensator C2 komt via weerstand R8 op de niet-inverterende
ingang terecht en deze aansluiting wordt ongeveer +15 V. Deze spanning is groter dan de spanning op de inverterende ingang, de
uitgang van de schakeling zoekt de voedingsspanning op en wordt ongeveer gelijk aan +15 V, een mooi besturingssignaal voor andere
schakelingen.
|
Interessante elektronica links Klik hier ... Kattenschrikdraad installatie houdt katten in of uit uw tuin Klik hier ... Boeken voor de elektronicus Klik hier ... Software voor schema tekenen, print ontwerpen en simulatie Klik hier ... Goedkope digitale oscilloscopen, via USB aan te sluiten op uw PC Klik hier ... Goedkope meetapparatuur voor het testen van uw onderdelen Klik hier ... Draadloze elektronica in uw huis Klik hier ... Inbraakalarm van Marmitek en KlikAanKlikUit Klik hier ... Bespaar energie met PowerSafer |
STOORPULSONDERDRUKKING
Bij het opnemen van de hoorn van een op dezelfde lijn parallel geschakelde telefoon kan het gebeuren dat er zeer korte maar
tamelijk grote stoorpulsen ontstaan. Deze zijn zo groot dat zij de eerste storingsonderdrukkers, namelijk de vier zenerdioden, zonder
problemen overwinnen. Om te verhinderen dat deze stoorpulsen smalle pulsen op de uitgang veroorzaken is het netwerkje R3-C2
opgenomen. De korte spanningspuls over R2 zal een stroom door R3 veroorzaken, die de condensator C2 weliswaar gaat opladen, maar er
niet in slaagt de spanning over dit onderdeel tot boven de referentiespanning van de comparator te laten stijgen.
| WEERSTANDEN | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| R1 | 10 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R2 | 10 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R3 | 15 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R4 | 8,2 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R5 | 10 kOhm | instelpot, 10x15 mm, staand | R6 | 22 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R7 | 47 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R8 | 47 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| CONDENSATOREN | |||||
| C1 | 100 nF | MKH | C2 | 2,2 µF | 16 V printelco |
| HALFGELEIDERS | |||||
| D1 | 15 V | zenerdiode, 400 mW | D2 | 15 V | zenerdiode, 400 mW |
| D3 | 15 V | zenerdiode, 400 mW | D4 | 15 V | zenerdiode, 400 mW |
| D5 | 1N4004 | universele Si-diode | D6 | 1N4004 | universele Si-diode |
| D7 | 1N4004 | universele Si-diode | D8 | 1N4004 | universele Si-diode |
| IC1 | TIL113 | optische koppelaar | IC2 | CA3140 | op-amp, mini_DIL |
| DIVERSEN | |||||
| 1 | - | IC-voetje, 6 pens | 1 | - | IC-voetje, 8 pens |
| 1 | - | printkroonsteentje | 5 | - | printsoldeerlipje |
DE BOUW VAN DE SCHAKELING
De componentenopstelling in getekend in figuur 2. De telefoonaansluiting wordt uitgevoerd door middel van een tweepolig printkroonsteentje, de vijf
overige aansluiting door middel van op de print gesoldeerde soldeerlipjes.
Figuur 2: De componentenopstelling.
DE SCHAKELING IN DE PRAKTIJK
Verbindt het printje met een voeding van +15 V, sluit de ingang parallel aan een telefoon op de PTT-lijn en zet de instelpotentiometer
R5 in de middenstand. Meet met een universeelmeter of een oscilloscoop de spanning op de uitgang. Deze spanning moet 0 V bedragen. Neem de
hoorn van de haak en controleer of de spanning 0 V blijft. Zou de naald van de meter even uitslaan of zou er een smalle positieve puls op het
scherm van de scoop zichtbaar zijn, dan moet men de loper van R5 op een iets positievere spanning instellen.
Laat vervolgens een vriend of vriendin het nummer waarop de schakeling is aangesloten opbellen. Op het moment dat de bel in de telefoon gaat
rinkelen moet de spanning op de uitgang gelijk worden aan +15 V en onmiddellijk weer terug naar nul vallen tussen twee belsignalen.
Is dit niet het geval, dan moet men de loper van de instelpotentiometer verdraaien.
HET GEBRUIK VAN DE SCHAKELING
Voor de schakeling zijn tal van applicaties te verzinnen, waarin de belpuls detector als zelfstandige unit zijn diensten kan bewijzen.
Figuur 3 geeft bijvoorbeeld een schakeling waarmee men een sterke 230 V bel uit de belpuls detector kan sturen.
Figuur 3: Een voorbeeld van de mogelijke toepassing.
Handig als men een centrale telefoon in een zeer grote of rumoerige ruimte heeft opgesteld of een huis met zeer grote tuin heeft. De
uitgang stuurt via de schakeltransistor T1 een 15 V relais RY1. Dit relais moet uiteraard wel in staat zijn de netspanning te schakelen! De
230 V bel is in serie met het relaiscontact op het 230 V net aangesloten.
Het relais en het printje van de belpuls detector kunnen gevoed worden uit een ongestabiliseerde spanning van +15 V, bijvoorbeeld afkomstig
van een netstekervoeding.
EXTRA SERVICE: DOWN-LOADEN VAN HET PRINTONTWERP
U kunt het ontwerpje van de print van deze nabouwschakeling uit onze Internet-site down-loaden.
Het ontwerp werd gescand met een resolutie van 300 dpi en staat ter beschikking als TIF-file, LZW-compressie.
Deze file kan in ieder grafisch programma geopend worden en geprint op transparante folie.
Gebruik hiervoor bij voorkeur een inkjet-printer!
Druk het ontwerpje af met de afmetingen die hieronder staan vermeld!
Nadien kunt U met dit transparant een stukje foto-gevoelige printplaat belichten.
Klik hier ... en ga terug naar het begin van deze pagina
Klik hier ... en ga terug naar de bouwbeschrijvingen van Vego
Klik hier ... en ga terug naar het hoofd-menu van de Vego-site