2.2.1.- Sistema de Telefonía Móvil Celular

La comunicación celular es una tecnología de comunicaciones

inalámbricas en la que las áreas de comunicación se dividen en pequeñas áreas

llamadas celdas y en las que las transmisiones pasan de celda a celda hasta que

llegan a los destinatarios. Cada celda contiene una antena y dispositivos que

permiten recoger información y pasarla de una celda o de un emisor a otro.

Las comunicaciones móviles son actualmente el área de crecimiento más

rápido dentro del sector de las telecomunicaciones, especialmente la telefonía

móvil celular. Los sistemas de comunicaciones personales (PCS) comprenden un

amplio rango de servicios que, más allá de la simple movilidad, permiten al

usuario disponer de conexión telefónica con independencia de su localización

física, el terminal empleado y el medio de transmisión. Para ello, emplean tanto

las tecnologías móviles como las funciones de red inteligente de la red fija. Puesto

que el espectro de radio es un recurso limitado compartido por todos los usuarios,

se debe idear un método para dividir el ancho de banda entre tantos usuarios como

sea posible.

Sistema Global para las comunicaciones móviles (GSM): es una de las

tres tecnologías de PCS en Norteamérica; Se basa en la tecnología de banda

estrecha TDMA, donde las bandas de frecuencia disponibles se dividen en

ranuras de tiempo, con cada usuario teniendo acceso a una ranura de tiempo a

intervalos regulares. La banda estrecha TDMA permite ocho comunicaciones

simultáneas sobre un solo multiplexor de radio y esta diseñado para utilizar 16

canales de media exploración. Esta es actualmente la única de las tecnologías

que proporciona servicios de datos (e-mail, fax, revisar Internet, y acceso de

intranet/LAN inalambricamente).

7

Acceso múltiple de división de código CDMA (Code Division Multiple

Access): Se basa en el estándar de protocolo IS-95 Americano primero

desarrollado por QUALCOMM, CDMA. Se caracteriza por su uso de las

técnicas separadas del espectro para transmitir voz o datos.

Más que dividir el espectro RF en canales de usuario separados por intervalos

de frecuencia o ranuras de tiempo, esta tecnología separa a los usuarios

asignándoles códigos digitales dentro del mismo espectro. Las ventajas de la

tecnología de CDMA incluyen altas capacidad e inmunidad del usuario de

interferencia por otras señales. Funciona en los 800 y 1900 MHz.

Tecnología de acceso múltiple con división de tiempo TDMA (Time

Division Multiple Access): Es así ranuras de tiempo, con cada usuario

teniendo acceso a una ranura de tiempo a intervalos nombrado ya que las

bandas de frecuencia disponibles para la red se dividen en regulares. De tal

modo, se hace uso más eficiente del ancho de banda disponible. Existe en

Venezuela en la bandas de 800MHz y 900MHz.

La utilización de las ondas radioeléctricas se reveló desde hace tiempo como

el único medio eficaz de establecer comunicaciones con puntos móviles, y lo

seguirá siendo durante mucho tiempo, ya que las ondas de radio gozan de la

propiedad de salvar obstáculos, y el resto de las interacciones conocidas por la

física actual no puede propagarse a grandes distancias.

Desgraciadamente el espectro radioeléctrico es un recurso limitado cuya

utilización racional sólo ha sido posible mediante una reglamentación muy estricta

que permite la optimización de la asignación de frecuencias.

8

Características Básicas de un Sistema Móvil

Reutilización de frecuencias

Este concepto define la utilización de radiocanales con las mismas frecuencias

portadoras para cubrir áreas diferentes. Cada una de estas áreas se denomina

célula, dentro de cada célula se utilizan un conjunto de radiocanales que pueden

repetirse en otras células. De esta forma, se aumenta el número de canales de

tráfico por unidad de superficie.

Por motivos de interferencia entre canales operando sobre el mismo canal

celular (interferencia co-canal) las mismas frecuencias no pueden utilizarse en

todas las células. Debe respetarse una distancia mínima de separación,

denominada distancia de reutilización, entre cada uno de los emisores.

Figura 2.1. Cluster o Celdas

9

Fragmentación celular

La idea celular permite aumentar la capacidad del sistema, para adaptarse a

futuros incrementos del número de usuarios, mediante sucesivas divisiones o

fragmentaciones de las células.

De esta forma, puede aumentarse la reutilización de las frecuencias

disponibles en zonas con mucho tráfico, aumentando la capacidad inicial, esto

permite una inversión gradual y un crecimiento armonizado en función de la

demanda; Además, el crecimiento debido al aumento en la demanda no supone

retirar los equipos e inversiones ya realizadas.

Figura 2.1.2. Fragmentación de Celdas

10

Compartición de Radiocanales

Los primeros sistemas móviles utilizaban la asignación fija de una frecuencia

para cada pareja móvil-estación base, de forma que cada canal se asignaba a un

móvil específico o a un grupo de usuarios que lo compartían, en los actuales

sistemas celulares los radiocanales existentes dentro de cada célula son

compartidos por todos los usuarios (sistemas trunking). Esto tiene como

consecuencia el incremento de la eficiencia de utilización del canal, al ser

compartido; la eficiencia es mayor a medida que se incremento el número de

canales. El sistema debe tener localizado al terminal móvil en todo momento, de

forma que éste pueda recibir llamadas independientemente de su posición actual.

Esta función se realiza actualizando la posición de los terminales móviles

en Registros de localización. Cuando un terminal móvil detecta un cambio de área

de localización, inicia una llamada o una petición de servicio hacia la red TMA

con el fin de actualizar su posición, los mecanismos para llevar a cabo esta

función presentan una gran diversidad dependiendo del tipo de sistema celular a

otra cuando el móvil atraviesa la frontera entre ambas. Mediante la función de

supervisión de la calidad de la comunicación el sistema celular debe detectar

cuando es necesario realizar el procedimiento de traspaso o cambio de canal, en

este caso, debe ser capaz de conmutar la llamada del canal de la primera célula a

un canal libre de la segunda célula, que incluso, como en GSM, puede ser la

misma que estaba cursando la comunicación.

Las causas que pueden producir el traspaso de canal, así como el ámbito de

aplicación, pueden ser muy diversas y varían de unos sistemas a otros.

11

2.2.2.- Tecnología GSM

La historia del estándar de telefonía GSM comienza en 1982, cuando la

Conferencia de Administraciones Europeas de Correos y Telecomunicaciones

(CEPT), para tratar de solventar los problemas que había creado el desarrollo

descoordinado e incompatible de sistemas móviles celulares en los diferentes

países de la CEPT, tomo dos decisiones: Establecer un equipo con el nombre de -

Groupe Special Mobile (de aquí viene la abreviatura GSM), que desarrollara un

conjunto de estándares para una futura red celular de comunicaciones móviles de

ámbito paneuropeo.

Al recomendar la reserva de dos subbandas de frecuencias próximas a 900

Mhz para este sistema, los problemas más importantes eran:

No poder disponer de un mismo terminal al pasar de un país a otro.

No disponer de un mercado propio suficientemente extenso.

En 1984, empieza a surgir otro factor adicional, los sistemas celulares de la

primera generación, y en particular en los países del norte de Europa,

experimentan una aceptación y penetración en el mercado extraordinariamente

superior a la prevista. En 1986, las cifras indicaban la saturación de la capacidad

de estos sistemas para principio de la década de los 90. Ante esto surgió la

tentación de utilizar parte de las subbandas de frecuencias destinadas al GSM

como ampliación de las usadas por los sistemas móviles celulares de primera

generación. (Sistema analógicos 900). En consecuencia, la Comisión de las

Comunidades Europeas emitió una Directiva en la que reservaban dos subbandas

de frecuencias en la banda de 900 Mhz, para el sistema paneuropeo, que

empezaría a funcionar en 1991. Estas subbandas eran más pequeñas que las

recomendadas por la CEPT. Asimismo, contemplaba que las frecuencias en estas

subbandas que estuvieran siendo utilizadas por sistemas móviles celulares de la

primera generación (analógicos), deberían abandonarlas en los siguientes diez

años (o sea hasta el 2001) que es la vida que les queda a los TMA (analógicos).

12

Mientras tanto los miembros del GSM realizaban excelentes progresos en el

desarrollo y acuerdo de estándares. Se adopto la decisión de que el sistema sería

digital, en lugar de analógico, lo que redundaría en mejorar la eficiencia espectral,

mejor calidad de transmisión, posibilidades de nuevos servicios y otras mejoras

como la seguridad. También permitiría la utilización de tecnología VLSI de

fabricación de chips electrónicos, pudiéndose fabricar terminales móviles más

pequeños y baratos, y en definitiva el uso de un sistema digital complementaria el

desarrollo de la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) con la que GSM

deber tener un interfase.

GSM funciona en tres diversos rangos de frecuencia. Éstos son:

GSM 900

GSM 900 O simplemente GSM, es la red digital más adoptada. La utilizan

actualmente más de 100 países del mundo, principalmente en Europa y en Asia

(Pacífico). Utiliza la frecuencia de radio de 900MHz. Hoy día, como ya está

bastante saturada en varios países, las operadoras utilizan juntamente con la red

GSM 1800 para poder aumentar la capacidad de utilización. Para hacer uso de la

red GSM 1800 es necesario tener un teléfono Dual Band que conmute

automáticamente para el GSM900 o para el GSM1800 según la disponibilidad del

sitio. La red GSM900 tiene más alcance pero tiene menos capacidad de

penetración, por eso es ideal para ser utilizada en espacios abiertos, y menos

indicada en las ciudades o en zonas verticalmente urbanizadas.

13

Interfaces del Sistema GSM

Las normas GSM definen interfaces normalizados entre cada una de las

entidades que forman parte del sistema. Estas interfaces se denominan de la

siguiente manera:

 

Características del GSM

El sistema GSM posee una serie de funcionalidades, que pueden ser

implementadas por los operadores en sus redes. Las varias características

incluyen: Posibilidad de usar el terminal y la tarjeta SIM en redes GSM de otros

países (roaming), servicio de mensajes cortos (SMS) a través del que pueden ser

enviadas y recibidos mensajes con hasta 126 caracteres, reenvío de llamadas para

otro número, transmisión y recepción de datos y fax con velocidades de hasta 9.6

Kbps, Difusión celular - mensajes con hasta 93 caracteres pueden ser enviados

para todos los teléfonos móviles en un área geográfica, posibilidad de

visualización de crédito / costes, Ligaciones sin estática, notificación de llamadas

en espera cuando estamos hablando por teléfono, posibilidad de colocar una

llamada en espera mientras se coge otra, las llamadas son encriptadas lo que

impide que sean escuchadas por otros, posibilidad de impedir la recepción y

transmisión de ciertas llamadas.

14

Ventajas de GSM

Implantación de sistemas de encriptación para proporcionar confidencialidad

en las comunicaciones, autenticación del abonado, mejora en la calidad de las

comunicaciones al incorporar potentes códigos de control de errores,

simplificación de los equipos de radiofrecuencia, mayor grado de portabilidad,

menor consumo, mayor flexibilidad a la hora de incorporar los avances y

desarrollos tecnológicos (codificación de voz a 6,5 Kb/s) y transmisión de voz y

datos a diferentes velocidades.

El sistema GSM proporciona un servicio móvil. Los usuarios pueden hacer

uso del sistema mientras se encuentran en movimiento o en situación fija pero no

precisada, siempre y cuando estén dentro de la zona de cobertura y utilicen un

terminal adecuado.

El sistema GSM permite enviar y recibir llamadas de telefonía, datos,

facsímil, etc., hacia y desde redes públicas internacionales, tales como Redes

Telefónicas Conmutadas, Redes Digitales de Servicios Integrados, Redes de

Conmutación de Paquetes, etc.

El sistema proporciona facilidades de "servicio personalizado", esto es, las

llamadas van dirigidas al usuario no al terminal como ocurre en las redes

convencionales. Cuando un usuario se da de alta en el servicio, se le proporciona

una tarjeta inteligente (SIM) que incorpora sus datos y condiciones de abonado.

Estos datos quedan también registrados en los correspondientes órganos del

sistema. De forma separada se dan de alta los terminales, los cuales quedan

también registrados en elementos internos del sistema. Cuando un usuario desea

hacer uso de los servicios del sistema debe insertar su tarjeta SIM en un terminal

dado previamente de alta y, desde ese momento, el terminal queda personalizado

para un usuario concreto.

15

2.2.3.- Tecnología TDMA

En la actualidad las telecomunicaciones se han vuelto una parte muy

importante para todas las personas, y ni que decir de las empresas a cualquier

escala, ya que representan en la mayoría de los casos oportunidades de desarrollo

en sus mercados, por ello no es un secreto que los sistemas celulares se están

sobre poblando. Principalmente por el numero de canales asignados con un

numero limitado de frecuencias, las cuales resultan insuficientes, en respuesta a la

problemática que se le presentaba en este momento al sistema analógico surge

como única solución dos estándares digitales, el primero de ellos es conocido

como Time-Division Multiple Access (TDMA), el otro es conocida como Code

Division Multiple Access (CDMA), ambas tecnologías tienen la misma función,

permitir el mayor numero de llamadas simultaneas y las dos son aplicables a las

celdas PCS (Personal Communications Services) y otras redes inalámbricas.

TDMA fue una tecnología que se adopto rápidamente por que ya tenia bases en

Europa como base del sistema celular digital GSM (Global System for Mobile

Communications) entonces TDMA se seleccionó así en 1989 como una norma

celular digital.

TDMA multiplexa hasta 3 llamadas en el mismo canal de transmisión de

30 Khz, sin embargo, este estándar nunca cumplió las expectativas de

comunicación, pero ofreció una instalación de gran facilidad y siempre se

mantuvo como un sistema que podría crecer.

Todo lo anterior manifiesta que TDMA es una tecnología que aun sigue

utilizándose y sigue evolucionando, y que es muy probable que se estén

preparando mejoras para recuperar el terreno perdido actualmente frente al

estándar CDMA.

16

Características Básicas TDMA

En el multiacceso TDMA se emplea una sola portadora para dar servicio a varios

canales mediante compartición temporal. En el enlace descendente, de base a

móvil, se transmite la portadora modulada por la señal múltiplex temporal con

todos los canales. Cada estación móvil extrae la información en el intervalo

temporal que tiene asignado y de ella obtiene las referencias de portadora y la

temporización y sincronización de la trama.

Figura 2.2. Multiplexion por Division de Tiempo

17

La transmisión en este sentido es TDM (múltiplex temporal). En el enlace

ascendente, de móviles a base, cada móvil envía su información en forma de una

ráfaga de datos en el intervalo de tiempo asignado dentro de la trama. Como las

portadoras y relojes de los diferentes móviles no están sincronizados y los tiempos

de llegada de las ráfagas a la estación base son variables debido a las diferentes

posiciones de los móviles, el enlace ascendente ha de funcionar en TDMA

asíncrono, por lo que deben preverse unos tiempos de guarda para minimizar las

colisiones entre las ráfagas que llegan a la estación base.  

En adición para incrementar la eficiencia de transmisión, TDMA ofrece

más ventajas sobre otras tecnologías celulares. Primero, puede ser adaptado para

transmitir voz y datos, soporta diferentes velocidades, desde 64 Kbps a 120 Kbps,

esto permite brindar servicios de fax, transmisión de datos, servicio de mensajes,

y servicios de multimedia y videoconferencia. A diferencia de otras técnicas de

espectro amplio, las cuales sufren de interferencia debida a otras transmisiones en

la misma frecuencia, la tecnología TDMA, que divide a sus usuarios en tiempo,

asegura que no experimentarán interferencias de otras transmisiones simultáneas,

brinda también la ventaja de extender la vida útil de las baterías, ya que el móvil

sólo transmite en porciones de tiempo en la duración total de la conversación.

Una de las desventajas de TDMA es que cada usuario tiene una ranura de

tiempo asignada. Sin embargo, cuando un usuario cambia de una celda a otra, no

tiene una ranura asignada. Además, si todas las ranuras están ocupadas en la

siguiente celda, la llamada se puede perder. De forma similar, si todas las ranuras

de la celda en la cual se encuentra un usuario están ocupadas, este no recibirá un

tono de marcación.

18

Otro problema con TDMA es que esta sujeto a distorsión por multipath.

Una señal procedente de una torre a un móvil puede provenir de diferentes

direcciones, puede haber rebotado por varios edificios antes de llegar, lo que

puede causar interferencia; Una forma de eliminar esta interferencia es poner un

tiempo límite al sistema, el sistema esta diseñado para recibir, tratar y procesar a

una señal con un cierto tiempo límite, después de que este tiempo expira, el

sistema ignora la señal. La sensibilidad del sistema depende de que tan lejos

procese las frecuencias de multipath. Aún a miles de segundos estas señales de

multipath causan problemas. Todas las arquitecturas celulares, ya sean basadas en

micro o macro celdas, tienen un conjunto único de problemas de propagación. Las

macro celdas son afectadas por señales de multipath causadas por reflexión y

refracción, debilitando o cancelando la señal.

2.2.1.- Descripción básica del MODEM WMOD2A-G900

El módem WMOD2 de Wavecom es un Terminal para transmisión de datos,

de llamadas telefónicas y de voz, también permite mensaje de móvil celular corto

del servicio de mensaje. Se comunica con el PC a través del puerto serie RS-232,

mediante comandos AT. Existen diferentes referencias del modem Wavecom

como lo son:

- WMO2-G900 : GSM 900 MHz version

- WMO2-G1800 : GSM 1800 MHz version

- WMO2-G1900 : GSM 1900 MHz version

19

En la tesis actual se usará el WMOD2A-G900 suministrado por el Instituto

Universitario de Tecnología de la Victoria a través de Funda Telecom para su

desempeño en el sistema propuesto, y sus especificaciones técnicas son:

Alimentación de salida: 2w - Clase 4, GSM 900, 1w.

Voltaje de entrada: 5V-32V para GSM 900

Corriente de entrada: (GSM 900 @ 12V) <10 mA en

reposo y 200 mA en transmisión.

Rango de temperatura: -20°C - +55°C operativo, y -

25°C - +70°C

Transmisión y redes de datos Scada con

comunicación GSM

Acceso a tarjeta SIM Dimensiones: 98 x 54 x 25 mm

Peso aprox.: 130 gr.

Características Básicas:

Teléfono (TCH / FS) y llamadas de emergencia, modos FR / EFR / HR,

DTMF (tonos multifrecuencial), algoritmo de encriptación A5/1 y A5/2, SMS:

MT / MO / CB / modo PDU.

Los servicios suplementarios que posee son:

Desvío de llamadas, restricción de llamadas, identificación de llamada

entrante, multipart, aviso de carga (AoC), SIM Lock, SIM Toolkit, agenda

telefónica, número de marcación fija, llamada en espera y retención de llamada,

cancelación de eco, y USSD.

20

Características de datos:

Transmisión asíncrona, modos transparente y no transparente, velocidad de

transferencia, hasta 14.400 bps, 2.400 y 4.800 bps en Half Rate. Rango de

velocidades en puerto local: desde 300 bps a 19.200 bps con autobauding. Fax

grupo 3 (clase 1 y 2). Soporte compresión V.42, V.42 bis. Soporte GPRS. Soporte

WAP. Interfaces: V.24 y audio a través del conector sub-D 15. Alimentación a

través de un conector micro FIT de 4 pines. Conector de la antena SMA hembra.

Control remoto por medio de comandos AT.

Especificaciones GPRS: GPRS clase 2. Esquema de codificación: C51 a C54.

Cumple con SMG 31 bis.

Figura 2.2.1. Modem WMOD2A-G900

21

El módem se conecta con el ordenador a través de un puerto de

comunicaciones del primero. Estos puertos siguen comúnmente la norma RS232.

A través del cable RS232 conectado entre el ordenador y el WMOD2A-G900,

estos se comunican. Hay varios circuitos independientes en el interfaz RS232.

Dos de estos circuitos, el de transmitir datos (TD), y el de recibir datos (RD)

forman la conexión de datos entre PC y el Módem. Hay otros circuitos en la

interfaz que permiten leer y controlar estos circuitos.

Señales de conexión con el módem:

DTR (Data Terminal Ready). Esta señal indica al módem que el PC está

conectado y listo para comunicar. Si la señal se pone a OFF mientras el módem

esta en on-line, el módem termina la sesión y cuelga el teléfono.

CD (Carrier Detect). El módem indica al PC que esta on-line, es decir conectado

con otro módem.

RTS (Request to send): Normalmente encendido. Se pone OFF si el módem no

puede aceptar más datos del PC, por estar en esos momentos realizando otra

operación.

CTS (Clear to send): Normalmente encendido. Se pone OFF cuando el PC no

puede aceptar datos del módem.

 

22

El control de flujo es el mecanismo por el cual el módem y ordenador

gestionan los intercambios de información. Estos mecanismos permiten detener el

flujo cuando uno de los elementos no puede procesar más información y reanudar

el proceso no mas vuelve a estar disponible. Los métodos más comunes de control

de flujo son:

a) Control de flujo hardware: RTS y CTS permiten al PC y al módem parar el

flujo de datos que se establece entre ellos de forma temporal. Este sistema

es el más seguro y el que soporta una operación adecuada a altas

velocidades.

Control de flujo software: XON/XOFF: Aquí se utilizan para el control

dos caracteres especiales XON y XOFF (en vez de las líneas hardware RTS y

CTS) que controlan el flujo. Cuando el PC quiere que el módem pare su envío de

datos, envía XOFF. Cuando el PC quiere que el módem le envíe más datos, envía

XON. Los mismos caracteres utiliza el módem para controlar los envíos del PC.

Este sistema no es adecuado para altas velocidades. 

2.2.2.- PIC 16F877

Se denomina microcontrolador a un dispositivo programable capaz de

realizar diferentes actividades que requieran del procesamiento de datos digitales

y del control y comunicación digital de diferentes dispositivos.

Los microcontroladores poseen una memoria interna que almacena dos

tipos de datos; las instrucciones, que corresponden al programa que se ejecuta, y

los registros, es decir, los datos que el usuario maneja, así como registros

especiales para el control de las diferentes funciones del microcontrolador.

23

Este microcontrolador es fabricado por Microchip, familia a la cual se le

denomina PIC. El modelo 16F877 posee varias características que hacen a este

microcontrolador un dispositivo muy versátil, eficiente y practico para ser

empleado en la aplicación que posteriormente será detallada.

Algunas de estas características se muestran a continuación:

Soporta modo de comunicación serial, posee dos pines para ello.

Amplia memoria para datos y programa.

Memoria reprogramable: La memoria en este PIC es la que se denomina

FLASH; este tipo de memoria se puede borrar electrónicamente (esto

corresponde a la "F" en el modelo).

Set de instrucciones reducidas (tipo RISC), pero con las instrucciones

necesarias para facilitar su manejo.

24

En siguiente tabla de pueden observar las características más relevantes del

dispositivo:

CARACTERÍSTICAS 16F877

Frecuencia máxima

Memoria de programa flash palabra de 14 bits

Posiciones RAM de datos

Posiciones EEPROM de datos

Puertos E/S

Número de pines

Interrupciones

Timers

Módulos CCP

Comunicaciones Serie

Comunicaciones paralelo

Líneas de entrada de CAD de 10 bits

Juego de instrucciones

Longitud de la instrucción

Arquitectura

CPU

DX-20MHz

8KB

368

256

A,B,C,D,E

40

14

3

2

MSSP, USART

PSP

8

35 Instrucciones

14 bits

Harvard

Risc

Tabla 1. Características del PIC 16F877

25

Descripción de los puertos:

Puerto A:

Puerto de e/s de 6 pines

RA0 y AN0

RA1 y AN1

RA2, AN2 y Vref-

RA3, AN3 y Vref+

RA4 (Salida en colector abierto) y T0CKI(Entrada de reloj del modulo

Timer0)

RA5, AN4 y SS (Selección esclavo para el puerto serie síncrono)

Puerto B:

Puerto e/s 8 pines

Resistencias pull-up programables

RB0 è Interrupción externa

RB4-7 Interrupción por cambio de flanco

RB5-RB7 y RB3 programación y debugger in circuit

Puerto C:

Puerto e/s de 8 pines

RC0, T1OSO (Timer1 salida oscilador) y T1CKI (Entrada de reloj del

modulo Timer1).

RC1-RC2, PWM/COMP/CAPT

RC1, T1OSI (entrada osc timer1)

RC3-4, IIC

RC3-5, SPI

RC6-7, USART

Puerto D:

Puerto e/s de 8 pines

Bus de datos en PPS (Puerto paralelo esclavo)

26

Puerto E:

Puerto de e/s de 3 pines

RE0 y AN5 y Read de PPS

RE1 y AN6 y Write de PPS

RE2 y AN7 y CS de PPS

Dispositivos periféricos:

Timer0: Temporizador-contador de 8 bits con preescaler de 8 bits

Timer1: Temporizador-contador de 16 bits con preescaler que puede

incrementarse en modo sleep de forma externa por un cristal/clock.

Timer2: Temporizador-contador de 8 bits con preescaler y postescaler.

Dos módulos de Captura, Comparación, PWM (Modulación de Anchura

de Impulsos).

Conversor A/D de 1 0 bits.

Puerto Serie Síncrono Master (MSSP) con SPI e I2C (Master/Slave).

USART/SCI (Universal Syncheronus Asynchronous Receiver

Transmitter) con 9 bit.

Puerta Paralela Esclava (PSP) solo en encapsulados con 40 pines.

27

Figura 2.2.2. Diagrama de bloques

28

Figura 2.2.3. Descripcion de pines

A continuación se presenta una descripción mas detallada de los pines del

16F877:

NOMBRE DEL PIN PIN TIPO TIPO DE

BUFFER

DESCRIPCIÓN

OSC1/CLKIN 13 I ST/MOS Entrada del oscilador de cristal / Entrada de señal de reloj externa

OSC2/CLKOUT 14 O - Salida del oscilador de cristal

MCLR/Vpp/THV 1 I/P ST Entrada del Master clear (Reset) o entrada de voltaje de programación o modo de control high voltaje test

RA0/AN0       PORTA es un puerto I/O bidireccional

29

RA1/AN1

RA2/AN2/ Vref-

RA3/AN3/Vref+

RA4/T0CKI

RA5/SS/AN4

 

2

3

4

5

6

7

 

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

TTL

TTL

TTL

TTL

ST

TTL

RAO: puede ser salida analógica 0

RA1: puede ser salida analógica 1

RA2: puede ser salida analógica 2 o referencia negativa de voltaje

RA3: puede ser salida analógica 3 o referencia positiva de voltaje

RA4: puede ser entrada de reloj el timer0.

RA5: puede ser salida analógica 4 o el esclavo seleccionado por el puerto serial síncrono.

RBO/INT

RB1

RB2

RB3/PGM

RB4

RB5

RB6/PGC

RB7/PGD

 

 

33

34

35

36

37

38

39

40

 

 

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

I/O

 

 

TTL/ST

TTL

TTL

TTL

TTL

TTL

TTL/ST

TTL/ST

PORTB es un puerto I/O bidireccional. Puede ser programado todo como entradas

RB0 pude ser pin de interrupción externo.

RB3: puede ser la entada de programación de bajo voltaje

Pin de interrupción

Pin de interrupción

Pin de interrupción. Reloj de programación serial

RCO/T1OSO/T1CKI

RC1/T1OS1/CCP2

RC2/CCP1

RC3/SCK/SCL

RC4/SD1/SDA

RC5/SD0

RC6/Tx/CK

RC7/RX/DT

15

16

17

 

18

 

23

24

25

26

I/O

I/O

I/O

 

I/O

 

I/O

I/O

I/O

I/O

ST

ST

ST

 

ST

 

ST

ST

ST

ST

PORTC es un puerto I/O bidireccional

RCO puede ser la salida del oscilador timer1 o la entrada de reloj del timer1

RC1 puede ser la entrada del oscilador timer1 o salida PMW 2

RC2 puede ser una entrada de captura y comparación o salida PWN

RC3 puede ser la entrada o salida serial de reloj síncrono para modos SPI e I2C

RC4 puede ser la entrada de datos SPI y modo I2C

RC5 puede ser la salida de datos SPI

RC6 puede ser el transmisor asíncrono

30

USART o el reloj síncrono.

RC7 puede ser el receptor asíncrono USART o datos síncronos

RD0/PSP0

RD1/PSP1

RD2/PSP2

RD3/PSP3

RD4/PSP4

RD5/PSP5

RD6/PSP6

RD7/PSP7

 

19

20

21

22

27

28

29

30

 

I/O

I/O I/O I/O I/O I/O I/O

I/O

 

ST/TTL

ST/TTL

ST/TTL

ST/TTL

ST/TTL

ST/TTL

ST/TTL

ST/TTL

PORTD es un puerto bidireccional paralelo

REO/RD/AN5

RE1/WR/AN

RE2/CS/AN7

8

 

9

 

10

I/O

 

I/O

 

I/O

ST/TTL

 

ST/TTL

 

ST/TTL

PORTE es un puerto I/O bidireccional

REO: puede ser control de lectura para el puerto esclavo paralelo o entrada analógica 5

RE1: puede ser escritura de control para el puerto paralelo esclavo o entrada analógica 6

RE2: puede ser el selector de control para el puerto paralelo esclavo o la entrada analógica 7.

Vss 12.31 P - Referencia de tierra para los pines lógicos y de I/O

Vdd 11.32 P - Fuente positiva para los pines lógicos y de I/O

NC - - - No está conectado internamente

Tabla 2. Descripcion de pines

2.2.3.- Interfase MAX 232

31

El MAX232 dispone internamente de 4 conversores de niveles TTL al bus

Standard RS232 y viceversa, para comunicación serie como los usados en los

ordenadores y que ahora están en desuso, el Com1 y Com2.

El circuito integrado lleva internamente 2 conversores de nivel de TTL a

RS232 y otros 2 de RS232 a TTL con lo que en total podremos manejar 4 señales

del puerto serie del PC, por lo general las mas usadas son; TX, RX, RTS, CTS,

estas dos ultimas son las usadas para el protocolo handshaking, pero no es

imprescindible su uso. Para que el max232 funcione correctamente se debe poner

unos condensadores externos, todo esto se muestra en la siguiente figura en la que

solo se han cableado las líneas TX y RX que son las más usualmente usadas para

casi cualquier aplicación.

Figura 2.2.4. Conexión del MAX 232

Este integrado es usado para comunicar un microcontrolador o sistema

digital con un PC o sistema basado en el bus serie RS232 que en el caso actual es

el Modem WMOD2A.

32

Figura 2.2.5. Entrada y salida del MAX 232

La interfaz RS-232 está diseñada para distancias cortas, de unos 15 metros

o menos, y para velocidades de comunicación bajas, de no más de 20 [Kb/s]. A

pesar de ello, muchas veces se utiliza a mayores velocidades con un resultado

aceptable. La interfaz puede trabajar en comunicación asíncrona o síncrona y tipos

de canal simplex, half duplex o full duplex. En un canal simplex los datos siempre

viajarán en una dirección, por ejemplo desde DCE a DTE. En un canal half

duplex, los datos pueden viajar en una u otra dirección, pero sólo durante un

determinado periodo de tiempo; luego la línea debe ser conmutada antes que los

datos puedan viajar en la otra dirección. En un canal full duplex, los datos pueden

viajar en ambos sentidos simultáneamente. Las líneas de handshaking de la

interfaz RS-232 se usan para resolver los problemas asociados con este modo de

operación, tal como en qué dirección los datos deben viajar en un instante

determinado.

33

Si un dispositivo de los que están conectados a una interfaz RS-232

procesa los datos a una velocidad menor de la que los recibe deben de conectarse

las líneas handshaking que permiten realizar un control de flujo tal que al

dispositivo más lento le de tiempo de procesar la información. Las líneas de "hand

shaking" que permiten hacer este control de flujo son las líneas RTS y CTS. Los

diseñadores del estándar no concibieron estas líneas para que funcionen de este

modo, pero dada su utilidad en cada interfaz posterior se incluye este modo de

uso.

Las UART o U (S) ART (Transmisor y Receptor [Síncrono] Asíncrono

Universal) se diseñaron para convertir las señales que maneja la CPU y

transmitirlas al exterior. Las UART deben resolver problemas tales como la

conversión de voltajes internos del DCE con respecto al DTE, gobernar las

señales de control, y realizar la transformación desde el bus de datos de señales en

paralelo a serie y viceversa. Debe ser robusta y deberá tolerar circuitos abiertos,

cortocircuitos y escritura simultánea sobre un mismo pin, entre otras

consideraciones. Es en la UART en donde se implementa la interfaz.

Para los propósitos de la RS-232 estándar, una conexión es definida por un

cable desde un dispositivo al otro. Hay 25 conexiones en la especificación

completa, pero es muy probable que se encuentren menos de la mitad de éstas en

una interfaz determinada. La causa es simple, una interfaz full duplex puede

obtenerse con solamente 3 cables.

Existe una cierta confusión asociada a los nombres de las señales

utilizadas, principalmente porque hay tres convenios diferentes de denominación

(nombre común, nombre asignado por la EIA, y nombre asignado por el CCITT).

En la siguiente tabla se muestran los tres nombres junto al número de pin del

conector al que está asignado (los nombres de señal están desde el punto de vista

del DTE (por ejemplo para Transmitir Data, los datos son enviados por el DTE,

pero recibidos por el DCE):

34

PIN EIA CCITT E/S Función DTE-DCE

1 CG AA 101 Chassis Ground

2 TD BA 103 Salida Transmit Data

3 RD AA 104 Entrada Receive Data

4 RTS CA 105 Salida Request To Send

5 CTS CB 106 Entrada Clear To Send

6 DSR CC 107 Entrada Data Set Ready

7 SG AB 102 --- Signal Ground

8 DCD CF 109 Entrada Data Carrier Detect

9* Entrada Pos. Test Voltage

10* Entrada Neg. Test Voltage

11 (no tiene uso)

12+ SCDC SCF 122 Entrada Sec. Data Car. Detect

13+ SCTS SCB 121 Entrada Sec. Clear To Send

14+ SBA 118 Salida Sec. Transmit Data

15# TC DB 114 Entrada Transmit Clock

16+ SRD SBB 119 Entrada Sec. Receive Data

17# RC DD 115 Entrada Receive Clock

18 (no tiene uso)

19+ SRTS SCA 120 Salida Sec. Request To Send

20 DTR CD 108,2 Salida Data Terminal Ready

21* SQ CG 110 Entrada Signal Quality

22 RI CE 125 Entrada Ring Indicator

23* DSR CH 111 Salida Data Rate Selector

CI 112 Salida Data Rate Selector

24* XTC DA 113 Salida Ext. Transmit Clock

25* Salida Busy

Tabla 3. Asignación de pines

35

En la tabla, el carácter que sigue a los de número de pin:

Raramente se usa (*).

Usado únicamente si se implementa el canal secundario (+).

Usado únicamente sobre interfaces sincrónicas (#).

También, la dirección de la flecha indica cuál dispositivo, (DTE o DCE)

origina cada señal, a excepción de las líneas de tierra (---). Sobre los circuitos,

todos los voltajes están con respecto a la señal de tierra.

Los valores de voltaje se invierten desde los valores lógicos. Por ejemplo, el

valor lógico más positivo corresponde al voltaje más negativo. También un 0

lógico corresponde a la señal de valor verdadero o activado. Por ejemplo si la

línea DTR está al valor 0 lógico, se encuentra en la gama de voltaje que va desde

+3 a +15 V, entonces DTR está listo (ready).

El canal secundario a veces se usa para proveer un camino de retorno de

información más lento, de unos 5 a 10 bits por segundo, para funciones como el

envío de caracteres ACK o NAK, en principio sobre un canal half duplex. Si el

módem usado acepta esta característica, es posible para el receptor aceptar o

rechazar un mensaje sin tener que esperar el tiempo de conmutación, un proceso

que usualmente toma entre 100 y 200 milisegundos.

2.2.5.- ISD1400

El grabador ISD1400 opera a frecuencias de 6.4 y 8.0 Khz, posee un chip

de memoria no volátil y provee la reproducción y grabación de voz, tonos y

efectos de sonido. La serie ISD1400 ofrece la reproducción de 16 a 20 segundos

sucesivos o agregados en segmentos de direcciones de hasta 160 segmentos con

duración cada una de 0.125 seg. (125ms).

36

Operación Básica:

El grabador-reproductor ISD1400 esta controlado por una simple señal de

control: REC, PLAYE (reproductor de activación continua) y PLAYL

(reproductor de activación por nivel), esta configurado para la aplicación de

mensajes simples y múltiples.

Posee modos operacionales que pueden ser usados conjuntamente con un

microcontrolador u operado de forma manual, los modos son:

A0 - Indicación de mensajes (message cueing):

permite al usuario saltar mensajes, aun sin conocer la dirección física de

cada mensaje, Cada pulso bajo (LOW), indica al apuntador de dirección

interna el salto al próximo mensaje, este modo es utilizado solo para

reproducción y típicamente con el modo operacional A4 (pin A4).

A1 – Borrador de marcadores EOM (delete EOM

markers): El modo operacional A1 (pin A1), permite la grabación de

mensajes secuencialmente como un mensaje simple con solo una posición

de la EOM hasta el fin del último mensaje.

A2 – Sin Uso.

A3 – Enlazamiento de mensajes (message looping):

El modo operacional A3 (pin A3), permite la repetición del mensaje

reproducido continuamente desde el comienzo de la memoria. Un mensaje

puede llenar completamente la memoria y se reproduce desde el principio

de la primera dirección hasta el final (20 seg), pulsando PLAE comenzara

la reproducción y pulsando PLAL termina la reproducción.

A4 – Direccionamiento Consecutivo (consecutiva

addressing): Durante operación normal, el apuntador de dirección reseteará

cuando un mensaje es reproducido a través de un marcador EOM, El modo

operacional A4 inhibe el reset del apuntador de dirección, permite que

mensajes sean reproducidos o grabados nuevamente y consecutivamente.

Cuando el dispositivo se encuentra en estado estático; i.e.,

37

momentáneamente tomando este pin (A4) en posición lógica baja (LOW)

se reseteará el contador de dirección a cero.

A5 – Sin Uso.

Parámetros Eléctricos:

PARAMETROS SIMBOLO MIN TIPO MAX UNIDAD CONDICIONES

Entrada volt bajo VIL 0.8 V

Entrada volt alto VIH 2.4 V

Salida volt bajo VOL 0.4 V IOL =4.mA

Salida volt alto VOH 2.4 V IOH = -1.6mA

Corriente VCC

(Operando)

ICC 15 30 mA VCC = 5.5V

REXT = ∞Corriente VCC

(Stand By)

ISB 0.5 10 μA

Salida impedancia de

carga

REXT 16 Ω ALTAVOZ

Tabla 4. Parámetros eléctricos

38

Figura 2.2.6. ISD1400

2.2.6.- DECODIFICADOR DTMF

Una señal DTMF válida es la suma de dos tonos, uno de un grupo bajo y

el otro de un grupo alto, con cada grupo conteniendo cuatro tonos individuales.

Las frecuencias de los tonos fueron cuidadosamente seleccionadas de tal forma

que sus armónicos no se encuentran relacionados y que los productos de su ínter

modulación produzcan un deterioro mínimo en la señalización. Este esquema

permite 16 combinaciones únicas. Diez de estos códigos representan los números

del cero al nueve, los seis restantes (*, #, A, B, C, D) son reservados para

señalización especial. La mayoría de los teclados en los teléfonos contienen diez

no reproduce o graba, interruptores de presión numéricos mas el asterisco (*) y el

39

símbolo de numeral (#). Los interruptores se encuentran organizados en una

matriz, cada uno selecciona el tono del grupo bajo de su fila respectiva y el tono

del grupo alto de su columna correspondiente.

El esquema de codificación DTMF asegura que cada señal contienen uno

y solo un componente de cada uno de los grupos de tonos alto y bajo. Esto

simplifica de manera significativa la decodificación por que la señal compuesta

DTMF puede ser separada con filtros pasa banda en sus dos componentes de

frecuencia simples cada uno de los cuales puede ser manipulado de forma

individual.

Las teclas de función A, B, C y D son extensiones de las teclas (0-9, *, #)

y fueron diseñadas con los teléfonos militares norteamericanos Autovon. Los

nombres originales de estas teclas fueron FO (Flash Override), F (Flash), I

(Inmediate) y P (Priority) los cuales representaban niveles de prioridad y que

podían establecer comunicación telefónica con varios grados de prioridad,

eliminando otras conversaciones en la red si era necesario, con la función FO

siendo la de mayor prioridad hasta P la de menor prioridad. Estos tonos son más

comúnmente referidos como A, B, C y D respectivamente, todos ellos tienen en

común 1633 Hz como su tono alto. Hoy día, estas teclas de función son

empleados principalmente en aplicaciones especiales tales como repetidores de

radioaficionados para sus protocolos de comunicación, los módem y circuitos de

tonos al tacto (touch tone) también tienen tendencia a incluir los pares de tonos A,

B, C, y D.

El esquema de marcado DTMF fue diseñado por los laboratorios BELL e

introducido a los Estados Unidos a mediados de los años 60 como una alternativa

para a la marcación por pulsos o rotatoria. Ofreciendo incremento en la velocidad

de marcado, mejorando la fiabilidad y la conveniencia de señalización de punto a

punto. Muchas aplicaciones en las telecomunicaciones requieren de transmisión

de señales DTMF para el envío de datos y marcado.

40

El estándar DTMF fue diseñado originalmente por los Laboratorios Bell

para su uso en los sistemas telefónicos de AT&T.

Existen varias especificaciones que han sido resultado de el estándar

original las cuales parten de los estándares de AT&T, CEPT, NTT, CCITT y la

ITU, etc. Las variaciones de un estándar a otro son típicamente tolerancias en las

desviaciones de frecuencia, niveles de energía, diferencia de atenuación entre dos

tonos e inmunidad al habla.

697 1209 1

697 1336 2

697 1477 3

770 1209 4

770 1336 5

770 1477 6

852 1209 7

852 1336 8

852 1477 9

941 1209 *

941 1336 0

941 1477 #

697 1633 A

770 1633 B

852 1633 C

941 1633 D

Tabla 5. Pares de frecuencias para generación DTMF

41

Los estándares CCITT se encuentran localizados en las

recomendaciones Q.23 y Q.24 en la sección 4.3 del libro rojo de la CCITT,

volumen VI, fascículo VI.1.

En conclusión, DTMF es el sistema de señales usado en los teléfonos

para el marcado por tonos, estos son el resultado de la suma algebraica en tiempo

real de dos senoides de diferentes frecuencias.

El sistema de señales DTMF son generadas por un codificador, y son la

suma algebraica en tiempo real de dos tonos; uno de baja frecuencia y otro de alta,

el tono alto normalmente es de + 1.5 % (2db) con respecto del tono bajo para

compensar perdidas de señal en las largas líneas de conexión con la central

telefónica.

Figura 2.2.7. Espectro de las señales DTMF.

42

Las especificaciones ITU Q.24 para la detección DTMF son las

siguientes:

Tolerancia a la frecuencia: Un símbolo válido DTMF debe tener una

desviación en frecuencia dentro del 1.5% de tolerancia. Los símbolos con

una desviación en frecuencia mayor al 3.5% deberán ser rechazados.

Duración de la señal: Un símbolo DTMF con una duración de 40ms debe

ser considerado válido. La duración de la señal no debe ser menor de

23ms.

Atenuación de la señal: El detector debe trabajar con una relación señal-

ruido (SNR) de 15db y en el peor caso con una atenuación de 26dB.

Interrupción de la señal: Una señal DTMF válida interrumpida por 10ms o

menos no debe ser detectada como dos símbolos distintos.

Pausa en la señal: Una señal DTMF válida separada por una pausa de

tiempo de al menos 40ms debe ser detectada como dos símbolos distintos.

Fase: El detector debe operar con un máximo de 8dB en fase normal y 4dB

en fase invertida.

Rechazo al habla: El detector debe operar en la presencia del habla

rechazando la voz como un símbolo DTMF válido.

2.2.7.- CIRCUITO DE ENCENDIDO DE UN AUTO

El circuito de encendido utilizado en los motores de gasolina, es el

encargado de hacer saltar una chispa eléctrica en el interior de los cilindros, para

provocar la combustión de la mezcla aire-gasolina en el momento oportuno. La

encargada de generar una alta tensión para provocar la chispa eléctrica es "la

bobina". La bobina es un transformador que convierte la tensión de batería 12 V.

en una alta tensión del orden de 12.000 a 15.000. Una vez generada esta alta

tensión interviene un elemento que la distribuya a cada uno de los cilindros en el

momento oportuno, teniendo en cuenta que los motores poli cilíndricos trabajan

en un ciclo de funcionamiento con un orden de explosiones determinado para cada

cilindro. El elemento que se encarga de distribuir la alta tensión es el "distribuidor

43

o delco". La alta tensión para provocar la chispa eléctrica en el interior de cada

uno de los cilindros necesita de un elemento que es "la bujía", hay tantas bujías

como numero de cilindros tiene el motor.

Figura 2.2.8. Elementos básicos que componen el circuito de encendido

Figura 2.2.9. Esquema eléctrico del circuito de encendido

44

Encendido con ayuda electrónica

El encendido convencional por ruptor se beneficia de la aplicación de la

electrónica en el mundo del automóvil, salvando así los inconvenientes del

encendido por ruptor que son: la aparición de fallos de encendido a altas

revoluciones del motor así como el desgaste prematuro de los contactos del

ruptor, lo que obliga a pasar el vehículo por el taller cada pocos km. A este tipo de

encendido se le llama: "encendido con ayuda electrónica", el ruptor ya no es el

encargado de cortar la corriente eléctrica de la bobina, de ello se encarga un

transistor (T). El ruptor solo tiene funciones de mando, se elimina el condensador,

ya no es necesario y los fallos a altas revoluciones mejora hasta cierto punto ya

que llega un momento en que los contactos del ruptor rebotan provocando los

frecuentes fallos de encendido.

Figura 2.2.10. Encendido con ayuda electrónica

45

Encendido electrónico sin contactos

Una evolución importante del distribuidor o delco vino provocada por la

sustitución del "ruptor", elemento mecánico, por un "generador de impulsos" que

es un elemento electrónico. Con este tipo de distribuidores se consiguió un

sistema de encendido denominado: "encendido electrónico sin contactos".

El distribuidor dotado con "generador de impulsos" es igual al utilizado en

los sistemas de encendido convencionales, es decir, cuenta con los elementos de

variación del punto de encendido ("regulador centrifugo" y "regulador de vació")

y de mas elementos constructivos. La diferencia fundamental esta en la sustitución

del ruptor por un generador de impulsos y la eliminación del condensador.

Figura 2.2.11. Encendido electrónico sin contactos

46

En los automóviles actuales se usan cada vez más sistemas de encendido

electrónico. Hasta hace poco, sin embargo, el sistema de encendido más utilizado

era el de batería y bobina, en el que la corriente de la batería fluye a través de un

enrollado primario (de baja tensión) de la bobina y magnetiza el núcleo de hierro

de la misma. Cuando una pieza llamada ruptor o platinos abre dicho circuito, se

produce una corriente transitoria de alta frecuencia en el enrollado primario, lo

que a su vez induce una corriente transitoria en el secundario con una tensión más

elevada, ya que el número de espiras de éste es mayor que el del primario.

Esta alta tensión secundaria es necesaria para que salte la chispa entre los

electrodos de la bujía. El distribuidor, que conecta el enrollado secundario con las

bujías de los cilindros en la secuencia de encendido adecuada, dirige en cada

momento la tensión al cilindro correspondiente. El ruptor y el distribuidor están

movidos por un mismo eje conectado al árbol de levas, lo que garantiza la

sincronización de las chispas.

Bocina o sirena

Es un instrumento compuesto de una pera de goma y una trompeta unidos.

Al presionar la pera, el aire sale por la trompeta, creando sonido. Antiguamente se

usaba en los automóviles como señal acústica, pero ahora ha sido sustituido por

un elemento accionado por energía eléctrica

Constitución de un altavoz:

Parte electromagnética: Formada por el imán y la bobina móvil. (La

energía eléctrica llega a la bobina móvil situada dentro del campo magnético del

imán y por tanto se produce el movimiento de la bobina móvil)

Parte mecánica: Formada por el cono y la suspensión. (Debajo del cono

esta colocada la bobina móvil, la cual al moverse arrastra al cono haciéndolo

47

vibrar).

Clasificación de los altavoces:

Los altavoces los podemos clasificar de acuerdo a sus características y

diseños así como a la gama de frecuencias que reproducen.

Clasificación

Altavoces dinámicos.

Altavoces electrodinámicas.

Altavoces electrostáticos.

Altavoces piezoeléctricos.

Según los elementos mecánicos los podemos clasificar

Altavoces de bobina móvil.

Altavoces de hierro móvil.

Según los elementos acústicos

Altavoces de membrana metálica.

Altavoces de membrana cónica de cartón.

Altavoces de aire comprimido.

Según la frecuencia que pueden reproducir

Altavoces de uso general.

Altavoces para tonos graves.

Altavoces para frecuencias medias.

Altavoces para tonos agudos.

48

Altavoz dinámico:

Este altavoz es el más utilizado en alta fidelidad ya que reúne unas características

muy superiores a los demás tipos.

Un altavoz dinámico esta formado por las siguientes partes:

Cono o diafragma.

Campana.

Yugo.

Imán permanente.

Bobina móvil.

Araña.

Cubre polvo.

Cables de conexión para la bobina móvil.

Bornes o terminales de conexión.

Cono y Campana:

El cono normalmente esta fabricado de material fibroso y ligero con el fin

de evitar la menor inercia posible.

La campana esta fabricada de metal delgado y se da rigidez con refuerzos.

La finalidad de la campana es múltiple ya que además de servir de soporte

a todas las partes de un altavoz, posee una serie de orificios en su contorno para la

sujeción o complemento desde el altavoz hasta el bafle o cajón.

Una de las medidas más críticas de la campana es su altura ya que el cono

no debe ejercer esfuerzo alguno sobre la araña, pues de lo contrario aumentaría la

impedancia mecánica de todo el conjunto móvil del altavoz de la bocina.

49

Yugo, imán permanente, bobina móvil, araña y cubre polvo:

El yugo aloja en su interior al imán permanente. Este debe estar fabricado

con material de alta permeabilidad, con el fin de evitar pérdidas del campo

magnético que esta totalmente proporcionado por el imán permanente.

En relación al imán permanente, es este el sistema de excitación del

altavoz y va alojado en el interior del yugo. Consiste en un imán cilíndrico de alta

inducción. En la actualidad estos se fabrican con óxidos ferro magnético.

La bobina móvil está formada por un devanado montado en un tubo

cilíndrico. Dicho tubo debe tener características muy especiales ya que debe ser

capaz de soportar los esfuerzos provocados por la araña, durante el movimiento

vibratorio de la bobina. El soporte y la bobina son bañados con barniz para resistir

la humedad.

El embobinado de la bobina debe realizarse con exactitud eléctrica y

mecánica; el calibre (grueso) del alambre magneto depende de la carga que deba

admitir el altavoz y su aislamiento debe ser de gran calidad.

El cubre polvo

Su tarea es la de evitar la entrada de polvo en el entrehierro ya que de

entrar polvo este podría inmovilizar la bobina.

Altavoces piezoeléctricos.

El principio de funcionamiento de los altavoces piezoeléctricos se basa en

las deformaciones que sufren los cristales piezoeléctricos cuando se les aplica una

tensión entre dos de sus caras.

50

Este tipo de altavoz no reproduce toda la gama audible. Únicamente se

utiliza en equipos de alta fidelidad para la reproducción de frecuencias altas.

Características técnicas de un altavoz

Las características más importantes de un altavoz son:

Impedancia, Frecuencia de resonancia, Respuesta de frecuencia, Potencia

admisible, Directividad, Resistencia de la bobina móvil, Campo magnético del

imán.

La frecuencia de resonancia depende esencialmente de las características

de construcción del altavoz, tales como el sistema mecánico de montaje, masa del

cono, carga acústica, etc. El valor de frecuencia para la cual la impedancia es

máxima, es la frecuencia de resonancia. De entre los factores que más influyen en

la frecuencia de resonancia de un altavoz, cabe destacar el diámetro del cono o

diafragma.

La resistencia de la bobina móvil es la resistencia, en corriente continua,

del alambre que constituye el devanado de la bobina móvil. Esta resistencia

determina la potencia disipada en calor por efecto joule al paso de la corriente.

Normalmente el valor de esta resistencia oscila entre los 2 y 8 Ohms, aun que

pueden encontrarse altavoces con resistencia de la bobina móvil mucho más

elevada.

Existen muchos tipos de sirenas en el mercado actual aunque también cabe

la posibilidad de construirla de manera practica y para ello existen muchos

componentes de fácil acceso como lo son por ejemplo el integrado LM556 que es

un temporizador y de uso extenso en construcción de bocinas, así pues la bocina

es parte esencial de un sistema de seguridad y también de fácil adaptación al

circuito principal a construir basado en el PIC 16F877.

51