|
Een lamp die gaat knipperen als u wordt opgebeld kan in bepaalde omgevingen handiger zijn dan een rinkelende bel. Met deze eenvoudige schakeling kunt u zo'n optische 'bel' aansluiten op iedere vaste POTS-telefoonlijn. |
De signalen op de telefoonlijn
Het POTS systeem is nog steeds actueel
Omdat er nog steeds vrij veel gebruikers zijn die een oud telefoontoestel met hoorn en toetsenbord op hun vaste lijn hebben aangesloten, moeten de landelijke telefoondiensten het oeroude POTS-systeem in gebruik houden. POTS is de benaming voor de oorspronkelijke analoge telefoonverbinding en staat voor Plain Old Telephone Service of Post Office Telephone Service. Ook kabelproviders zijn verplicht een POTS-service aan te bieden. Ieder kabel-, ADSL- of glasvezelmodem heeft dan ook een analoge uitgang waarop u een oud telefoontoestel met bel kunt aansluiten.
Waarom gaat de bel rinkelen?
Een telefoonlijn van het POTS-systeem bestaat in principe uit slechts twee draadjes, a en b genoemd. Deze hebben de kleuren blauw en rood. In onderstaande figuur is weergegeven welke spanningen er op die draadjes staan. Als uw toestel in rust is, staat er tussen de twee draden een gelijkspanning van ongeveer 60 V. Op het moment dat iemand u opbelt wordt er op beide aders een wisselspanning met een frequentie van 25 Hz gemoduleerd op de gelijkspanning. Beide wisselspanningen zijn in tegenfase, zodat er tussen de aders a en b een spanning van wel 160 V kan ontstaan. Tussen deze aders staat in de telefoon onder andere een serieschakeling van een grote condensator en de bel. De normale 60 V gelijkspanning op de lijn wordt door de condensator geblokkeerd en de bel doet niets. De grote 25 Hz pulsen gaan echter wél door de condensator, zij het met verlies. In ieder geval blijft er na de condensator voldoende spanning over om de bel in werking te zetten. Als u de hoon van de haak neemt valt de spanning tussen de aders a en b terug naar ongeveer 20 V. De centrale weet nu dat u de hoorn hebt opgenomen en het gesprek kan beginnen. De laagfrequente spraaksignalen wordt in tegenfase op de aders a en b gemoduleerd. Als u het gesprek beëindigt en de hoorn weer op de haak legt, gaat de spanning tussen de aders a en b weer naar 60 V gelijkspanning.
 |
| De spanningen tussen de twee aders van een POTS-lijn. (© 2017 Jos Verstraten) |
Als, om welke reden ook, uw telefoonbel niet goed te horen is kunt u overwegen een tweede bel op de lijn te zetten. In principe is het inderdaad mogelijk uit die grote 25 Hz pulsen een tweede bel te voeden. Tenminste als u toegang hebt tot de rode en blauwe aders van de PPT-lijn die via het IS/RA-kastje in uw meterkast uw huis binnenkomen. IS/RA staat voor InfraStructuur/RandApparatuur. Het is het scheidingspunt tussen de apparatuur en de koperen bekabeling van de netwerkaanbieder en die van de abonnee, u dus. Die rode en blauwe adertjes gaan via een vieraderig kabeltje naar uw analoge telefoonaansluiting en u kunt de belspanning daar aftakken. Deze aders kunnen voldoende stroom leveren om een tweede bel te voeden. Men spreekt in dit kader van 'aansluitfactor'. De twee aders hebben een aansluitfactor van 5 en het is mogelijk om daar twee bellen mee te voeden, dus één in uw telefoon en één extra aandachttrekker waar u deze nodig denkt te hebben.
De situatie is anders als u geen toegang hebt tot de originele blauwe en rode aders, maar uw telefoonsignaal betrekt uit een kabel- of glasvezelmodem. Deze apparaten moeten weliswaar een POTS-uitgang leveren, maar er is niet gespecificeerd wat de aansluitfactor daarvan moet zijn. De kans is groot dat deze zo laag is dat u er geen tweede bel mee kunt voeden.
Een optische waarschuwing is veel beter
Maar waarom een tweede bel? Een optische waarschuwing onder de vorm van een felle lamp die gaat branden op het moment dat de bel in uw telefoon overgaat valt veel meer op dan een tweede bel en werkt, dankzij de elektronica die noodzakelijk is, gegarandeerd op iedere POTS-aansluiting, wat daarvan ook de aansluitfactor is.
Een paar strategisch opgestelde lampen zijn veel opvallender, zelfs in het volle daglicht. Op kantoren, waar de telefoon om de minuut rinkelt, kan het zenuwen sparend zijn als de rinkelende bel wordt vervangen door een aantal lampen. Ook als er in een en dezelfde ruimte vele PTT-lijnen uitmonden in even zovele telefoons kan het handig zijn als de 'zeer belangrijke' telefoon een lampje laat branden. De van komisch bedoelde films overbekende scène, waarin de drukbezette topmanager in een telefoonhoorn zit te praten, terwijl het een ander toestel is dat rinkelt, behoort dan definitief tot het verleden! Daarnaast heeft een oplichtende telefoon-'bel' natuurlijk erg veel nut voor mensen die niet zo goed horen.
Het principe van een optische telefoon-'bel'
Schakelen met een optische triac-koppelaar
Gelukkig biedt de analoge elektronica onderdelen waardoor een optische telefoon-'bel' uit slechts een handjevol onderdelen kan worden samengesteld. Die onderdelen luisteren naar de namen 'triac' en 'optische triac-koppelaar'. Een triac, dé universele elektronische wisselspanningsschakelaar, is uiteraard niet nieuw. Maar wat te denken van een optische koppelaar waarin de infrarode LED geen fototransistor in geleiding stuurt, maar een fotogevoelige triac laat doorslaan? Diverse fabrikanten brengen deze onderdelen op de markt en met de verkrijgbaarheid valt het best mee. De toegepaste MOC3041 is, zo hebben wij even snel gegoogled, goed verkrijgbaar bij de in Nederland opererende postorderbedrijven. Dank zij zo'n onderdeel is het mogelijk een triac rechtstreeks uit het 230 V net aan te sturen, terwijl het vermogen voor het laten oplichten van de infrarode LED rechtstreeks uit de rode en blauwe aders van een POTS-lijn kan worden gehaald. Er is dus geen externe voeding nodig en hoewel de schakeling rechtstreeks uit de netspanning wordt gevoed zorgt de optische koppelaar voor een ideale en veilige scheiding tussen het in principe levensgevaarlijke 230 V net en de gevoelige POTS-lijn.
Het praktische schema
Het praktische schema van de optische telefoon-'bel', getekend in onderstaande figuur, is de eenvoud zelve. De infrarode LED in de speciale optische koppelaar wordt uit de a en b aders van de POTS-lijn gestuurd via een gelijkrichterbrug D5-D8 met tussenschakeling van de onontbeerlijke condensator (zorgt voor de capacitieve belasting van de PTT-lijn) en de zenerdioden D1-D4 die ongewenste pulsen sperren, zoals het in- en uitschakelen van de open-lijn spanning van ongeveer 60 V.
De infrarode LED in de optische koppelaar IC1 zal straling uitzenden als de belpulsen op de POTS-lijn verschijnen. Deze straling brengt nu echter geen transistor in geleiding, maar laat een optisch gevoelige triac doorslaan. Deze triac is opgenomen in de gateleiding van een normale triac D9. De gatestroom die gaat vloeien als de fototriac doorslaat heeft tot gevolg dat ook de tweede triac doorslaat en de lamp met het 230 V net wordt verbonden. De weerstand R2 is noodzakelijk om de gatestroom tot een veilige waarde te beperken. Noteer dat u een gewone 1/4 W weerstand kunt gebruiken. Als de triac doorslaat valt de spanning over het onderdeel immers terug tot enige volt en op dat moment valt ook de gatestroom weg. Dat is echter geen ramp, omdat de triac blijft geleiden zolang er een bepaalde stroom doorheen vloeit. En daar zorgt de lamp wel voor! Als de wisselspanning van het net door de nul gaat zal de triac weer gaan sperren. Bij het begin van de volgende halve periode gaat de spanning over R2 en de fototriac weer stijgen tot deze spanning zo groot is dat er voldoende gatestroom gegenereerd kan worden om de triac weer te laten ontsteken. Over de weerstand valt dus erg weinig vermogen.
Over de triac is een zogenoemd 'snubber'-netwerkje geschakeld, samengesteld uit de weerstand R3 en de condensator C3. Deze onderdelen zorgen ervoor dat de spanning over de triac niet te snel kan stijgen. Zoals misschien bekend kunnen triac's niet tegen te snelle spanningsstijgingen. Als de spanning te snel stijgt bestaat het gevaar dat het onderdeel doorslaat.
 |
| Het volledig schema van de optische telefoon-'bel'. (© 2017 Jos Verstraten) |
De bouw van de schakeling
Levensbelangrijke opmerking
Allereerst maar een zeer belangrijke opmerking. Deze schakeling is rechtstreeks verbonden met de 230 V netspanning. Dat betekent dat alle punten van de print via een kleine weerstand met de fase van het net zijn verbonden. Aanraken van de print kan dus dodelijk zijn! Als u met een werkende schakeling wilt experimenteren, gebruik dan altijd een 1/1 scheidingstrafo, zodat de schakeling niet met de fase van het net is verbonden.
De print en de componentenopstelling
Na deze wijze woorden gelezen te hebben, kunt u genieten van de twee onderstaande afbeeldingen, die het kleine printje van 4,0 cm bij 6,0 cm en de componentenopstelling openbaren.
 |
| Het printje van de schakeling. (© 2017 Jos Verstraten) |
 |
| De componentenopstelling van het printje. (© 2017 Jos Verstraten) |
Het is natuurlijk niet de bedoeling dat de 230 V netspanning op de een of andere manier in contact komt met de bedrading en apparatuur van uw telecom-provider. Het printje is zo ontworpen dat de minimale afstand tussen het primaire en secundaire circuit 5,5 mm bedraagt. Onder de behuizing van de optische koppelaar is dat minder en vandaar dat daar een uitsparing in de print is voorzien, die u met een figuurzaagje snel uit het epoxy kunt zagen.
Original Hiland DIY M12864 LCR ESR PWM Transistor Tester Kit
