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Receptor de Caller-ID (codif. Ring-FSK)


El Caller-ID es un mecanismo por el cual el abonado al servicio telefónico puede conocer el número telefónico de la persona que lo llama. Dependiendo de las zonas geográficas y de las compañías el sistema puede ser prestado en varios formatos y con diferentes informaciones. Por lo general se suele dar la fecha, hora y número del abonado que llama, aunque en algunos sitios además se pueden enviar breves mensajes de una o dos palabras que por lo general informan el estado de la central de conmutación. Otro aspecto fundamental es la tecnología usada. En algunos países (pocos) han implementado el sistema por medio de la señalización por tonos multifrecuentes o DTMF, que es el mismo empleado para la marcación en todo el mundo. En otros países (la mayoría) se ha implementado el Ring-FSK, el cual se explica abajo.

Sistema Ring-FSK:
Como todos sabemos el llamado de un teléfono se produce por medio de una onda alterna de aprox. 70 voltios la cual tiene una frecuencia de 20 Hz y se produce en una intermitencia de 2 segundos (sonando) por 4 segundos (de silencio). El sistema inserta entre el primero y el segundo timbrado una cadena de datos que representa la información a presentar. Se emplea un sistema binario por desplazamiento de frecuencia en donde el 1 lógico es denominado "marca" y el 0 lógico se denomina "espacio". La marca es señalizada por una frecuencia de  1200 Hz, con una tolerancia del 1% (12 Hz). El espacio es representado por una frecuencia de 2200 Hz, también con una tolerancia del 1% (en este caso 22 Hz). La transmisión de la información se realiza a 1200bps, serial y en forma asíncrona. Estos datos son estipulados por el estándar Bell 202. Otro estándar empleado en el sistema de identificación es el ITU T V23, el cual implica leves diferencias en cuanto a las frecuencias empleadas. En este otro sistema la marca se representa por una frecuencia de 1300 Hz y el espacio por una de 2100 Hz, también a una velocidad de 1200bps. En el caso de nuestro circuito, los filtros pasa banda empleados para construir el chip están preparados para dejar pasar esas señales, por lo que también es apto para este segundo sistema. Como mencionamos recién la información es transmitida entre el silencio que existe durante los dos primeros timbres de la campanilla. El timming es el siguiente:

Primer Timbrado Silencio entre timbres Segundo Timbrado
2 Segundos 0.5 3 Segundos 0.5 2 Segundos

Datos de Caller-ID

Dado que el timbrado es generado por una corriente alterna es preciso aguardar medio segundo luego del primer timbrado para que se produzca una vía apta para la transmisión del FSK.

En teléfonos o equipos que no estén dotados con Caller-ID la señal FSK resulta absolutamente invisible dado que al estar el auricular colgado sólo la señal de CA puede producir efecto alguno sobre el aparato.

Con respecto a la información, el sistema comienza enviando una secuencia de 0's y 1's que son típicos en esta aplicación los cuales no representan información alguna y luego envía la información relativa a la llamada en si. Pese a disponer de 3 segundos completos para enviar datos este sistema sólo necesita de 495mS para llevar a cabo la transmisión, que está conformada de la siguiente forma:

250mS (30 Bytes) de 0's y 1's repetitivos.
70 mS en estado lógico alto (ó Marca).
175mS donde se transmite efectivamente la información como se muestra a continuación:

Los primeros 16 bits no son tomados en cuenta
Los siguientes 144 bits contienen la información propiamente dicha (ver mas abajo)
8 bits mas que no son utilizados.

Luego de esto el sistema entra en estado lógico bajo (ó espacio).

Dentro de los 144 bits el sistema debe informar al abonado Mes - Día - Horas - Minutos - Número que Llama. Cada guarismo consume un byte, por lo que la capacidad máxima para el número de abonado asciende a 14 dígitos. El sistema empleado para la numeración es el BCD, por lo que es muy simple de representar en pantallas convencionales.

De lo expuesto arriba lo único normalizado por el estándar es la cantidad de bits. Las compañías pueden enviar la información que deseen, la cual será mostrada en la pantalla del receptor. Incluso en algunos países se transmiten textos con codificación ASCII sin que ello represente problema alguno.

Hasta aquí una breve descripción de un sistema suficientemente potente y a la vez flexible. Queda claro que el desarrollador puede emplear este sistema para recibir información desde la central de conmutación pública o puede utilizarlo para una central privada para lo que solo necesitará generar la señal FSK.

En el circuito observamos que, sacando el integrado, no se requieren componentes activos adicionales. Todo el trabajo está contemplado en su interior. Para entender mejor estos conceptos recomendamos bajar de la web de Holtek el archivo PDF con la hoja de datos del chip.

El circuito en la entrada, si bien a primera vista parece medio complicado, basta con dividirlo en dos funciones simples para entenderlo mejor. Por un lado la señal de alterna (que se presenta cuando suena la campanilla) es rectificada por el puente de diodos PR y limitada en corriente por la serie de resistencias. Desde esa serie se extrae la señal (que a esta altura es continua pulsante en 20 Hz) que el chip empleará para detectar el timbrado. La información del FSK (que recordemos esta en vía de audio) es extraída por medio de los capacitores en serie con resistencias, luego de los cuales es inyectado al circuito integrado. Estos capacitores desacoplan la componente DC de la señal y las resistencias adaptan impedancias a la vez que balancean la línea y limitan la corriente que circula por el sistema de audio. Como notarás a esta altura no se podría simplificar mas que esto.

Para poder interpretar el timming de la señal entrante el circuito requiere de un patrón de tiempo, que en este caso es provisto por un cristal de 3.58MHz. Quien entienda de TV o vídeo estará familiarizado con este cristal, aunque en los últimos años se lo ve en muchos otros tipos de aparatos. La resistencia de 10M y los capacitores a masa acondicionan la señal de reloj generada por el oscilador.

La salida de datos (Data Out) presenta estado lógico no invertido. Esto significa que un 1 lógico (que en FSK se denomina Marca) es representado en el pin de salida por un nivel de tensión igual a +V, mientras que un 0 lógico (Espacio en FSK) es representado por un nivel de masa.

La salida Portadora indica la presencia de información Caller-ID pero en estado lógico invertido. Esto quiere decir que mientras el sistema esté en reposo o cuando no haya portadora alguna esta señal presentará un nivel lógico alto y bajará sólo cuando se detecte una señal de identificación de llamada válida.

En tanto la salida Ring, que presenta el mismo estado lógico invertido que la salida Portadora, está siempre en estado lógico alto y sólo baja cuando la campanilla suena, o sea cuando suena el timbre del teléfono. Esta señal es muy útil para disparar una rutina de interpretación del Caller-ID por medio de interrupciones, haciendo que el circuito encargado del control sólo preste atención a este módulo cuando una señal de timbre se hace presente.

Para emplear este circuito en algo útil todo lo que hay que hacer es disponerlo en un proyecto microprocesado o microcontrolado y monitorear las tres señales arriba comentadas.

Primeramente hay que esperar a que se produzca el llamado de la campanilla, para ello se puede optar por controlar continuamente la señal Ring o activar interrupciones disparadas por ese pin. Luego hay que esperar que la línea Portadora presente un estado lógico bajo, lo que indicará que una llamada identificable será recibida. Seguidamente habrá que recibir los bits en una comunicación serie a 1200bps, 8 bits de datos, sin bit de paridad y sin bit de parada. La forma de saber cuando concluye la recepción de bits es muy simple, cuando la línea de Data Out queda en estado bajo permanente es porque no hay mas información. Otra forma es hacer un conteo de los bits recibidos a fin de detectar la llegada a cero. El método a elegir depende de cada desarrollo y lo que el programador vea conveniente. Cabe aclarar que cada ocho bits recibidos hay que almacenarlo en una posición de la RAM o mandarlo a pantalla, pero a fin de cuentas hay que agrupar los bits recibidos de a ocho para conformar los bytes.

En que emplearlo:
No solo se puede lograr máquinas de identificación para ver a quien se va a tender. También se pueden hacer sistemas inteligentes de derivación de comunicaciones, que cuando se llama de determinados números telefónicos atienda el módem, cuando sean otros atienda el FAX o que derive a operadora otras llamadas o que grabe en cinta conversaciones de números específicos. La cantidad de destinos de este montaje es casi sin límites. Otra aplicación válida es en sistemas de monitoreo de alarma por vía telefónica, cuando la central llama al sistema del abonado y éste detecta que lo está llamando el sistema de control, en lugar de dejar atender al abonado atiende el módem de la alarma, permitiendo su programación o mantenimiento remoto. También se lo puede utilizar en sistemas de control doméstico vía telefónico, para que cuando llamemos del celular atienda el sistema de control, mientras que si llaman de otra línea que no sea esa la llamada la atienda la grabadora de mensajes.

 
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