Hallo!
ich habe mir gerade einen Raspberry Pi (Version B) bestellt, der
vermutlich am Freitag geliefert wird :)
Nun ist meine Idee, daran ein normales Analog-Telefon daran
anzuschließen (genauer: ein Gigaset A400 - wie ich erstaunt festgestellt
habe sogar heutzutage noch Made in Germany!). Ob nun über die GPIO-Ports
oder einfach einen Kopfhörer- / Mikroanschluss (dann wohl über eine
USB-Soundkarte) weiß ich noch nicht - dafür kenne ich leider zu wenige
der technischen Grundlagen der Telefonie. Dieses würde ich dann
sozusagen als "Headset" benutzen, um damit VoIP-Gespräche zu führen. Das
Wählen usw. ist derzeit erstmal nicht so wichtig, da ich auf dem Telefon
sowieso fast nur angerufen werden werde (bzw. dann auch einfach über die
Raspberry Pi Software eine Nummer eingeben kann, aber auch die Analyse
von den DTMF-Wahltönen sollte ja nicht allzu kompliziert softwaremäßig
umsetzen lassen).
An die Basisstation schließt man ja standardmäßig den 2-Adrigen
RJ-11-Stecker an. Also eigentlich dürfte das mit analoger Technik und
gerade mal zwei Adern eigentlich nicht allzu kompliziert werden...
...Aber wie ich leider feststellen musste, finden sich im Internet
einfach so gut wie garkeine Informationen über die Technik, mit der
(Analoge) Telefone funktionieren :( Ich habe jetzt schon mehrere Stunden
gegooglet und mikrocontroller.net durchforstet - und nichts darüber
gefunden. Vielleicht ein paar Dinge wie "Wie bringe ich ein altes W48
zum klingeln" - aber das war's dann auch. Bisher habe ich es nichtmal
hinbekommen, die Spannung herauszufinden, die man für den Betrieb eines
modernen Analogen Telefons zugrundelegen muss... Also zwischen 25 V
und 48 V habe ich alles gelesen.
Außerdem ist für mich noch die Frage: Wie wird die "Sprache" übertragen?
Könnte man an die zwei Adern des RJ-11 Anschlusses mit
Spannungsversorgung und entsprechenden Vorwiderständen (also einfach mal
hypothetisch und Quick and Dirty) einfach einen Kopfhörer anschließen
und dann das ins Telefon gesprochene hören? Oder wird das Audiosignal
noch irgendwie "moduliert" oder irgendwie "anders" übertragen als auf
dem Weg zu Lautsprechern / Kopfhörern?
Vielen Dank im Voraus :)
katze_sonne
katze_sonne schrieb:> Nun ist meine Idee, daran ein normales Analog-Telefon daran> anzuschließen
Das ist nicht so einfach, wie du dir das anscheinend vorgestellt hast.
> oder einfach einen Kopfhörer- / Mikroanschluss (dann wohl über eine> USB-Soundkarte)
Der Teil wäre wohl noch am ehesten hinzubekommen. Wobei du da mindestens
noch das Mikrofon austauschen mußt, weil ein Kohlemikrofon an der
Soundkarte nicht funktioniert.
> An die Basisstation schließt man ja standardmäßig den 2-Adrigen> RJ-11-Stecker an. Also eigentlich dürfte das mit analoger Technik und> gerade mal zwei Adern eigentlich nicht allzu kompliziert werden...
Fehlschluß. Es wird nicht einfacher mit weniger Anschlüssen. Sonst wäre
das Mobiltelefon (0 Anschlüsse) ja am einfachsten ;)
> ...Aber wie ich leider feststellen musste, finden sich im Internet> einfach so gut wie garkeine Informationen über die Technik, mit der> (Analoge) Telefone funktionieren :( Ich habe jetzt schon mehrere Stunden> gegooglet
Ach komm!
http://de.wikipedia.org/wiki/Telefonhttp://de.wikipedia.org/wiki/Gabelschaltunghttp://de.wikipedia.org/wiki/Impulswahlverfahrenhttp://www.elektronik-kompendium.de/sites/kom/0212013.htmhttp://www.bayern-online.com/v2261/artikel.cfm?DID=203&Product_ID=22878
XL
katze_sonne schrieb:> ...Aber wie ich leider feststellen musste, finden sich im Internet> einfach so gut wie garkeine Informationen über die Technik, mit der> (Analoge) Telefone funktionieren :( Ich habe jetzt schon mehrere Stunden> gegooglet
wenn das wirklich stimmt, dann lass es gleich bleiben... wer sich so
anstellt, kriegt das nie im leben hin.
>> (Analoge) Telefone funktionieren :( Ich habe jetzt schon mehrere Stunden>> gegooglet>> wenn das wirklich stimmt, dann lass es gleich bleiben... wer sich so> anstellt, kriegt das nie im leben hin.
FULL ACK!
Gruss
Michael
Michael H. schrieb:> wenn das wirklich stimmt, dann lass es gleich bleiben... wer sich so> anstellt, kriegt das nie im leben hin.
Das sehe ich leider ähnlich. Wenn man etwas googelt findet man sogar die
Spezifikationen von dem ganzen Zeugs zum freien Download. So einfach ist
das aber nicht, da sind Spannungen von 60V bei, garantiert nicht
RaPI-kompatibel.
Hallo Zusammen,
vor ca. 30 Jahren habe ich mal eine Telefon-Anlage mit einem Z80 gebaut,
da habe ich das Interface ungefähr so gebaut ...
Das Telefon(W48) hängt in Reihe an einem Widerstand(330 Ohm), hebe man
den Höhrer ab singt die Spannung an (a) ungefähr auf die Hälfte je nach
Innenwiderstand der Apparates.
Beim Sprechen ändert sich dies etwas (+-) und kann über einen
Kondensator ausgekoppelt werden.
Wählt man mit der Impulswählscheibe, wird der Apparat erst niederohmig
und erzeugt 100mS lange Impulse Verhältnis 40/60, dazu wird der Apparat
für 60mS hochohmig, so wie beim Auflegen ...
Das Klingeln habe ich damals mit einer positiv gelagerten
Wechselspannung gelöst, so kann während des Klingen der Apparat
überprüft werden ...
Wie sich der Innenwiederstand bei heutigen analogen Geräten verhält die
ja zum teil Ihre Versorgung aus der Telefonleitung bezieht, kann ich
nicht sagen. MFW müsste man am TON - Anschluss auswerten können.
!! Vorsicht die verwendetet Spannungen sind nicht OHNE ... also VORSICHT
!!
Gruss Ralf
2 einfache möglichkeiten:
1. Es gibt extra adapter um normale telefone über usb an rechner
anzuschließen "voip usb analog" oder so ähnlich suchen
2. Fritzbox, voip ata, beliegiges gerät das auf einer seite sip spricht
und auf der anderne seite analoge telefone anschließbar sind... und dann
halt über ethernet...
Interessant für dich ist eventuell asterisk
Also ich muss BillX zustimmen, was Fertiges und Asterisk wäre da in
jedem Falle sinnvoller.
Zu Ralf-G. muss ich hinzufügen, dass Du da natürlich noch eine
Brückenschaltung für die Richtungstrennung brauchst.
Übrigens, ich hab mal gerade nachgeschaut. Das Gigaset A400 ist ein DECT
Telefon, kein analoges. Es hat aber die alte ANIS-Schnittstelle.
katze_sonne schrieb:> ...Aber wie ich leider feststellen musste, finden sich im Internet> einfach so gut wie gar keine Informationen
Glaub' ich nicht. Mit etwas Suchen hättest du (z.B. über Wikipedia) den
Begriff "Teilnehmerschaltung" finden können. Der entsprechende englische
Fachbegriff ist "Subscriber Line Interface Circuit" (SLIC).
Eine Suche nach "slic telephone" liefert bereits Unmengen von Treffern.
Die Ergänzung um "discrete" sollte auch hilfreich sein.
So, jetzt bist du dran.
Grüße
Stefan
Ich erkläre Dir mal, wie ein analoges Telefon prinzipiell funktioniert.
Fangen wir mal mit der einfachsten Grundschaltung für den Telefonhörer
an:
1
a o--------[Lautsprecher]------[Mikrofon]---------o b
Im einfachtsen Fall enthält der Telefonhörer einen Lautsprecher und ein
Kohlemikrofon in Reihe. Das Kohlemikrofon wirkt wie ein Widerstand,
dessen Wert sich abhängig vom Luftdruck (Schallwellen) ändert.
Das Telefon wird mit einem Strom von 20-30mA betrieben, der ergibt sich
aus der 60V Spannungsversorgung, dem Leistungswiderstand und dem
Innenwiderstand diverser Spulen in der Vermittlingsstelle.
Telefone werden mit einem (annähernd) konstanten Strom betrieben, nicht
mit einer konstanten Spannung! Die Spannung, die dabei am Telefon
anliegt, variiert je nach Modell im Bereich 3-12 Volt.
1
_____
2
o----------------| |
3
60V | | Telefon 1
4
o---XXXXX--------|_____|
5
====== _____
6
o---XXXXX--------| |
7
60V | | Telefon 2
8
o----------------|_____|
Die Sprache modiliert die Spannung und Stromstärke am Telefon. Der
Übertrager in der Vermittlungsstelle überträgt den
Wechselspannungsanteil zum anderen Telefon.
Damit man den Gesprächspartner lauter hört, als sich selbst, ist die
Grundschaltung des Telefonhörers in der Praxis etwas aufwändiger. Die
folgende Schaltung war in den 70er Jahren üblich:
1
+--[Lautspr.]--+
2
| |
3
+----XXXXXX----+
4
==========
5
a o--------XXXXXXXXXX----+
6
| |
7
| ===
8
| |
9
Mikrofon |~|
10
| |_|
11
| |
12
b o-------------+--------+
Das R/C Glied soll die Eigenschaften der Telefonleitung nachahmen.
Diesen Teil hat man je nach Modell mehr oder weniger Aufwändig gebaut.
Sinn der Sache ist der: Die Signale, die das Mikrofon abgibt, fließen
links herum durch den Transformator zur Vermittlungsstelle (Anschüsse a
und b). In gleicher Stärke fließen die Signale aber auch nach rechts
herum zu der R/C Schaltung. Im Idealfall heben sich die Ströme
(links/rechts) gegenseitig auf, so daß der Transformator keine Spannung
an den Lautsprecher abgibt.
Aber den Idealfall will man gar nicht haben, denn dann denkt der
Sprecher, das Telefon sei kaputt. Ein kleines bisschen soll man sich
selbst schon hören können, darum genügt die einfache R/C Schaltung als
Leitungsnachbildung.
Heutige analoge Telefone enthalten Ersatzschaltungen aus Transistoren
oder IC's mit Electret Mikrofonen, die die obige Grundschaltung
simulieren.
Den Rest schreibe ich im nächsten Beitrag, bitte hab' etwas Geduld.
Wenn Du eine Telefonanlage bauen willst, kannst Du mit 24V
Versorgungsspannung arbeiten. 60V sind nur bei Kilometer langen
Leitungen nötig.
Anstatt die Signale mittels Übertragen zum anderen Telefon zu
übertragen, kann man auch einen Kondensator verwenden:
1
24V + o-----+--------------------------+
2
| |
3
[KSQ] [KSQ]
4
| |
5
+---||---[Schalter]---||---+
6
| |
7
[Telefon] [Telefon]
8
| |
9
GND o-------+--------------------------+
KSQ sind Konstantstromquelle mit 30mA. Als Kondensatoren taugen 100yF
Elkos. Wenn der Schalter geschlossen ist, wird die Sprache zwischen den
Telefonen in beiden Richtungen übertrager. Der Schalter kann ein
Relais-Kontakt sein, oder ein MOS Transistor (als IC: CD4066).
Die Konstantromquelle könnte mit der Transistorschaltung realisiert
werden, die Ralf G bereits gepostet hat. Besser ist jedoch eine Gyrator
Schaltung, denn die hat einen viel höheren Innenwiderstand für
Wechselströme. Das Sprachsignal fließt dann zu einem viel geringeren
Anteil in das Netzteil, so dass die Lautstärke besser wird.
1
24V+ o----+----+------+
2
| | |
3
22 |~| === | 100yF
4
Ohm |_| | |
5
| | |/<
6
+----+----| BC558B
7
| |\
8
| |
9
>\| |
10
BC160-16 |---------+
11
/| |
12
| |~|
13
o |_| 10k
14
Ausgang |
15
|
16
GND
Der BC160 muss mit einem Kühlstern ausgestattet werden, sonst wir er zu
heiß. Ohne Kondensator wäre das eine Konstantstromquelle. Der
Kondensator macht daraus einen Gyrator. Der Gyrator reagiert auf
Strom-Schwankungen nur sehr träge - er ist für Wechselspannungen
hochohmig, verhält sich also (fast) wie die Spule des Übertragers in der
Vermittlungsstelle.
Einziger Haken: Im Einschaltmoment fließt für kurze Zeit ein deutlich
höherer Strom, als die 30mA. Der 10k Widerstand begrenzt den Strom
zusammen mit dem Verstärkungsfaktor des BC160 auf einen Wert, den
Telefon vertragen.
Die Polarität (a/b) der Telefone ist übrigens beliebig.
Im nächsten Beitrag beschreibe ich, wie Telefone klingeln.
@ Stefan
Du scheinst eine Menge Ahnung von der Sache zu haben. Vielleicht wäre
ein Artikel hier in der Artikelsammlung sinnvoll? Da geht das Wissen
nicht so schnell im Rauschen unter.
Telefone klingeln, wenn man eine Wechselspannung (48-60V) anlegt. Bei
den analogen Vermittlungsstellen der Post hatte diese Wechselspannung 25
Hz und sie wurde zur Versorgungsspannung addiert:
1
470nF
2
o--------a--------||----+
3
60V DC |
4
o X
5
| X Klingel-Spule
6
o X
7
60V AC |
8
o--------b--------------+
Im Telefon befindet sich in Reihe zur Klingel ein Kondensator, der nur
den Wechselstrom durch lässt. Es fließt kein Gleichstrom, obwohl eine
Gleichspannung anliegt.
Mit 50Hz funktioniert es auch, aber mechanische Klingeln hören sich
damit weniger gut an. Auf elektronische Signalgeber hat die höhere
Frequenz jedoch keinen negativen Einfluss.
Die Klingeln haben eine Stromaufnahme von weniger als 50mA.
Wenn der Angerufene Teilnehmer den Hörer abhebt, wird ein Schalter
umgelegt. Der Schalter unterbricht den Strom zur Klingel und schaltet
stattdessen die Schaltung für den Hörer an die Leitung.
Die Vermittlungsstelle erkennt, das nun nicht nur ein Wechselstrom
fließt, sondern auch ein Gleichstrom. Sie schaltet die Klingel-Spannung
ab und verbindet den angerufenen Teilnehmer mit an Anrufer.
Im nächsten Beistrag beschreibe ich, wie die Wählscheibe funktioniert.
Stefan schrieb:> Im nächsten Beistrag beschreibe ich, wie die Wählscheibe funktioniert.
Telefonkursus für Anfänger in mehreren Lektionen? :-)
In welcher Lektion ist denn dran, wie ich den Hörer halten muß,
Schnur nach oben, oder Schnur nach unten? :-)
Gruss
Harald
PS: Erinnert mich irgendwie an das Frühstück der Gebrüder Blattschuss:
"und eins und zwei und morgen verrat' ich ihnen die Auflösung
des Knotens"
Die Wählscheibe enthält einen Schließer-Kontakt, der die Schaltung des
Telefonhörer überbrückt, sowie einen Unterbrecher-Kontakt, der Impulse
an die Vermittlungsstelle sendet.
Tastentelefone mit Impuslwahl-Verfahren funktionieren genau so, nur dass
die ganze Mechanik durch Elektronik ersetzt ist.
1
2
Unterbecher
3
a o-----o/o-----+------------------o a
4
|
5
o
6
/ Schließer Zum Telefonhörer
7
o
8
|
9
b o-------------+------------------o b
In der Ausgangsposition der Wählscheibe ist der Unterbrecher-Kontakt
geschlossen und der Schließer-Kontakt ist offen.
Wenn Du nun die Wählscheibe drehst, wird der Shließer geschlossen. Er
überbrückt den Telefonhörer, so dass die Impulse des Unterbrechers in
voller höhe in Richtung Vermittlungsstelle fließen.
Der Unterbrecher Kontakt wird aktiv, sobald Du die Wählscheibe zurück
drehen lässt. Bei einer 1 unterbricht er einmal, bei einer 2 unterbricht
er zweimal, bei einer 0 unterbricht er 10 mal. Das genaut Timing weiß
ich nicht mehr. Ich meine aber, dass die 10 Impulse innerhablb einer
Sekunde stattfinden.
Als modernere Alternative haben wir heute das Mehrfrequenz Verfahren
(MFV). Das funktioniert ganz anders:
Die Tastatur eines MFV Telefons hat drei Spalten und vier Reihen. Jeder
Spalte ist eine Tonfrequenz zugeordnet, und jeder Reihe ist eine
Frequenz zugeordnet. Wenn Du eine Taste drückst, erzeugt die Tastatur
einen gemischten Ton aus den Frequenzen der entsprechenden Reihe und
Spalte. Es sind also immer zwei Töne.
Dazu erinnere ich mich an ein sehr lustiges Experiment: Als Kinder
hatten wir mal versucht, diese beiden Töne zu zweit zu singen und so
unsere Oma anzurufen (war eine 4-Stellige Rufnummer). Wir haben es nicht
leider nciht geschafft.
Zur Erkennung dieser Ton-Kombinationen gibt (oder gab) es einen
Mikrochip mit Namen MT8870. Den hatte ich mal eingesetzt, war sehr
einfach anzuwenden. Besorge Dir den Chip und baue die Schaltung einfach
genau so auf, wie sie im Datenblatt empfohlen wird.
http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/MITEL/MT8870.html
Ansonsten könntest Du die Töne auch mit einem ADC einlesen und mit der
Fourier-Analyse erkennen.
http://wwwitp.physik.tu-berlin.de/~basti/download/10_fourieranalyse.pdf
Stefan Wagner schrieb:> Ich könnte das noch einmal zusammen fassen und das> Mehrfrequenzwahlverfahren ergänzen.
Das Telefon kann der Vermittlungsstelle (Telefonanlage) auf zwei Wegen
mitteilen, zu welcher Rufnummer eine Verbindung aufgebaut werden soll:
Das ältere Verfahren ist die Impulswahl. Ein Wahlimpuls ist eine
Unterbrechung des Stromflusses in der Leitung (Schleifenunterbrechung).
In den Pausen zwischen den Impulsen fließt Strom (die Schleife ist
geschlossen).
Die Nenndauer für einen Puls (Unterbrechung) ist 60 ms, die Pause 40 ms.
Das Verhältnis von Puls und Pause soll 1,5:1 sein.
Die Ziffer 1 wird durch 1 Wahlimpuls dargestellt, die Ziffer 2 durch 2
(usw. bis zur Ziffer 9 mit 9 Wahlimpulsen und der Ziffer 0 mit 10
Wahlimpulsen.
Die Pause zwischen zwei Ziffern muss min. 650 ms betragen.
Wenn ein mechanischer Kontakt verwendet wird, muss seine Prellzeit <= 3
ms sein.
Die Mehrfrequenzwahl kommt im nächsten Beitrag.
Der Vollständigkeit halber möchte ich nun noch die digitalen Signale
erklären, die inzwsichen als optionales Feature hinzugefügt wurden:
Zuerst sei da der Gebührenimpuls zu nennen. Früher hatte man einen
festen Preis pro Impuls (ähnlich der Stromrechnung). Je nachdem, ob man
ein ortsgespräch, Ferngespräch oder Auslandsgesräch führte, wurde die
Abrechnung unterschieldich schnell getaktet. Bei jedem Takt fielen
einige Pfennige an.
Die Gebührenimpulse konnate man sich gegen Gebühr ans Telefon senden
lassen. Damit verbunden war ein Gebühren-Impuls-Zähler, der die Impulse
auf einem mechanischen Zählwerk anzeigte.
Die Impulse waren einfach kurze Pieptöne (von etwa 300ms Länge) mit
einer Frequenz von (ich glaube) 16 Kilohertz. Dise wurde mit L/C Filtern
an den beiden Leitungen a und b abgegriffen und dem Zählwerk zugeführt.
Darüber hinaus gibt es noch die Anrufer-Erkennung, also die Übermittlung
der Rufnummer des Anrufers. Diese wird mittels FSK Modulation in der
Pause zwischen den ersten beiden Klingeltönen übertragen. Das ist aber
so komplex, das willst Du sicher nicht nachbauen.
Lesestoff dazu gibts hier: Beitrag "EM92547 Caller ID FSK Decoder, Rufnummernanzeige"
@troll
Ich glaube nicht, dass dieser alte Kram heute noch von Interesse ist.
Ähh, warum habe ich das alles dann geschrieben? Ich muss bekloppt sein.
Oder gelangweilt. Ja, das ist es wohl.
@katze_sonne
Di Schaltung mit dem Gyrator hast Du ja jetzt. Da kannst Du mit einem
Kondensator auch die Sprache vom Mikrofon abzeigen, um sie mit dem
Audio-Eingang des Raspberry Pi zu verbinden. Du kannst Da auch den
Audio-Ausgang des Raspberry Pi (über 100yF Kondensator) anschließen.
Der Haken ist: Du kanst nicht ohne weiteres beides gleichzeitig
anschließen, denn dann bekommst Du eine Rückkopplung.
Wenn Du Sprache in beide Richtungen übertragen willst, musst Du die
Schaltung aus obigem Beitrag von 12:04 aufbauen. Ein Telefon hälst Du
Dir an das Ohr, das andere zerlegst Du und schließt es an den Computer
an:
Lautsprecherausgang -> Mikrofon Eingang
Mikrofon <- Kopfhörer Ausgang (über 100yF Kondensator).
Oder du zerlegst kein Telefon, sondern baust die Schaltung mit dem
Transformator und der Leitungsnachbildung irgendwie anders nach. Das ist
aber nicht einfach! Es kommt darauf an, dass Du dich selbst nicht allzu
laut selbst hören darfst, sonst entseht eine Rückkopplung und ein ganz
hässliches Echo oder Pfeifen.
Vergess nicht Schutzschaltungen gegen Überspannung!
Stefan schrieb:> Die Gebührenimpulse waren einfach kurze Pieptöne (von etwa 300ms Länge)> mit einer Frequenz von (ich glaube) 16 Kilohertz.
16 kHz +/- 80 Hz, Klirrfaktor < 10%, Dauer 78 - 170 ms, Abstand >= 132
ms.
In Österreich waren es (aus der Erinnerung) übrigens 12 kHz.
Grüße
Stefan
Danke an Stefan & Stefan für die ausführlichen und eingängigen
Erklärungen. Selten liest man in einem Diskussionsfaden soviel geballtes
Wissen, da liegt es nahe diese Informationen ins Wiki zu übernehmen.
Fragen nach Analogtelefonen kommen hier relativ häufig:
http://www.mikrocontroller.net/search?query=analogtelefon&sort_by_date=1
troll schrieb:> @ Stefan> Du scheinst eine Menge Ahnung von der Sache zu haben. Vielleicht wäre> ein Artikel hier in der Artikelsammlung sinnvoll? Da geht das Wissen> nicht so schnell im Rauschen unter.
Jeder kann einen Wiki Artikel schreiben, auch du mein Sohn.
Stefan schrieb:> @troll> Ich glaube nicht, dass dieser alte Kram heute noch von Interesse ist.
Das sehe ich anders, schließlich wird es auch heute noch viel genutzt.
Eine Telefonnetznachbildung mit µC wäre mal was... Hab jetzt nicht die
Suche gefragt, aber die umgekehrte Version (µC ans Telefonnetz) wurde
hier schon mehrfach angesprochen. Da sind solche Infos viel wert.
Hallo Harald
Auf der Suche nach einem einfachen, aber aufschlussreichen Hinweis zur
Frage, wie man ein analoges Telefon zum klingeln bringt, bin ich auf die
sehr aufschlussreiche Artikel-Serie von Stefan gestossen. Leider gibt es
in diesem Forum immer wieder solche vermeintlichen Schlaumeier, die
lediglich Schwachsinn platzieren und überhaupt nicht's zur Fragestellung
beitragen.
Nimm Dir doch bitte lieber ein Beispiel an Stefan!
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