Danas smo odlučili reciklirati gomilu starih telefonskih aparata predviđenih za rad na žičnoj telefonskoj liniji. Skupili smo oko 200 komada telefona različitih tipova, modela, proizvođača i godišta koji zauzimaju previše prostora da bi ih bilo isplativo čuvati. Skupljeni su tijekom godina, te iako ih je većina električki ispravna ili se lako mogu dovesti u ispravno stanje, riječ je uglavnom o zastarjelim i pohabanim telefonima koji s obzirom na današnje trendove više nikom nisu uporabno zanimljivi. Tu spadaju telefoni sa brojčanikom (samo pulsno biranje), zatim stari modeli telefona sa dekadnom tipkovnicom (pulsno i/ili tonsko biranje), te različiti drugi modeli žičnih i bežičnih elektroničkih telefonskih aparata za analogne i digitalne telefonske linije koji su bili aktualni od sredine 1960-tih do početka 2000-tih godina.
Od cijele ove hrpe odlučili smo zadržati petnaestak programabilnih Panasonic telefona jer već posjedujemo kompatibilnu Panasonic telefonsku centralu tako da ovaj set može poslužiti za nekakvo interno (uredsko) telefonsko povezivanje. Također, u ovoj fazi nećemo rastaviti ni desetak odabranih i bolje očuvanih telefona koje ćemo kasnije detaljnije proučiti te ih ostaviti za kakva kasnija testiranja i eksperimente sa drugim uređajima iz područja telefonije. Ostali telefoni će proći proces recikliranja, a prvi korak u tome je odvajanje plastičnih od svih ostalih dijelova telefona.
Nakon što se uklone plastična kućišta od naših telefona dobili smo hrpice njihovih sastavnih dijelova:
Brojčanici za impulsno biranje pretplatničkih brojeva.
Dekadske tipkovnice za impulsno i tonsko biranje pretplatničkih brojeva.
Dekadske tipkovnice modernijeg tipa za tonsko biranje pretplatničkih brojeva.
Elektromehanička telefonska zvona.
Elektrodinamički mikrofoni i/ili slušalice (ulošci).
Elektrodinamičke slušalice novijeg tipa.
Kondenzatorski mikrofoni novijeg tipa.
Elektrodinamički zvučnici.
Piezo zvučnici (za zvuk poziva).
Pomalo neobični elektromagnetski tonsko-svjetlosni pomoćni pozivnici iz telefona Siemens.
Metalni utezi ugrađeni u drške slušalica kako bi se dobila dovoljna masa za pritisak na komutacijsku sklopku telefona kao i za bolje nalijeganje spuštene slušalice na kućište telefona.
Hrpa vijala, opruga, podložnih pločica, kontakata…
Ponešto upotrijebljivih protukliznih nožica za kućišta i uvodnica za kabele koji se mogu iskoristiti u samogradnji.
Antene bežičnih telefona.
Nekoliko mrežnih transformatora.
Mini kasetofoni od telefona sa ugrađenim telefonskim sekretaricama.
Skopke sa bravicom, nažalost uglavnom bez ključeva.
Razni kablovi…
I naravno hrpa elektroničkih pločica.
Svi naši telefoni spadaju u kategoriju automatskih telefonskih aparata (ATA) koji se spajaju na gradsku telefonsku mrežu (centralu) preko koje dobivaju potrebna napajanja (centralna baterija – CB) i preko koje je omogućeno automatsko uspostavljanje veze sa bilo kojim pretplatnikom biranjem broja preko brojčanika ili dekadske tipkovnice. Svaki takav telefon sastoji se od četiri osnovna funkcionalna sklopa:
- KOMUTACIJSKI SKLOP – sklopka kojom se telefon prebacuje na poziv (zvono) ili na razgovor (MTK). Ova sklopka se obično aktivira podizanjem ili spuštanjem slušalice.
- POZIVNI SKLOP – akustični ili svjetlosni indikator dolaznog poziva (zvono, zujalica, tonski generator, tinjalica, žaruljica, LED i slično). Prilikom pozivanja, centrala na pretplatnički vod pušta pozivni izmjenični napon reda 90 V (50-120 V) i frekvencije reda 25 Hz (16-50 Hz) koji aktivira pozivni sklop. Elektromehanička zvona obično rade izravno na ovom naponu (preko kondenzatora kojim se uklanja istosmjerna komponenta napona) dok se za ostale vrste pozivnih indikatora pozivni napon po potrebi ispravlja i/ili reducira.
- BIRAČKI SKLOP – brojčanik ili dekadska tipkovnica. Prilikom biranja određenog pretplatničkog broja prema centrali se šalje serija impulsa ili tonova koji odgovaraju tom pretplatničkom broju.
- ELEKTROAKUSTIČKI SKLOP – mikrofonsko-telefonska kombinacija (MTK) za pretvaranje govora u električne impulse i obrnuto. Svakom telefonu je potrebno osigurati napajanje mikrofona unutar MTK kako bi se električni signal govorne informacije mogao prenijeti telefonskim žicama na potrebnu udaljenost. Ovo istosmjerno napajanje se dobiva preko pretplatničke centrale.
NAPONI NA TELEFONSKIM VODOVIMA
Sa spuštenom slušalicom ili u praznom hodu stalni napon na telefonskim vodovima je najčešće oko 48 V (DC). U praksi, ovisno o vrsti centrale i karakteristikama distribucijske mreže prema krajnjim telefonskim pretplatnicima napon praznog hoda na telefonskim linijama može se kretati u rasponu 21-65 V (nominalno 24, 48 i 60 V). Kad se podigne slušalica telefona, na liniju se spajaju mikrofon, slušalica i drugi elementi telefona, te zbog njihovog ukupnog unutrašnjeg otpora taj napon padne na vrijednost cca 3-12 V (DC). Ovim naponom se primarno napaja mikrofon telefona (potrošnja struje je u rangu 20-60 mA). Iz ovoga proizlazi da će centrala prepoznati podignutu slušalicu jer se naglo smanji otpor (poveća potrošnja struje) na telefonskoj parici. Telefoni imaju nominalne unutrašnje otpore (otpor napojnog mosta) od 2×200, 2×400 i 2×500 Ω ovisno o sistemu napajanja (24, 48 ili 60 V). Ukoliko se otpor na telefonskoj parici znatno veći od 1 kΩ centrala neće prepoznati podignutu slušalicu. Ovo je iskorišteno za stalno napajanje memorija kod nekih (starijih) telefona u koje još nisu bile ugrađivane (moderne) flash-memorije. Te memorije su za “pamćenje” trošile struju od svega nekoliko µA, odnosno na telefonskoj liniji su predstavljale otpor reda MΩ što nikako nije moglo dovesti do indikacije podignute slušalice.
Prilikom poziva, centrala prema pretplatniku šalje periodičke izmjenične napone za aktiviranje pozivnog sklopa telefona (zvona) reda 90 V (50-120 V) i frekvencije reda 25 Hz (16-50 Hz).
Na blok shemama vidimo osnovni spoj svakog telefonskog aparata predviđenog za spajanje na automatsku gradsku pretplatničku centralu. Crvenom bojom istaknuti su krugovi koji sudjeluju u pojedinoj fazi rada telefona. Kao što se vidi, sam telefon je električki vrlo jednostavna naprava.
Komutacijski sklop je sklopka koja preklapa telefon na elemente za poziv (zvono) ili na elemente za razgovor (MTK). Sklopka je vezana na neki sistem tako da ju aktivira težina spuštene slušalice. Kod mnogih (modernijih) MTK napravljenih od tanke plastike i minijaturnih mikrofona i zvučnika našli smo metalne utege kojima je povećana težina MTK da bi bila dovoljna za pritisak komutacijske sklopke. Višepolne mehaničke sklopke kod novijih elektroničkih telefona zamijenjene su jednostrukim tipkalima kojima se dalje aktiviraju elektroničke (tranzistorske) sklopke, a u jednom telefonu našli smo i beskontaktni reed-relej za tu funkciju. Komutacijska sklopka obično se nazivala viljuška ili mjenjač. Prebacivanje može vršiti tako da preklapa sklopove (kao na našim shemama) ili da kratko spaja sklopove koji se ne koriste u određenoj fazi rada (poziv, biranje ili razgovor).
Pozivni sklop mora reagirati na promjenu istosmjernog napona 48 V na izmjenični napon 90 V (25 Hz). Kod starijih telefona to su redovno bila elektromagnetska zvona sa batićem i metalnim školjkama (tzv. polarizirana zvona za izmjeničnu struju), a s vremenom su ona zamijenjena zujalicama (zumerima) koji su radili na istosmjernu struju ili sa nekim tipom elektroničkog tonskog pozivnika obično sa malim piezo-zvučnikom. Uz akustičnu indikaciju poziva, svaki telefon mogao je biti kombiniran i sa nekom svjetlosnom indikacijom.
Birački sklop je kod telefona vrlo jednostavan. Sastoji se od sklopke upravljane nekim mehanizmom koji će za svaki birani broj napraviti i toliki broj prekida ulaznih kontakata telefonske linije. Druga sklopka služi samo za kratko spajanje MTK (slušalice) prilikom biranja broja, kako se ti prekidi, odnosno birački impulsi, ne bi čuli u slušalici kao neugodan zvuk. Da bi centrala ispravno prepoznala nizove prekida kao biračke impulse za određeni pretplatnički broj, trajanje svakog pojedinačnog prekida, kao i trajanje pauza između njih, mora biti u određenih granicama. Telefonske centrale su bile prilagođene za rad brzinom od 10 biračkih impulsa u sekundi sa impulsnim koeficijentom (odnos između vremena otvorenosti i vremena zatvorenosti impulsnog kontakta) koji je iznosio 1,6. Naravno, zbog nesavršenosti mehaničkih centrifugalnih regulatora brzine koji su ugrađivani u rane telefonske brojčanike bile su dozvoljene tolerancije u opsegu 1,3 – 1,9.
Brojčanici su jednostavne mehaničke naprave koje imaju zadaću prekinuti telefonsku liniju onolikim brojem prekida koliki je birani broj. Omjer ili brzina izmjena prekida i pauza kod biranja brojeva mora biti u određenim granicama, pa je brzina brojčanika stabilizirana jednostavnim mehaničkim centrifugalnim stabilizatorom. Osim sklopke za prekidačke impulse, brojčanici su opremljeni još jednom sklopkom koja isključuje ili kratko spaja MTK telefona za vrijeme trajanja biranja broja (natezanje i otpuštanje brojčanika) kako se u slušalici ne bi čuli neugodni zvukovi prekidačkih impulsa.
Osciloskopom smo snimili rad kontakata jednog telefonskog brojčanika. Žuti kanal prikazuje rad impulsnog kontakta, a plavi kanal prikazuje rad kontakta za kratko spajanje MTK.
Na prvoj i drugoj snimci vidimo da se prilikom natezanja brojčanika odmah zatvara kontakt za kratko spajanje MTK i isti ostaje zatvoren sve do potpunog vraćanja brojčanika na početni položaj. Time je MTK kratko spojena tijekom čitavog vremena rada brojčanika, odnosno tijekom vremena biranja broja. Impulsni prekidi započinju se stvarati vraćanjem brojčanika u početni položaj i njihov broj ovisi o biranom broju. Na snimci vidimo maksimalnih 10 prekida koji odgovaraju znamenki nula. Uočava se da ukupno vrijeme za svih 10 prekida iznosi 1 sekundu, što je i očekivano jer su pretplatničke centrale prilagođene za rad brzinom od 10 biračkih impulsa u sekundi.
Na donjoj snimci je izdvojen jedan prekidački ciklus (prekid-pauza). Na vremenskoj bazi od 10 ms lijepo se vidi da jedan ciklus traje 100 ms, od čega na prekid otpada 61,5 ms, a na pauzu 38,5 ms što daje impulsni koeficijent (odnos između vremena otvorenosti i vremena zatvorenosti impulsnog kontakta) u iznosu od 1,6.
Brojčanik kojeg smo ovdje snimali odlično funkcionira na nominalnim vrijednostima, no za iste su dozvoljena određena odstupanja, glede broja impulsa 9 – 11 impulsa u sekundi i glede impulsnog koeficijenta 1,3 – 1,9.
Mehaničke brojčanike s vremenom su zamijenile dekadske tipkovnice koje su funkcionirale isto kao i brojčanik s time da su kod njih odabir broja i mehanička prekidanja izvedena pomoću tipkala i elektroničkih sklopova, logičkog i prekidačkog koji je upravljao izlaznim relejom kao prekidačkim elementom na telefonskoj liniji.
Oba ova biračka sklopa imala su tri kontakta (vidi sheme) koji su se nazivali impulsni, radni i mirni kontakt, a na shemama su označavani raznim kraticama (npr. nsi, nsa i nsr). Impulsne tipkovnice se obično napajaju preko telefonske linije te su sukladno tome brojčanici i impulsne tipkovnice međusobno kompatibilni i mogu se po želji ugraditi na svaki telefon.
Primjer jedne Siemensove dekadske tipkovnice za impulsno biranje pretplatničkih brojeva. Uočavaju se specijalizirani integrirani krugovi AY-5-9118 koji implementira pretvarač dekadskih tipki u odgovarajući broj slijednih impulsa za telefonsko impulsno biranje i AY-5-9500 koji je kompatibilan generator frekvencije takta za AY-5-9118. Ovi krugovi upravljaju relejom koji vrši impulsno prekidanje telefonske linije. Integrirani krug AY-5-9118 omogućuje programiranje vremena trajanja impulsa, te pauza između pojedinačnih impulsa i pojedinih serija impulsa (brojeva) tako da je prilagodljiv za sve telefonske centrale. Na posebnoj pločici u crvenu smjesu zaliveno je još komponenti, moguće da se radi o čipovima serije AY-5 koji omogućuju memoriranje i ponovno biranje posljednjeg broja.
Još jedan primjer Siemensove dekadske tipkovnice za impulsno biranje, ovaj put sa specijaliziranim integriranim krugom AY-5-9456.
Kod ove dekadske tipkovnice za impulsno biranje tvrtke Kapsch za pretvaranje pritisnutih brojeva u impulse koristi se kombinacija mikrokontrolera i logičkih integriranih krugova. Radi se o 4-bitnom mikrokontroleru serije TMS1000 (Texas Instruments) koji je prvi put predstavljen 1974. godine. Jasno se uočava i relej za impulsno prekidanje telefonske linije te baterija za čuvanje memorije spremljenih telefonskih brojeva. Kod većine drugih dekadskih tipkovnica za čuvanje u memoriji zadnjeg biranog broja dovoljno je napajanje iz same telefonske linije (30-50 µA).
Dekadska tipkovnica za impulsno biranje domaće tvrtke Iskra (ETA 85, ETA 86). Čitav sklop bazira se na specijaliziranom integriranom krugu EMS2560A, a kao prekidački elementi upotrijebljeni su tranzistori umjesto releja.
Nakon impulsnog biranja, uveden je sasvim novi način biranja broja pretplatničkog broja pomoću tonskog biranja. Tipkovnica za tonsko biranje izgledala je isto kao i ona za dekadsko impulsno biranje s time da je mogla imati ukupno 16 tipki (10 za brojeve i 6 dodatnih tipki za određene automatske i specijalne funkcije). Kod tonskog biranja svaki broj je predstavljen sa kombinacijom dvije frekvencije. Pritiskom na određenu tipku zaosciliraju dva oscilatora na pripadajućim frekvencijama i ti signali se ravnomjerno odašilju prema centrali bez obzira na brzinu pritiskanja tipki pretplatničkog broja (5 ms za jedan broj).
Prelazak sa impulsnog na tonsko biranje u praksi naravno nije bio trenutan jer je za to bilo potrebno opremiti telefonske centrale i kućne telefone. Stoga se često nailazi na telefone iz prijelaznog razdoblja koji su imali mogućnost i impulsnog i tonskog biranja kako bi se pokrili i oni kupci čije lokalne pretplatničke centrale još nemaju nadogradnju na tonsko biranje.
Ovdje su dva rana primjera dekadske tipkovnice za tonsko biranje njemačke tvrtke Hagenuk. Koristi se specijalizirani integrirani krug DF320DJ. Uz module za tonsko biranje vrlo često ćemo uočiti kristal na frekvenciji 3,579545 MHz (3,58 MHz). Ova frekvencija se pomoću dva djelitelja frekvencije smještenih u integriranom krugu dijeli tako da se dobivaju dvije frekvencije (jedna iz više i jedna iz niže grupe) koje odgovaraju pojedinom broju ili funkciji. Točnost generiranih frekvencija mora biti unutar 1,5%.
Mikrofonsko-telefonsku kombinaciju smo na našim shemama nacrtali kao serijski spoj mikrofona i slušalice (zvučnika) i to u praksi električki funkcionira. Međutim, u takvom spoju u slušalici ćemo osim govora sugovornika također čuti i izrazito pojačan vlastiti govor te okolne lokalne šumove koji će se preko mikrofona prenositi u vlastitu slušalicu. Ovo se naziva “lokalni efekt” te za korisnika telefona predstavlja neugodnu i ometajuću pojavu tijekom razgovora koju je na neki način potrebno suzbiti. Razvojem telefonije razvijeno je i više metoda neutraliziranja tog lokalnog efekta, a obično su se koristile mosne i kompenzacijske metode gdje su mikrofon i slušalica povezani uz pomoć posebnih audio transformatora sa tri namota. Razvojem specijaliziranih čipova i pojačala za telefone počele su se koristiti elektroničke metode kompenzacije gdje su primjerice slušalica i mikrofon vezani u Wheatstoneov most preko zasebnih pojačala.
Mali audio transformatori koje nalazimo u telefonskim aparatima obično služe za ublažavanje lokalnog efekta, odnosno smanjenje preslušavanja vlastitog govora u telefonskoj slušalici. Ovisno o kompenzacijskoj metodi koja se koristi kod pojedinog telefona ovi transformatori mogu imati različit broj i karakteristike namota. Slični transformatori u telefonima mogu imati i druge namjene, primjerice galvansko odvajanje pojedinih elemenata od linije ili transformacija impedancije između pojedinih sklopova, pa ćemo u nekim telefonima naći i više ovakvih malih transformatora.
Na prvoj slici je shematski prikazana mosna metoda neutralizacije lokalnog efekta. Grane mosta čine namotaj L1 i impedancija telefonske linije (Zlinije) sa jedne strane, te namotaj L2 i balansna impedancija (Zbalans) s druge strane. Izmjenična struja koju stvara mikrofon dijeli se na namotaje L1 i L2. S obzirom da su smjerovi struja kroz namotaje suprotni, u slučaju da su impedancije jedne i druge grane mosta iste, struje bi u obje grane bile identične pa bi se suprotna elektromagnetska polja međusobno poništila i u namotaju L3 se ne bi inducirala nikakva struja. U praksi se mogu namotati identični namotaji L1 i L2, no impedancija linije se ne može točno predvidjeti jer se ne može predvidjeti konačna dužina, a time i impedancija pretplatničkog voda od centrale do krajnjeg telefona. Zato se za vrijednost balansnog otpornika uzima impedancija neke srednje vrijednosti dužine voda što u praksi obično daje zadovoljavajuće rezultate. Kod prijema govornog signala, struje u namotajima L1 i L2 su istog smjera, pa se u L3 inducira zbirna elektromotorna sila koja pokreće slušalicu.
Na drugoj slici je shema koja omogućuje šire mogućnosti izbora elemenata i njihovih kombinacija. Mikrofonska struja se ovdje dijeli na struju kroz namotaj L1 prema pretplatničkom vodu i na struju kroz namotaje L2 i L3 te kroz balansni otpornik i slušalicu. Da bi se maksimalno smanjio dio struje koji pri tome teče kroz slušalicu ugrađen je kompenzacijski otpornik (Rkomp.). Pošto slušalica i namotaj L3 imaju veliki induktivni otpor kroz slušalicu teče vrlo mali dio struje, dok najveći dio struje teče kroz balansnu impedanciju preko kompenzacijskog otpornika. Struje kroz namotaje L1 i L2 imaju suprotne smjerove, a njihova rezultirajuća struja stvara elektromotornu silu (EMS) u namotaju L3. Struja iz mikrofona istovremeno teče kroz Rkomp. stvarajući na njemu pad napona. Rezultirajuća EMS na namotaju L3 i pad napona na Rkomp. moraju biti jednaki i suprotnog predznaka kako bi na oba kraja slušalica bio isti naponski potencijal čime kroz nju ne teče nikakva struja. Kod prijema govornog signala, struje u namotajima L1, L2 i L3 su istog smjera, s time što je jačina struje kroz L3 znatno manja od struja kroz L1 i L2. Tako struje u L1 i L2 stvaraju na L3 EMS kao i pad napona na Rkomp. te time govornu struju kroz slušalicu.
U praksi kod masovne proizvodnje telefona nemoguće je postići potpunu kompenzaciju lokalnog efekta jer se ne može predvidjeti točna impedancija, odnosno dužina voda svake pretplatničke linije. Balansni otpor također ovisi i o frekvenciji tako da i tu nastaju neka odstupanja. Da bi balansni otpornik bio neovisan o frekvenciji izrađuje se kao bifilarno motani četvrti namotaj postojećeg transformatora.
TELEFONI DOMAĆE PROIZVODNJE
U preko 100 godina analogne telefonije širom svijeta proizvedeno je na milijarde primjeraka najrazličitijih telefonskih aparata. Tko se odluči sakupljati iste mora se usko opredijeliti za razdoblje, tip ili proizvođača istih jer jednostavno neće imati mjesta za smještaj čitavog šarolikog spektra ovih uređaja koji uporabno zastarijevaju jednakom brzinom kojom se i proizvode. Na našim prostorima vodeće su bile tri tvornice telefona: Iskra (Slovenija), Mihajlo Pupin (Srbija) i Nikola Tesla (Hrvatska). Donosimo pregled njihovih modela telefona proizvedenih od sredine 1960-tih do početka 1990-tih godina.
Telefoni su pregledno razvrstani s obzirom na način biranja broja (impulsno preko brojčanika, impulsno preko dekadske tipkovnice, tonsko preko dekadske tipkovnice) i s obzirom na to da li imaju taster. Riječ je o tzv. “tasteru za uzemljenje” koji je smješten negdje na kućištu telefona (obično u blizini brojčanika). Naime, nekada je osim dvije linijske žice uvedena bila još jedna dodatna žica (srednji kontakt na starim tropolnim telefonskim utičnicama) koja se uključivala tim dodatnim tasterom za uzemljenje. Ta dodatna žica bila je predviđena za pružanje nekih dopunskih funkcija od strane telefonske centrale poput preuzimanja aktivne linije, prebacivanje dolazne veze na neki drugi lokal, povratni upit pri vezanju aparata na pretplatničku centralu, izlaz na javnu mrežu, izravno povezivanje na određeni telefon i slično ali se to rijetko praktično koristilo.
Telefoni serije ATA 20 (ATA 21-24) i ATA 20K (21K-24K) – Iskra
Telefoni serije ATA 30 (ATA 31-34) i ATA 30K (31K-34K) – Iskra
Telefoni serije ATA 40 (ATA 41-44) – Iskra
Telefoni serije ATA 60 (ATA 61-64) – Iskra
Telefoni serije ETA 30 (ETA 31-34) – Iskra
Telefoni serije ETA 40 (ETA 41-44) – Iskra
Telefoni serije ETA 60 (ETA 61-64) – Iskra
Telefoni serije ETA 80 (ETA 81-88) – Iskra
Serija Iskrinih telefona ETA 80 prvi put je predstavljena na Ljubljanskom sajmu elektronike 1978. godine, a u serijsku proizvodnju ušli su 1980. godine. Zbog modernog dizajna, kvalitetne izrade, te ponude u više različitih boja i inačica telefoni serije ETA 80 postigli su velik tržišni uspjeh i osvojili više domaćih i inozemnih nagrada.
Primjer telefona iz serije ETA 80 sa brojčanikom i sa dekadskom tipkovnicom za impulsno biranje.
Originalne sheme koje smo pronašli unutar naši telefona serije ETA 80.
Kod Iskrinih telefona ETA 80 birački sklop može biti brojčanik (ETA 81, ETA 82), dekadska tipkovnica za impulsno biranje (ETA 85, ETA 86) ili dekadska tipkovnica za tonsko biranje (ETA 87, ETA 88). Svi modeli imaju tonski pozivnik, odnosno zujalicu sa piezo-zvučnikom, a kod nekih modela je bila ugrađena i melodija (ruska “Kalinka”) sa specijaliziranim integriranim krugom EMS2561D.
Shema dekadske tipkovnice za impulsno biranje unutar Iskrinih telefona serije ETA 80 bazirana na specijaliziranom integriranom krugu EMS2560A (Iskra).
.
Shema dekadske tipkovnice za tonsko biranje unutar Iskrinih telefona serije ETA 80 bazirana na specijaliziranom integriranom krugu EMS2559A (Iskra).
Tonski pozivnik ugrađen u telefone ETA 80 čini mala zujalica (buzer) koja se sastoji od piezo-zvučnika sa tranzistorskim oscilatorom ugrađenim u isto kućište. U našim primjercima telefona to je komponenta belgijskog proizvođača Sonitron oznake SM2B. Zujalica radi na širokom rasponu istosmjernih napona (mi smo testirali na 2-15 V), a o visini napona naravno ovisi i intenzitet zvuka. Stoga se pozivni izmjenični napon iz telefonske linije prvo ispravlja na diodnom mostu (D12-D15), a zatim stabilizira na niži napon preko tranzistora T6 sa pripadajućim elementima (serijski stabilizatorski krug sa tranzistorom). Visina ispravljenog napona može se dodatno podešavati preko potenciometra R25 čime se onda regulira i jačina zvuka iz piezo-zvučnika. Kod nekih modela telefona serije ETA 80 je bio ugrađen zasebni elektronički sklop oscilatora sa specijaliziranim integriranim krugom EMS2561D koji je preko izlaznih tranzistora pogonio zvučnik. Neki modeli pak su imali pozivni sklop koji je mogao generirati melodiju (ruska “Kalinka”).
U elektroakustičkom dijelu telefona imamo ulazni krug pojačala sa tranzistorom T1 i pripadajućim elementima R2, R3 i C2 koje služi za osiguravanje približno istog nivoa audio telefonskog signala bez obzira na dužinu pretplatničkog voda. Tranzistori T2 i T3 sa pripadajućim elementima čine mikrofonsko pojačalo (odlazni signal), a tranzistori T4 i T5 pojačalo za slušalicu (polazni signal). Kondenzatori C6, C7 i C8 služe za reguliranje frekvencijske karakteristike prijemnog i otpremnog audio signala. Kondenzator C10 u krugu mikrofonskog pojačala blokira moguće radio smetnje u prijenosu govornog signala.
Na linijskom dijelu ugrađena su dva varistora (RV1 i RV2) te dioda D2 koji su u funkciji zaštite elektroničkih sklopova od moguće pojave prenapona na telefonskoj liniji.
Taster za uzemljenje (ETA 81, ETA 83, ETA 85 i ETA 87) je namijenjen za povratni upit pri povezivanju telefona na pretplatničku centralu, no može se koristiti i za izlaz na javnu mrežu, izravno povezivanje sa nekim specifičnim telefonom i slično.
Otpornik R1 je namijenjen samo za napajanje memorije kod ugrađene dekadske tipkovnice te je uklonjen kod upotrebe brojčanika. Na originalnog shemi vide se i druge preinake koje je potrebno napraviti za pojedinačne modele iz serije ETA 80.
Izgled i shema tonskog pozivnika (piezo-zujalice) Sonitron SM2B.
Sonitron SM2B je piezo-pretvornik sa tri izvoda gdje treći izvod služi za generiranje signala za pozitivnu povratnu spregu kako bi se podržavale oscilacije. Naime, znamo da piezo-pretvornik može raditi u oba smjera: ukoliko se na njega dovede izmjenični napon isti ga pretvara u vibracije (zvuk), a ukoliko se na njega djeluje vibracijama isti proizvodi izmjenični napon. U našem slučaju piezo-pretvornik se zapravo sastoji od dva mehanički spregnuta piezo-elementa koji rade na oba načina naizmjenično. Prvo se dovedeni istosmjerni napon na jednom (većem) dijelu piezo-pretvornika pretvara u zvučnu vibraciju, a ta vibracija se istovremeno u drugom (manjem) dijelu piezo pretvornika pretvara ponovno u napon. Ovaj povratni napon se zatim koristi za podržavanje slijedećeg ciklusa kao pozitivna povratna sprega tranzistorskog oscilatora. Time je za čitav oscilator dovoljan minimalan broj elektroničkih komponenti (jedan tranzistor i tri otpornika), a sam piezo-pretvornik vibrira na svojoj rezonantnoj frekvenciji čime se dobiva maksimalna jačina vibracija, odnosno zvuka.
Građa piezo-pretvornika sa tri izvoda koji se mogu samostalno pobuđivati na oscilacije nije puno složenija od onih sa dva izvoda kojima je potreban kompletan vanjski oscilator. Vidimo da je jedna elektroda zajednička (masa, negativan pol napajanja), druga elektroda za pretvaranje napona u zvuk je ista kao i kod pretvornika sa dva izvoda, a treća elektroda za generiranje povratnog napona je jednostavno urezana u drugu elektrodu. U našem slučaju taj urez je u obliku tankog prstena oko druge pločice, no često je to samo tanka traka urezana od ruba do centra druge pločice.
Pomoću osciloskopa snimili smo napone na oba dijela našeg piezo-pretvornika. Žuto je napon na pretvorniku koji pretvara napon u zvučne vibracije, a plavo je povratni napon sa pretvornika koji proizvodi naponske impulse za održavanje oscilacija. Oba napona su u istom mjerilu i jasno se uočava razlika u amplitudi “radnog” napona i povratnog napona za oscilator. Rezonantna frekvencija našeg piezo-pretvornika je oko 2,5 kHz.
Telefoni serije ATA 71-01 (a, b) – Mihajlo Pupin
Telefoni ATA 71-02 – Mihajlo Pupin
Telefoni ATA 74-01 – Mihajlo Pupin (po licenci Ericsson DLG-12)
Telefoni ATA 77-01T – Mihajlo Pupin
Telefoni ATA 77-02T – Mihajlo Pupin
Telefoni ATA 80-01 (sa zvonom) i ATA 82-01 (sa piezotonskim pozivnikom) – Mihajlo Pupin (EI)
Telefoni ATA 81-01 – Mihajlo Pupin
Telefoni DBA 101 – Nikola Tesla
Telefoni DBA 102 – Nikola Tesla
Telefoni DBA 103 – Nikola Tesla
Ovdje se moramo ograničiti na nešto detaljniji prikaz telefona domaće proizvodnje jer bi jednostavno bio preveliki posao proučavati pločicu svakog telefona zasebno. To naravno ne bi imalo ni puno smisla jer se svi složeniji telefoni ionako baziraju na specijaliziranim integriranim krugovima i/ili mikrokontrolerima koji objedinjuju sve osnovne i dodatne funkcije pojedinog telefona. Stoga se iz ovih pločica ne može izvući ni velik broj elektroničkih komponenti iskoristivih u samogradnji jer je pasivne komponente u konačnici više isplativo kupiti nove nego ih odlemljivati sa ovakvih uređaja.
BEŽIČNI TELEFONI
U zadnjoj fazi razvoja analognih žičnih telefona veza između MTK i ostatka telefona počela se izvoditi bežično čime se dobio veći komfor u upotrebi telefona. Ovakav telefon se dakle sastoji od dva dijela, nepokretnog koji se spaja izravno na pretplatnički vod (baza) i prijenosnog koji omogućava bežičnu komunikaciju između baze telefona i MTK. Da bi se to ostvarilo i baza telefona i MTK opremljene su primopredajnicima koji moraju raditi u dupleks modu (full-duplex) jer se veza između sugovornika odvija istovremeno u oba smjera. To su primopredajnici male snage kojima je moguće ostvariti domete cca 50-200 metara i za iste su osigurani slijedeći frekvencijski opsezi:
- 43 – 50 MHz
- 902 – 928 MHz
- 2,4 – 2,45 MHz
- 5,8 GHz
Kako se tehnologija razvijala tako su se i razvijali bežični telefoni za sve veće frekvencije. Stoga su analogni telefoni uglavnom radili na prva dva opsega, a kad se već počelo masovno prelaziti na digitalnu žičnu telefoniju elektronika je također dovoljno napredovala za masovnu proizvodnju minijaturnih (praktičnih) primopredajnih modula na 2,4 i 5,8 GHz. U zlatno doba jeftinih bežičnih telefona pomoću nekog radio-skenera mogli ste u okružju neke veće zgrade hvatati istovremeno na desetke telefonskih razgovora u opsegu 43-50 MHz, no na jednoj frekvenciji se uvijek čuo samo jedan sugovornik jer je u full-duplex vezi drugi sugovornik odašiljan na drugoj frekvenciji, obično oko 3 MHz pomaknute od prve frekvencije. Mnogi jeftini (kineski) bežični telefoni često su izlazili iz propisanih specifikacija glede frekvencijskog opsega i snage odašiljanja. U današnje vrijeme primopredajni moduli na 2,4 i 5,8 GHz postali su standard za gotovo sve bežične komunikacije (audio, video, kontrola, upravljanje, telefon, internet…) u komercijalnim uređajima manje snage.
Prvi bežični telefoni (na 45 i 900 MHz) imali su primopredajnike izvedene u diskretnoj tehnici kao što je izrađen i svaki drugi (ručni) primopredajnik. Na pločicama se mogu razaznati tranzistori, kristali i VF transformatori u krugovima oscilatora, mješača i MF pojačala koji su grupirani na jednom dijelu pločice, dok ostali elementi pripadaju linijskom dijelu telefona.
Kasniji modeli bežičnih telefona prešli su na više frekvencije (2,4 i 4,8 MHz), a primopredajnici su izrađivani kao zasebni oklopljeni moduli koji su se preko konektora jednostavno utaknuli na pločicu telefona. Naravno, daljnjim razvojem telefona ovi primopredajni moduli postaju sve više integrirani, a time i manjih dimenzija te se u cilju pojeftinjenja proizvodnje leme izravno na pločicu. Najnoviji modeli koje ovdje vidimo sastoje se od svega dva elementa, primopredajnog modula i specijaliziranog integriranog kruga u kojem su objedinjene apsolutno sve funkcije telefona, uključujući memoriju i LCD driver.
Slijedeći korak u recikliranju ovih telefona je odvajanje eventualno iskoristivih elektroničkih elemenata sa tiskanih pločica telefona. To su eventualno zvučnici i mikrofoni (kojih smo već sakupili popriličnu hrpu), audio i linijski transformatori (koji se možda mogu iskoristiti za popravak kakvog vintage radio uređaja ili pojačala), možda koji mrežni kondenzator (za 250 V) koji često otkazuje u raznim kondenzatorskim napajanjima, a ostale elemente se danas više doista ne isplati sakupljati sa starih pločica.
U nastavku bavljenja telefonima vjerojatno ćemo detaljnije proučiti dupleksne primopredajnike iz bežičnih telefona pa ukoliko se pokaže da su iskoristivi za kakav bežični projekt onda će to vjerojatno biti praktično jedina iskoristiva stvar iz cijelog ovog ogromnog posla recikliranja zastarjelih telefonskih aparata 🙂