A pesar de no disponer de mucho tiempo, y no exagero :-), he buscado un hueco para ponerme a escribir esta entrada. He decidido madrugar hoy domingo para ponerme a ello...
Tenía pendiente echar una mano con este asunto a un par de colegas.
Este artículo describe el sistema que desarrollé para cumplir con la legislación y poder conectar/desconectar nuestro repetidor de UHF en remoto. La idea inicial, y que permite el circuito que voy a describir, se basa en controlar canales (relés) que se activan y desactivan utilizando secuencias DTMF. En cada canal el relé asociado controlaría la alimentación del equipo y por lo tanto, los relés actuarían como interruptores controlados remotamente que encenderían o pagarían el equipo en cuestión. Puede ser un repetidor, una baliza, una bombilla... cualquier cosa!.
Esta versión la estoy construyendo ahora, en su día la probé con prototipo. Ahora después de varios años funcionando nuestro repetidor ha sufrido una avería y estoy reparándolo, una de las mejoras es la actualización de la placa DTMF por esta que describo, denominada V2 y que desarrollé a principios de 2013. La v1 es la que lleva actualmente y en esta versión he mejorado el firmware siendo más robusta y con algunas mejoras de seguridad.
Los requisitos necesarios para poder operar serían:
1. Disponer de una fuente de alimentación o sistema de baterías que suministre suficiente corriente para todos los equipos conectados.
2. Disponer de un equipo de radio en una frecuencia (no divulgada) para recibir los comandos DTMF. (Aquí está realmente la seguridad del sistema)
3. El equipo o equipos a controlar conectado/s a través de 1 o varios de los 3 canales disponibles.
Respecto a la fuente de alimentación (punto 1), de 13,8V tensión continua que son las que manejamos para nuestros equipos, alimentaría la PCB del controlador que dispone de relés que manejan corrientes de 10A por canal. En esta sección del circuito las pistas están dimensionadas por espesor para ello, de esta sección se toma alimentación para la electrónica que controla los relés.
Dependiendo de los equipos que controlemos dimensionaremos los fusibles, podemos ver en la parte superior la sección de alimentación formada por los fusibles, y los relés. Los transistores de cada relé son gobernados por la electrónica basada en microcontrolador PIC.
Podemos observar que hay la masa es común (GND) y los relés manejan el POSITIVO.
Por ello, están duplicados los fusibles, ya que es peligroso equivocar la polaridad.
Para grandes corrientes habría que adecuar dicha sección, aumentando la sección de las pistas o estañándolas, cambiando los relés por relés de mayor corriente o contactores, estos últimos dispositivos de alta corriente pero de tipo industrial. Los relés usados en los automóviles son baratos y manejan corrientes elevadas, de 15A y más...
También podemos usar poca corriente en el circuito usando los reles para gobernar otros de mayor potencia. Esto sería necesario para equipos que funcionen a 220V CA por ejemplo.
En la práctica no es necesario hacer modificaciones para controlar un repetidor pues su potencia legal es de 10W y las corrientes que manejan son inferiores a 10A, es decir cargas de unos 130W aproximadamente.
Volviendo al circuito, se ha tenido en cuenta grabar los estados de los relés, de forma que si se pierde la alimentación el sistema de control volvería a colocar los relés en su último estado tras recuperar la alimentación.
La parte electrónica recibe alimentación desde los fusibles hacia el regulador de 5V, esta parte tiene un consumo muy bajo y he puesto unos fusibles en PCB haciendo pistas muy finas con forma de onda cuadrada por darle mayor longitud. Realmente no es necesario dotar de fusible a esta parte, es bastante fiable ya que no está sometida a corrientes altas y el 7805 apenas se calienta. De todas formas aun con pistas finas como he hecho se fundirían con corriente de varios amperios, cuando el circuito demanda realmente unos pocos miliAmperios.
Antes de meterme con el circuito electrónico entro en la parte del equipo RX.
El DTMF no aporta mucha seguridad pero podemos complicar bastante el sistema.
Si coloco el equipo RX en VHF tendré un mayor alcance, podría ser un walkie con una buena antena de látigo ya que estará en un buen emplazamiento seguramente y por lo tanto con buena cobertura.
Para poder operar será necesario conocer la frecuencia de ese equipo, podría ser de VHF o UHF, por lo que complicamos el acceso de un tercero al no conocer la frecuencia sería prácticamente imposible.
Por otro lado, existe una cadena DTMF donde además del comando de activación o desactivación del canal o relé se envía una clave de 4 digitos por lo que tenemos 10.000 claves (0000-9999). Además de todo esto los comandos DTMF deben enviasrse con una carencia y a una velocidad alta lo que no permite utilizar el teclado numérico manualmente sino que deben estar cargados los comandos en posiciones de memoria complicando el ataque; y para darle una vuelta de rosca más, el sistema se bloquea durante unos segundos si se le envía una cadena inicialmente no válida por lo que no es posible un ataque continuo para averiguar la clave. Y si nos la pillan existe una forma de cambiar la clave en remoto, y también de recuperar la clave por defecto en caso de olvidar la actual, para esta alternativa hay que hacer una operación en la placa que requiere acudir a donde esté instalada.
El circuito funciona con el integrado MT8870 (o HT9170), diseñado para aplicaciones de telefónica que es donde se ha utilizado el DTMF desde los años 60, y sigue en uso actualmente. Aunque con la digitalización los teléfonos móviles ya no generan los tonos como pasa con los dispositivos fijos sino que son generados en la central hacia nuestro interlocutor (un servicio IVR por lo general) cuando se detecta la pulsación de un número, lo expongo como simple curiosidad...
Este circuito integrado MT8870 se encarga de descodificar los tonos y darnos una combinación de 4 bits según tono, del 0-9 y de la A-F; tiene el audio aplicado a través de un pequeño filtro y atenuador, recibe la audiofrecuencia y cuando en ella detecta un símbolo DTMF, levanta un flag y pone un valor binario en su bus de salida (D0-D3) como hemos indicado.
Decir que los tonos DTMF son inequívocos en la transmisión pues están formados por la suma de dos tonos, hay mucha info en Internet para profundizar en ello.
El microcontrolador PIC está a la espera y cuando le despierta el MT recoge la secuencia DTMF y la analiza, si es errónea la descarta y si es correcta la ejecuta.
Si se trata de activar/desactivar el canal 2 por ejemplo, aplica tensión o no, según corresponda en la base del transistor del relé 2. Guarda la configuración o estado en la memoria EEPROM para, en el caso de corte de corriente, recuperar el último estado como indicaba anteriormente.
Existe una salida DATA histórica pues en la primera versión desarrollada para el primer RU84 que montamos con dos transceptores se utilizaba la unidad DTMF junto con otra unidad denominada de Control de Repetidor como base de tiempos (10 minutos) para mandar la identificación del repetidor. Por el DATA con un protocolo simple se enviaba información ya que la unidad de control estaba preparada para responder con tonos la ejecución de un comando correcto, de forma que tras enviar un tono se obtenía un respuesta de acuse de recibo.
Esta versión tiene dos entradas, a la izquierda vemos la entrada de audio DTMF IN y por otro lado a la derecha tenemos una salida de PTT (opcional), que de conectarse al equipo de radio nos daría el feedback a través de cuatro tonos cortos confirmando el comando, esto nos ayuda en el caso de no tener buena cobertura ya que sabríamos cuando se ha recibido y por lo tanto, que se ha ejecutado.
Esta salida es nueva pues estas funciones eran inicialmente de la Unidad de Control del Repetidor, de esta forma esta versión es autónoma.
En esta imagen se puede ver la distribución de los componentes, vistos desde arriba:
En la siguiente imagen las pistas, se observa que a no ser a doble cara por la complejidad de buses hay que realizar algunos puentes:
Con estos datos se puede empezar a trabajar, yo llevo meses para construir la placa, a ratillos, pero está ya casi finalizando. Me quedan colocar algunos componentes y grabar el programa en el PIC.
Puntualizar que se puede simplificar el circuito a 1 canal, eliminando los relés que nos se utilizan, su diodo y transistor asociado junto con su resistencia de base... No pasaría nada, seguiría funcionando sin problemas.
Quiero mostrar el estado actual de la PCB para control de nuestro RU84, me quedan poner el pulsador de RESET de clave (ya doy una pista), los conectores y el cristal asociado al MT.
He tapado la clave que le daré por defecto ya que está rotulada en la placa, por defecto pondré en el HEX la clave "0000", esto no es un problema ya que la cambiamos y listo!. El tener una clave por defecto nos permite recuperarla con un RESET "especial" en caso de olvidar la clave.
El la segunda parte daré todos los detalles de la gestión por comandos, qué formato tienen y cómo enviarlos. Intentaré tener lista la PCB y haré algún vídeo demostrativo. También publicaré el HEX necesario para su funcionamiento...
Espero que sea de interés, realmente está orientado a radioaficionados como yo, usamos todavía este sistema algo obsoleto...
Continuará.... 73. Víctor H.
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