Telefon W38 mit MFV

Hierbei geht es um die (unsichtbare) Umrüstung eines DDR-Telefons „W38“ mit Wählscheibe (also zwangsweise [Puzzle-Kugel] IWV = Impulswahlverfahren) auf [Puzzle-Kugel] MFV = Mehrfrequenzverfahren (auch DTMF genannt), zum Betrieb an einer zu einfachen [Puzzle-Kugel] Telekommunikationsanlage (TK-Anlage, Haustelefon).

Dafür gibt es auch Konverter, die man in die Telefonzuleitungen hängt, aber es sollten folgende Zusatzfunktionen realisiert werden:

Realisierung

Die übliche Schaltungsrealisierung mit speziellem DTMF-Chip wurde verworfen. Auch die Verwendung eines Mikrocontrollers mit zwei Rechteckgenerator-Ausgängen und anschließender Tiefpassfilterung und Summation erschien mir zu „unsportlich“, wie anderswo gesehen (jaja, Link fehlt). Ein ATtiny13 sollte in der Lage sein, die Überlagerung zweier Sinusschwingungen durch Berechnung und Pulsweitenmodulation zu generieren! Schließlich gibt es heutzutage auch schon Lösungen für Mikrocontroller, DTMF-Signale zu dekodieren, was für die Firmware deutlich anspruchsvoller ist. (Andere Lösung)

[Schaltplan]
Schaltplan; Aufbau auf Lochrasterplatte

Ein solches (digitales) Signal lässt sich leicht verstärken und kann prinzipiell direkt auf die Telefonleitung gegeben werden; ihre Kapazität filtert die hohen Frequenzanteile heraus.

Die anderen Anschlüsse des Mikrocontrollers sind wie folgt belegt:

Die Mikrocontrollerschaltung liegt in Reihe in der (negativen) b-Ader zum Telefon. Das vereinfacht die Stromversorgung erheblich, denn eine 5-V-Zener-Diode D1 parallel zu den Betriebsspannunganschlüssen des ATmega13 begrenzt die auftretende Spannung und sorgt für Verpolschutz sowie Sicherheit vor der Rufwechselspannung.

Außer für die PWM-Tongenerierung genügt dem Controller eine wesentlich geringere Speisespannung von 1,8 V. Dieser reduzierte Spannungsabfall sorgt für mehr Restspannung am Telefon und damit für eine bessere Sprachqualität als bei anderen bisher gesehenen Lösungen. Dazu wird softwaremäßig parallel zur Zener-Diode eine alte Leuchtdiode D2 geschaltet. Diese dient zugleich auch zur Betriebskontrolle (Anzeige des Schleifenstroms).

Die Anschlüsse für den Nummernschalter, die Erdtaste und der Teil des Gabelumschalters, der in Reihe zur Erdtaste liegt, wurden freigemacht und zum Mikrocontroller verdrahtet. So gibt es keine Probleme mit irgendwelchen Potenzialverhältnissen.

Über den Transistor T1 und den Widerstand R2 wird schließlich das Tonwahlsignal als PWM auf die Telefonleitung gegeben. Der Transistor muss eine Sperrspannung von über 60 V abkönnen, ein SC239 wie im Schaltplan angegeben geht dafür nicht. Eine (im Schaltplan nicht eingezeichnete) Diode schützt den Kollektor vor negativer Rufwechselspannung.

Firmware

Ich habe keine, die funktioniert.

Stattdessen hat sich anscheinend ein Fehler in den ATtinys gezeigt, dergestalt, dass diese bei wechselnder Speisepannung unprogrammierbar werden (das SPI-Interface ist tot). Habe dadurch ziemlich viele ICs verschlissen. Mir fehlt möglicherweise ein Hochvolt-Programmiergerät.

Und jetzt ist das Telefon weg.

Als echt problematisch erwies sich das genaue Einhalten der Frequenz oder das Kalibrieren des internen RC-Oszillators. Womöglich ist es fürs nächste Mal besser, einen Quarzoszillator zu verwenden sowie die drei notwendigen Schalter über kodierte Widerstände einem A/D-Wandler zuzuführen (um mit den 8 Beinen auszukommen).

(Geplante) Funktionalität

Die Abkopplung des Nummernschaltkontaktes von der Amtsleitung ermöglicht eine komplette Neuzuweisung von Funktionen. Man könnte allen möglichen Blödsinn damit realisieren, etwa das Abspielen einer Tonfolge („Melodieklingel“) oder gar Sprache („Sie Vollidiot haben sich verwählt!“ wenn der Flash-Speicher des Controllers groß genug) beim Wählen einer bestimmten Nummer oder so. Auch das Sperren von teuren Auslands- und Sonderrufnummern fällt darunter.

Hier aber ein paar sehr praktische Anwendungen, insbesondere, damit man sich nicht den Zeigefinger wund wählt:

Die Funktion „Bei aufgelegtem Hörer wählen“ erfordert eine Schaltungsänderung oder -Erweiterung und wurde erst einmal verworfen. Funktionen mit Wählen und gleichzeitigem Erdtaste-Drücken wurden verworfen, weil das praktisch zwei Hände zur Bedienung erfordert. (In der anderen Hand hält man für gewöhnlich den Telefonhörer.) Bestenfalls lassen sich mit einer Hand kleine Nummern wählen, da kann man später noch Funktionen drauflegen.

LED-Anzeige:

Alternativen

Henrik Haftmann, 19.09.2011