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전자회로

DTMF 신호를 이용한 간이 원격 제어기 제작

 

생산 라인이나 측정실 등 멀리 떨어져 있는 곳으로 직접 가지 않고, 원하는 신호를 측정하거나 제어하고자 할 때 여러가지 방법이 있겠지만, 그 중에서 비교적 간단한 것으로 구내 전화기를 이용하여 원격제어를 하는 방법이 있습니다.

이 것은 전화를 이용한 원격 스위치 ON/OFF 장치로서, 전화를 건 쪽에서 전화기의 숫자 버턴을 누르면 원격 제어기에서 해당 출력이 나오게 한 것인데, 전화기 버턴의 신호를 감지하여 동작하도록 한 것입니다.

주변 회로로서는 링 검출회로와 훅 스위치 절환회로가 필요하며, 디코딩된 최종 출력을 원하는 입력과 서로 맞추기 위한 인터페이스만 있으면 왠만한 제어가 가능하다고 봅니다.
그리고, 이 회로를 만들 당시에는 DTMF 디코더가 삼성 Chip만 구할 수 있었지만, 요즘에는 다른 IC 메이커에서도 여러 종류의 Chip이 판매되고 있으므로, 아마도 더 좋은 자료를 많이 찾으실 수 있을 것으로 생각합니다.

아무튼, 케이스도 만든다고 고생을 하던 기억이 나는데, 그 당시에 디카가 없던 시절이라 만들고 나서 완성 사진을 찍지 않고 넘겨 주는 바람에 사진은 없어서 많이 아쉽네요^^

■ 회로 설명
아주 오래 전에 한국통신에 다니는 지인에게서 전화로 기지국의 전원을 제어하는 장치를 만들어 달라는 요청으로 최소한 회로를 가지고 설계해서 만들어 준 전화선을 이용한 원격 스위치 ON / OFF 장치입니다.

원래는 마이크로컨트롤러와 음성합성 칩을 사용해서 도난 경보기 기능을 갖는 간이 홈오토메이션 시스템으로 만들려고 구상한 회로의 일부로써, 기본 동작은 전화의 숫자 버턴에서 출력되는 DTMF(Dual Tone Multi Frequency)를 감지하여 동작하게 되어 있습니다.
간단히 회로를 설명하자면, 우선 전화의 라인에 단자를 연결하면 평소에는 RELAY1이 연결되어 있어서 전화가 걸려왔을 때 링신호는 브리지 다이오드를 통해 제너 다이오드 및 포토커플러로 구성된 링 검출회로로 가게 됩니다.

신호는 포토 TR과 10K 저항, 3.3uF의 전해컨덴서를 통해 평활되고 이것은 슈미트 트리거 인버터 IC인 74LS14를 통해 다시 파형이 깨끗이 정형된 후 74LS393 카운터로 입력됩니다.
카운터는 정형된 링신호를 카운트하게 되고 카운터가 미리 정해둔 수까지 카운트하면 출력이 "High"가 되어 릴레이 RELAY1 구동용 TR을 ON시키게 되며, 이때, RELAY1은 접점을 A에서 B로 전환시켜 전화기에서 수화기를 든 상태로 만들게 되므로, 링 신호는 더 이상 입력이 되지 않게 됩니다.

이렇게 회로가 연결되면 600:600 의 라인 트랜스와 전해 컨덴서를 통해 DC에 실린 음성 신호가 AC성분인 음성 신호만 OP-AMP에 입력되고, 이것은 LM386 OP-AMP를 통해 적당히 레벨 조정된 후에 다시 KT3170 DTMF 디코드 IC로 입력되게 됩니다.

결국, 음성 신호에 대해서는 반응을 하지 않지만 입력된 DTMF신호만 디코딩하여 HEX 신호로 출력해 주게 되며, 최종적으로 74LS138을 통해 각각의 DTMF 신호는 해당하는 번호로 출력되게 됩니다.
본 회로에서는 "0"번을 제외한 "1" ~ "7"번 까지의 74LS138의 디코딩 출력을 점선 박스에 있는 74LS123 단안정 멀티바이브레이터를 통해 일정한 폭의 신호를 내도록 하였지만, "0"번 출력은 링 신호의 카운트 IC의 리셋선에 연결하여, 거는 쪽에서 원하는 신호를 입력한 후 통신을 중단할 경우 "0"을 누르면 카운터 IC가 리셋되 모든 출력이 "Low"가 되므로 훅스위치용 RELAY1은 OFF되어 수화기를 놓은 것처럼 원래 상태로 돌아가게 됩니다.
"1" ~ "7" 이후의 출력은 뒤에 포토 커플러와 다링턴 TR을 통해 고전압/전류 릴레이나 트락이악과 연결하여 상용 AC도 제어할 수도 있고, 디지탈 신호이므로 다른 입력 신호원으로 사용할 수가 있습니다.

실제로 링 신호의 74LS393 카운터나 74LS138 디코딩 IC 대신 89C51과 같은 마이크로컨트롤러나 PC의 LPT, COM 포트를 연결해서 간단한 프로그램을 통해 제어한다면 여러가지로 응용할 수 있다고 생각합니다.
단, 본 회로와 같이 전화선을 이용해 실험목적이 아닌 상용으로 개발할 경우에는 전화선과 직접 접속하고 있기 때문에 반드시 한국통신(주)를 통해 형식검사를 받을 필요가 있으며, 전화선에 영향을 미치치 않도록 주의해야 합니다.

소개하는 회로는 오래 전에 만들어져 사용하고 있는 회로로써, 간이 홈오토메이션의 기본이 되는 회로이므로 잘 응용한다면 업무에 많은 도움이 될 수 있을 것으로 생각합니다.