2015.03.04 Sapporo #hardware Meetup http://connpass.com/event/11599/

1. 2015.03.04 Sapporo #hardware Meetup
http://connpass.com/event/11599/
廃品利用による低予算プロジェクト
簡易電話交換機の作成

2. 自己紹介
 識別子 ＳＩＮ/札幌ワークス
 Twitter @furuya02
 スタッフ CLR/H
 ブログ SIN@SAPPOROWORKSの覚書
 Microsoft MVP for Visual C# (2013/1～)
 フリーソフト BlackJumboDog
 BuildInsider Xamarin逆引きTips

3. 簡易交換機
２台だけなので、「交換機では無い！」と言う突っ込みは可憐にスルーする
Purururu…
どちらかが、受話器を上げると、反対側の呼び出し音が鳴る

4. デモ

5. 電源供給
電話機の電源は、交換機から供給されている
電源（３V～１２V)
電流制限抵抗
電話機
電圧(V) 抵抗(Ω) 電流(mA) Ａ機 Ｂ機
電力（mW)
計算値
3 220 13mA × × 39
3 150 20mA × × 60
3 100 30mA × × 90
5 220 23mA ○ △ 115
5 150 33mA ○ ○ 165
7 320 22mA ○ △ 154
7 220 32mA ○ ○ 224
12 440 27mA ○ ○ 324
12 660 18mA ○ ○ 216
12 1000 12mA ○ △ 144
サンプル（A・B機）による動作確認
規格では、電話回線の電圧は-48V
実際は電圧降下を考慮して オフフックでループ形
成時に5V程度でも動作します。
安定動作には、最低12V/20mA位必要
電話機の
内部抵抗

6. ２回線の電源供給
単純に並列にはできない
オンフックで電話機の
抵抗は無限大になる
電話機のオフフック・オンフックで回線全体の抵抗値が変化してしまう

7. ２回線の電源供給
単純に並列にはできない
オフフックでは電話機の
抵抗は無限大になる
電話機のオフフック・オンフックで回線全体の抵抗値が変化してしまう

8. ２回線の電源供給
回線ごとに電流制限してみる
電話機のオフフック・オンフックで他回線に影響は発生しないが・・・・

9. ２回線の電源供給
交流結合しないと音声が伝達できない
電話機のオフフック・オンフックで他回線に影響は発生しないが・・・・
交流結合しないと音声が伝達できない

10. ２回線の電源供給
トランスで交流結合する
これでどうだ・・・・

11. ２回線の電源供給
トランスで交流結合する
無事、音声は伝達される！！

12. ２回線の電源供給
適正な抵抗値等を検討
※25mA程度の定電流が用意できるなら、各回線ごと
の電流制御するのが理想

13. ２回線の電源供給
適正な抵抗値等を検討
260Ωのトランスと100Ωの制限抵抗でいい感じ・・・
電話回線の電圧は、オンフック時12.2V オフフックで5.4V程度でした。

14. オフフックの検出
オンフックで回路は解放（抵抗無限大）オフフックで回路はループ（電流検出）
回線に流れる電流をフォ
トカプラで検出してダイ
オードが光る

15. 受話器から聞こえる音
受話器を上げるとプー、話中・切断時にプープー、呼び出し中はプルプルプル

16. 音を作る(16Hzと400Hzが作りたい)
まずは、PINを決めてON/OFF行うコード

17. 音を作る
タイマーでON/OFFする（一定時間にON/OFFする回数で周波数が決まる）

18. 作成した音を回線に乗せる
カップリングコンデンサで繋ぐだけ
2.2Kと1Kの抵抗はボリューム調整

19. 400Hz
プーーー

20. 400Hz+16Hz
プルプルプルプル
正弦波ではないので、ちょっと音が固いが、
まーそれなりの音を聞くことができます。

21. 呼び出し信号
PICで作成した16Hz(5V)をトランスで±120Vぐらいに変換する
交換機から１５Ｈｚ以上２０Ｈｚ以下の周波数の信号（交流６５Vrms以上８３
Vrms以下）が断続的に流される。そして、電話機はこの交流に反応してベルが
鳴る

22. 呼び出し信号
鳴らしてみる

23. 状態
擬似交換機は、５つの状態を遷移する（仕様）
状態 発信音 呼び出し信号 リレー切り替え 備考
⓪ アイドル 無音 なし なし 未使用
① 発信 ツー なし なし 片方がフックを上げて
「ツー」という発信音が聞こ
える状態
② 呼出 プルプルプル あり あり 呼出信号が流れている状態
③ 話中 無音 なし なし 両方がオフフックで話してい
る状態
④ 切断 ツーツーツー なし なし どちらかがフックを置いた状
態

24. 状態
フォトカプラによるオンオフフックの検出とタイムアウトで遷移する
タイムアウトの要件
「①発信」から「②2呼出」
受話器を上げてツーという音が聞こえたら、数秒で自動的に呼び出し状態に移行
「②発信」から「③ 話中」
特定時間呼出を続けて相手が出ない場合、安全のため自動的に「呼出」を止める
「③話中」から「⓪アイドル」
「話中」でそのままフックが上がったままの時、自動的に「アイドル」に戻る

25. マイコン制御
簡単なCプログラム

26. 回路図

27. 回路図
ややこしそうに見えますが、ここまで
実験したものをくっつけただけ・・・

28. 回路図
制御マイコン

29. 回路図
電話機

30. 回路図
回線の電源

31. 回路図
オンオフフックの検出

32. 回路図
受話器への音（プーとかプルプルとか）

33. 回路図
呼び出し音

34. 回路図
呼び出し音の切り替え

35. 動作確認
少しカオス

36. 実装
タッパーは簡単

37. 廃品利用
電源ユニットは、回収が格安

38. 廃品利用
モデムは電話の基本部品が大量

39. 廃品利用（進んで動作保証無しを選択）
ハードオフや、ジャンクショップで基本１つ300円まで

40. ばらしまくる
ハンダ付けの練習とプロの実装を実感

41. ハンダ吸い取り器（超強力）
これが無いと、分解は、間違いなく苦行になる

42. 電解コンデンサ
足が超短いが、どうせ実装するときは切るんだから関係ない

43. 使えそうなもの？
スイッチ類は、再利用が簡単

44. 分解で大量のネジが確保される
大概はミリねじ(3mm)、ケース側はインチねじ

45. 表面実装な部品(コンデンサ)
結構使える

46. それなりに整理されている
見る人によっては、全部ゴミ

47. 抵抗・コンデンサ・コイル
チップ部品は大量に回収可能

48. チップ部品
容量ごとに両面テープに張り付ける

49. チップ
コンデンサ

50. チップ
LEDとかDとか

51. チップ部品
大量にあっても、クリアファイル一つで十分

52. ロジックテスター
３V基準ぐらいでGNDを取って、プラス方向だと青、逆は赤のLEDが光る

53. テスト用の電源
3.4~30V ±12V 電圧の種類は十分

54. 中はパン焼き器から外した電源

55. 技適マーク
作成した機器をNTT回線などに接続することはできません
本資料で紹介したものは、電話回線に接続して実験したものではありません。
参考資料等で入手した情報を、回線に接続しない環境（机上）で試したもの
です。
電気通信事業者のネットワーク（電気通信回線設備）に接続し使用する機器
は、登録認定機関より技術基準に適合していることの認定を受け、総務省令
で定める表示（技適マーク）しなければなりません。
くれぐれもご注意下さい。

56. ご清聴ありがとうございました
札幌ワークス
http://www.sapporoworks.ne.jp/spw