Online seit Februar 2009

 


Bastel-Anleitung "DTMF-Decoder"
mit dem Controller PIC16F648A
mit
mehreren Software- und Schaltungs-Versionen



                                     1. Möglichkeit      (ist seit 2009 in der homepage)
                  Der DTMF-Aufbau ist für den Anschluss
            eines externen Amateurfunk-Empfängers gedacht
Download der kompletten Bastelanleitung
hier als:

  "DTMF-Decoder.zip"  
 
Kurzbeschreibung:
DTMF heißt Doppeltonmehrfrequenz-Verfahren.
Es wird in Telefonanlagen verwendet,
wo es auch MFV-Prinzip genannt wird.
(Mehr-Frequenz-Verfahren)
Also beim Drücken der Telefon-Wahl-Tasten
werden DTMF/MFV-Töne "ausgegeben".  
 
Aber auch Amateur-Funker nutzen es.
In fast jedem 2m und 70cm Amateurfunk-Handy ist
ein DTMF-Geber und ein spezieller Decoder
schon eingebaut oder nachrüstbar.
Neben der menschlichen Sprache kann man also
auch problemlos DTMF-Töne per Funk
übertragen und so zum Beispiel schalten.

Hier in dem Aufbau werden 5 Relais mittels DMTF-Tonfolge-Codes ein- oder ausgeschaltet. 


Oben sieht man ein Foto der bestücken Leiterplatte.  Und ein Video von mir zeigt die Funktionsweise (Klick hier)

Man kann dann mit den Kontakten der 5 Relais beliebiges schalten.
 
Die externe Leiterplatte ist mit dem NF-Ausgang des Funk-Gerätes verbunden. 
Der NF-Eingang des Decoders verarbeitet NF-Spannungen von 10mV bis 2,0V mit einem Eingangswiderstand von ca.1 Mohm.
Man kann somit den Decoder an fast jedes Gerät anschließen.

Wenn der DTMF-Tonfolge-Code identisch ist, schaltet das entsprechende Relais auf ein oder aus.

Eine Tonfolge kann nur einen Ton beinhalten oder bis zu max. 15 Töne.

Man kann die Schalt-Tonfolgen beliebig wählen / ändern.
 
Hier ein Beispiel, wie die Tonfolgen sein könnten :
Relais 1 /ein   Schalt-Tonfolge: 157 
Relais 2 /ein   Schalt-Tonfolge: 2 
Relais 3 /ein   Schalt-Tonfolge: 31AB*CD1234
Relais 4 /ein   Schalt-Tonfolge: #A16D
Relais 5 /ein   Schalt-Tonfolge: C1 
Relais 1 /aus   Schalt-Tonfolge: 16
Relais 2 /aus   Schalt-Tonfolge: 3
Relais 3 /aus   Schalt-Tonfolge: 1234*
Relais 4 /aus   Schalt-Tonfolge: D*#
Relais 5 /aus   Schalt-Tonfolge: 9
Wenn mit diesen Tonfolgen geschaltet werden soll, müssen diese in den EEPROM-Speicher des Controllers
zum Vergleichen auf Übereinstimmung abgespeichert sein. Dann erst schaltet das entsprechende Relais.

Beim Abspeichern wird ebenfalls, wie auch beim Relais-Schalten, der NF-Eingang des DTMF-Decoders genutzt.

Man braucht zum Abspeichern / Ändern der Tonfolge-Codes keinen Computer.
 
Die Schalt-Tonfolgen sind also änderbar und können, wie beim Relais-Schalten vom NF-Eingang her
durch normale DTMF-Ton-Eingabe geändert werden !!!

Es ist also bei neuen Tonfolgen kein "neu Umprogrammieren / Brennen" des Controllers erforderlich !!!
Die Leiterplatte braucht bei neuen Tonfolgen nicht aus dem Gehäuse ausgebaut werden!
Nur ein Umstellen der entsprechenden DIP-Schalter auf der Leiterplatte ist notwendig!

Bei einem Stromausfall stellt sich der Relaiszustand (ob ein oder aus des Relais), wie er vorher war, wieder ein.

Jedes Relais hat einen Wechsler-Kontakt, welcher mit max. 6Ampere / 250Volt belastbar ist.

Hier links im Foto sieht man den Decoder im Betrieb.
Relais 1 und 2 sind angezogen.
Vielleicht erkennt man die zwei dazugehörenden rot leuchtenden LEDs.
Hier wurde ein Amateurfunk-Handy
als Empfänger angeschlossen.


Klickt man auf den Stromlaufplan oder
die Fotos, erscheinen diese etwas
größer und sind besser zu erkennen. 
Im Download oben:
An Hand der Stückliste kann man sich seinen eigenen Bausatz selbst zusammen stellen.

Die Bestell-Bezeichnungen von Versandfirmen
sind vorhanden.


Ca. 30 mal oder mehr wurde der Decoder
schon mit Erfolg seit 2009 aufgebaut.
Nie gab es Probleme !






                             2. Möglichkeit    (ist erst seit Jan. 2017 in der homepage)
          Der DTMF-Aufbau ist mit aufgelötetem
   kleinem AUREL-Mini-Empfänger-Modul
(Klick hier !!!)
        auf der festen Frequenz von 433,920Mhz
Der obige Download beinhaltet auch diese
2.-te Möglichkeit als Bastel-Anleitung !

Um nicht ein Amateurfunkgerät als Empfänger
mittels NF an den DTMF-Decoder
anschließen zu müssen, konnte ein
kleines UHF-FM-Empfänger-Modul
direkt auf der Leiterplatte bestückt werden.

Dies ist kostengünstiger !

Diese 2.-te Möglichkeit mit DTMF-Tönen
zu schalten, funktioniert wie der 1.-te Aufbau
aber mit etwas anderer Schaltung und Software.

Hier gehen die Töne 3 9 A B D nicht !!!

Der Tiefpass... vor dem NF-Ausgang am
Empfänger-Modul ist dran schuld.
Das Modul ist eigentlich nur für digitale FM-
Betriebsarten ausgelegt ...

Man muss also ohne diese 5 Töne auskommen.
Dann funktioniert der Aufbau exakt !!!
 
 Hier wurden noch keine Relais aufgelötet. Die leuchtenden LEDs für Kanal 1 + 2 + 5 zeigen, dass die Relais angezogen wären.

  Hier in den Fotos erkennt man vielleicht
die Antenne als 17,2cm langen Draht bei
dem Empfänger-Modul. (Lambda viertel)

Als Sender wurde ein UHF-Amateurfunk-Handy
mit "Gummiwurst-Antenne" und 4 Watt eingesetzt.

Bei 1,5Km Reichweite ging alles noch sicher,
natürlich außer den Tönen 3 9 A B D !!!

Bei ebenfalls 4 Watt aber einer Teleskop-
Stabantenne lag die Reichweite bei 2,5Km.

Ich war erstaunt über die Reichweite ...

An Stelle des Lambda viertel Drahtes lässt
sich natürlich auch eine Yagi-Antenne
mit der Impedanz von 50ohm anschließen .
 Foto oben zeigt :  Wie bei der 1.-ten Aufbau-Möglichkeit muss man auch hier mittels Einstellregler die NF-Spannung
                              am Messpunkt auf ca. 300mVolt Wechselspannung einstellen.

Die fehlende Rauschsperre (Squelch) des Empfänger-Moduls von Aurel war kaum ein Nachteil !
HF-Übersteuerungen bei zu viel Leistung vom Sender im Nahbereich (1-3 Meter) waren lästig ...


Für beide Aufbau-Möglichkeiten der Decoder gibt es jeweils 6 Software-Versionen !!!!    
Es wird also mit einer dieser 6 Software-Varianten der PIC16F648A jeweils gebrannt. 

Version1:
Es schaltet hier wie üblich die einzelnen Relais ein oder aus.
Für jedes Relais muss so eine Einschalt-Tonfolge und
Ausschalt-Tonfoge im EEPROM abgespeichert sein.

Natürlich können es bis zu 15 Töne sein als Tonfolge.

Anwendung:
Übliches normales Schalten von Verbrauchern.
Version2:
Es wird hier UMGESCHALTET, wie bei einem Wechselschalter.
Es ist so immer nur ein Relais auf EIN.

Man tippt den Ton für das EINzuschaltende Relais ein.
Dann wird das Relais auf EIN geschaltet.
Man braucht hier nicht das vorherige angezogene Relais ausschalten.
Dies erfolgt automatisch.

Natürlich können es bis zu 15 Töne sein als Tonfolge.

Anwendung:
Zum Beispiel für das Umschalten von Ghz-Antennen mit Koaxrelais.



Version3:
Es funktioniert wie bei Version1 mit normalem ein/aus-Schalten
und man kann zusätzlich noch 1sec Relais-Impulse erzeugen.

Das entsprechende Relais zieht für 1sec an und
fällt dann wieder ab.
Dabei müssen die Tonfolgen für ein und aus für das selbe Relais
gleich sein. Natürlich können es bis zu 15 Töne sein als Tonfolge.

Beispiel:
Relais 1 ein =Ton 1  (hier erfolgt 1sec Impuls)
Relais 2 ein =Ton 2  (hier erfolgt 1sec Impuls)
Relais 3 ein =Ton 3
Relais 4 ein =Ton 4
Relais 5 ein =Ton 5

Relais 1 aus =Ton 1  (hier erfolgt 1sec Impuls)
Relais 2 aus =Ton 2  (hier erfolgt 1sec Impuls)
Relais 3 aus =Ton 0
Relais 4 aus =Ton 0
Relais 5 aus =Ton 0




Anwendung:
Um bei einem Funk-APRS-Relais den festgefahrenen Controller zu Reseten.



Version4:
Es funktioniert wie bei Version3 mit normalem ein/aus-Schalten und
den 1sec-Relais-Impulsen.

Um aber so schalten zu können, MUSS man vorher
einen Master-Tonfolge-Code (Passwort-Toncode) eingeben.
Ein Fremder, welcher den Code nicht kennt,
kann so auch nicht schalten.
Nach dem "Zulassen" sperrt es dann wieder
nach ca. 30min den Tonfolge-Schaltzugriff automatisch.
Oder man kann mit der Eingabe des gleichen Master-Codes
vorher vor den 30min selbst sperren.

Hier gibt es auch eine zusätzliches Relais,
welches immer bei einem anliegendem DTMF-Ton schaltet.
Hiermit kann man das Mithören der DTMF-Töne
auf einem Amateurfunk-Repeater ausblenden.

(die NF wird so durch das zwischengeschaltete Relais nicht
 an den Sender vom Repeater weitergeleitet...)
 Hier ist eine etwas geänderte Leiterplatte notwendig.
 (liegt im Download bei)
Man kann diese Software-Version auch mit der normalen Leiterplatte
betreiben, also ohne die Mithörtöne auszublenden.


Anwendung:
Wie bei Version3 nur Passwort geschützt.



Version5:
Bei den Versionen 1 bis 4 schaltet das entsprechende Relais erst je nach einer DIP-Schalter-Pause (0,5sec oder 5sec) mit dieser Verzögerung.
Das Programm fragt immer nach bis die 0,5 / 5sec Zeit abgelaufen ist mit:   "kommt noch ein Ton" / "kommt noch ein Ton" ... dann schaltet es erst !

Hier bei dieser Version5 schaltet es sofort. Aber nur mit einem EINZELTON. 1sec Impulse mittels Relais sind hier nicht möglich.

Um aber so schalten zu können, muss man vorher einen Master-Tonfolge-Code (Passwort-Ton-Code) eingeben.
Ein Fremder, welcher den Code nicht kennt, kann so auch nicht schalten.
Es lässt für ca. 30min den Tonfolge-Schaltzugriff zu.
Dann sperrt es den Zugriff automatisch.
Der Mastercode (Passwortcode) kann bis zu 15 Töne haben. ALSO WIE BEI VERSION4 !

Ist als Mastercode der Ton 0 abgespeichert, kann man normal schalten ohne den Mastercode vorher einzugeben. Es sperrt nicht !

Auch wie bei Version 4 gibt es ein zusätzliches Relais, welches das Mithören der DTMF-Töne auf einem Amateurfunk-Repeater ausblenden kann.
Man kann diese Software-Version auch mit der normalen Leiterplatte betreiben, also ohne die Mithörtöne auszublenden.

Anwendung:

Einen Motor einer Video-Web-Kamera kann man links/rechts/Stopp per Funk stellen. (ohne Verzögerung) (mit und ohne Passwort-Schutz)



Version6:
Wie bei Version5 mit:
1. Einzeltönen zum Sofort-Schalten
2. Mit und ohne Passwort-DTMF-Ton-Code (nach 30min sperrt es wieder oder per Masterton-Tönen selbst vorher sperren.)
3. Ein Zusatzrelais kann man anschließen,
   damit bei Amateurfunk-Repeatern keine DTMF-Tonfolge zu hören ist.
   (Jegliche DTMF-Töne werden ausgeblendet)
Man kann diese Software-Version auch mit der normalen Leiterplatte betreiben, also ohne die Mithörtöne auszublenden.

Neu ist hier:
So lange wie ein DTMF-Ton anliegt, zieht das Relais an (ist es auf Ein).
Wenn der Ton zu Ende ist, schaltet das Relais erst auf Aus.
Also so lange wie der Ton-Geber-Taster gedrückt wird, ist das Relais auf  Ein.
Beim Loslassen des Tontasters geht das Relais auf Aus.
(wie beim normalen Klingelknopf)

Hierbei muss der Einzelton bei Ein und Aus gleich abgespeichert sein !!!!!
(hier unterhalb Ton 1 und 2)

Beispiel:
Relais 1 ein =Ton 1    (Bei dauernd gedrückten Ton 1 oder 2 ist es auf Ein.
Relais 2 ein =Ton 2     Erst beim Loslassen geht es auf Aus.)
Relais 3 ein =Ton 3
Relais 4 ein =Ton 4
Relais 5 ein =Ton 5

Relais 1 aus =Ton 1    (Bei dauernd gedrückten Ton 1 oder 2 ist es auf Ein.
Relais 2 aus =Ton 2     Erst beim Loslassen geht es auf Aus.)
Relais 3 aus =Ton 0
Relais 4 aus =Ton 0
Relais 5 aus =Ton 0

ABER:
Beim normalen Sofort-Schalten (hier Relais 3 / 4 / 5) geht es erst auf Aus, wenn der Aus-Schaltton zu Ende ist.
Es schaltet also NICHT SOFORT bei anliegendem Ton auf AUS , erst wenn der Ton zu Ende ist !
(hier beim Beispiel bei Ton 0 / für das Ausschalten)
(bei Version5 schaltet es sofort auf aus bei anliegendem Ton!)

Anwendung:
Wie bei Version5 nur jetzt auch mit Klingelknopf-Prinzip.


  Zum Anschluss ans Telefon-Netz
Natürlich kann man den hier vorgestellten DTMF-MFV-Decoder auch an ein Telefon-Netz anschließen und dann Relais schalten.

Dies ist aber nicht so einfach wie beim Funkgerät ! 
Es muss gewährleistet sein, dass die Telefon-Verbindung automatisch hergestellt wird.
Dies heißt:
Der Telefonhörer muss automatisch abgenommen werden !  Die Verbindung muss automatisch hergestellt werden.
Hier bei dem Bastel-DTMF-Decoder ist diese Funktion auf der Leiterplatte nicht integriert !
Man muss ein entsprechendes Funk-Telefon-Handy haben, wo dies gewährleistet ist ...
Dies ist nicht mit jedem Funk-Telefon-Handy möglich !

Wenn das Funk-Telefon-Handy einen Kopfhörer-Anschluss hat, kann man hier den DTMF-Decoder anschließen !
Oder
Man nutzt eine handelsübliche Freisprechanlage über Bluetooth und
schließt am Lautsprecher- / Kopfhörer-Ausgang diesen hier vorgestellten DTMF-Decoder an.
(Bluetooth heißt ==> per Funk wird die Sprache vom Telefon weiter geleitet...)

1.  Ans Telefon-Mobil-Funknetz anschließen

Um den DTMF-Decoder an das Mobil-Funknetz anzuschließen,
ist eine übliche Freisprecheinrichtung mittels Bluetooth notwendig.

Am Funk-Telefon-Handy muss die Telefonverbindung automatisch 
hergestellt werden.
Also sprichwörtlich gesagt, hier wird der Hörer 
automatisch abgenommen.
Dann kann die Gegenstelle die normalen Telefon-
Wähltasten drücken.
Hier durch wird dann die eigentliche Schalt-Tonfolge
des DTMF-Decoders für ein Relais-Schalten übertragen. 
Das entsprechende Relais schaltet auf Ein oder Aus.

Es wird parallel an den Lautsprecher oder
dem NF-Ausgang der Freisprechanlage angeschlossen.
Somit ist ein Eingriff in die handelsübliche Freisprechanlage meist
notwendig !!!
oder das Gerät hat eine Lautsprecher-Klinken-Buchse integriert.

Dies wurde schon mit Erfolg ausprobiert.
 
(das Mikrofon bei der Freisprechanlage wurde hier links im Bild
  nicht dargestellt. In diesem Fall wird es ja nicht genutzt!)

2. Ans Telefon-Festnetz anschließen

Das Grundprinzip ist genauso, wie oben beim Mobilfunknetz.

Nur hier will man aber auch mit dem üblichen Telefon im Haushalt
telefonieren.

Deshalb wird ein handelsüblicher automatischer
Telefon-Wechsel-Schalter
(klick hier) angeschlossen.
Wer zuerst den Hörer abhebt kann sprechen.
 
Beim DTMF-Decoder übernimmt das "Abheben" eine selbst gebastelte automatische Gesprächsannahme,
wo die Klingelspannung zeitlich ausgewertet wird.
Nach ca. 60sec wird hier der "Hörer" automatisch abgenommen.
Dann kann die Gegenstelle die DTMF-Töne über
die Wähltastatur eingeben. Das Relais schaltet dann.

Den Telefonhörer des eigentlichen Telefon-Gesprächs müsste man
vor den 60sec abheben um richtig mit Sprache telefonieren zu können.

Die Schaltung bzw. der Aufbau der automatischen Gesprächsannahme
ist nicht handelsüblich. 
Hier müsste ich erst eine Bastelei mit Controller... konstruieren ... 

Dies wurde NICHT getestet !
Basteln am öffentlichen Telefonnetz ist verboten !

Besser man nutzt kommerzielle käufliche Fertiggeräte (klick hier),
welche ein Schalten von Verbrauchern realisieren. 


Wissenswertes
Einzelne separate DTMF-Geber-Geräte gibt es nur noch schwer zu kaufen. Manchmal hatte ich bei www.ebay.de Glück.
Es gibt aber auch DTMF-Geber als kostenlose PC-Programme, welche man im Internet findet.
Hier ein Beispiel : www.dtmfdial.com  
Diese geben dann die DTMF-NF-Töne auf der Soundkarte aus.
Um hiermit zu Schalten, braucht man nur das Mikrophon an den Computer-Soundkarten-Lautsprecher
halten und die hörbaren DTMF-Töne mittels Prog. "abspielen".

Oder man kann auch die DTMF-Töne mit einem Programm und dem Soundkarten-Eingang   LIVE   decodieren.               (klick hier)
Und es gibt auch die Möglichkeit DTMF-Töne, welche als wav-File existieren, ONLINE zu decodieren. (klick hier)
Oder anders herum : Hier findet man auch eine Erstellmöglichkeit von wav-Files, welche beliebige DTMF-Töne enthalten...