DECODIFICADOR DE CÓDIGO MORSE ETN 640

Ing. Roberto Oropeza C. Univ. : Roger Ronald Miranda Ortega

UMSA

Docente:

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Un iv ers id ad M ay o r d e San A n d ré s Fac u lt ad d e Ing en ier ía Ing en ier ía E lec tr óni c a

ETN - 640 DECO DE CO DIFICA DIFICA DO R DE D E CÓDIGO CÓDIGO MORSE Docente

:

Ing.: Roberto Oropeza

Alum no

:

Univ.: Roger Ronald Miranda Ortega

La paz - Bolivia

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Ing. Roberto Oropeza C. Univ. : Roger Ronald Miranda Ortega Docente:

Contenido ....................................................................................... ........................................................ .......................... 3 I ANTECEDENTES ANTECEDENTES Y PROPÓSITO PROPÓSITO......................................................... ......................................................................................... ............................................................. .............................................................. ......................................... .......... 4 CAPITULO 1 ........................................................... ....................................................................................... ............................................................. .............................................................. ......................................... .......... 4 1 Introducción .........................................................

1.1 Antecedentes ..........................................................................................................................

4

1.2 Problemática actual ...............................................................................................................

4

1.3 Justificación Justific ación del proyecto ....................................................................................................

5

1.4 Objetivos .................................................................................................................................

5

1.4.1 Objetivo principal ............................................................................................................

5

1.4.2 Objetivos secundarios ...................................................................................................

5

1.5 Descripción del proyecto ......................................................................................................

6

1.6 Alcance del proyecto .............................................................................................................

6

1.7 Limitaciones ............................................................................................................................

7

............................................................................. ..................... 8 II DESARROLLO DEL PROYECTO Y SIMULACIÓN ........................................................ ......................................................................................... ............................................................. .............................................................. ......................................... .......... 9 CAPITULO 2 ........................................................... ........................................................................................ ............................................................. ............................................................. .................................... ..... 9 2 Generalidades .........................................................

2.1 Referencia Topológica ..........................................................................................................

9

Otras aplicaciones aplicaciones ....................................................................................................................

9

2.2 Marco teórico. .......................................................................................................................

10

2.3 Fundamentos del proyecto .................................................................................................

11

Usos para el público en general ...........................................................................................

11

Código Morse como tecnología assistive ...........................................................................

11

2.4 Especificaciones técnicas ...................................................................................................

12

2.5 Diseño de los circuitos del proyecto .................................................................................

13

2.6 Selección de componentes ................................................................................................

30

2.7 Circuitos resultantes ............................................................................................................

39

.......................................................................................... ..................................................... ....................... 41 III PRUEBAS EN LABORATORIO ............................................................

















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......................................................................................... ............................................................. ...................................... ........ 46 IV ANALISIS IV ANALISIS ECONÓNICO ECONÓNICO .......................................................... ......................................................................................... ............................................................. .............................................................. ...................................... ....... 47 CAPITULO 4 ...........................................................

4.1 Elaboración de costos del proyecto ..................................................................................

47

.......................................................................................... ............................................................. ..................................................... ....................... 48 V CONCLUSIONES ........................................................... ......................................................................................... ............................................................. .............................................................. ...................................... ....... 49 CAPITULO 5 ........................................................... .......................................................................................... ................................................ .................. 49 5 Conclusiones y Recomendaciones ............................................................

5.1 Conclusiones ........................................................................................................................

49

5. 2 Recomendaciones ..............................................................................................................

49

...................................................................................... ............................................................ ............................................................. ..................................................... ....................... 50 Anexos ......................................................... ........................................................................................ ............................................................ ............................................................. ..................................................... ....................... 53 Tablas...........................................................

TABLA I ........................................................................................................................................

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TABLA II .......................................................................................................................................

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I

ANTECEDENTES Y PROPÓSITO


















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CAPITULO 1 1 Introducción El código Morse o también conocido como alfabeto Morse es un sistema de representación de letras y números mediante señales emitidas de forma intermitente. En la actualidad, el alfabeto Morse tiene aplicación casi exclusiva en el ámbito de los radioaficionados. También se utiliza en la aviación instrumental para sintonizar las estaciones VOR (VHF Omnidirectional Range, que en castellano significa Radiofaro Omnidireccional de VHF.), ILS (Instrument Landing System, que significa Sistema de aterrizaje instrumental) y NDB (radioayudas a la navegación). En las cartas de navegación está indicada la frecuencia junto con una señal Morse que sirve, mediante radio, para confirmar que ha sido sintonizada correctamente. 1.1 Antecedentes Fue desarrollado por Alfred Alfred Vail mientras colaboraba en 1835 con Samuel Morse en la invención del telégrafo eléctrico. Vail creó un método según el cual cada letra o número era transmitido de forma individual con un código consistente en rayas y puntos, es decir, señales telegráficas que se diferencian en el tiempo de duración de la señal activa. La duración del punto es la mínima posible. Una raya tiene una duración de aproximadamente tres veces la del punto. Entre cada par de símbolos de una misma palabra existe una ausencia de señal con duración aproximada a la de un punto. Entre las letras de una misma palabra, la ausencia es de aproximadamente tres puntos. Para la separación de palabras transmitidas el tiempo es de aproximadamente tres veces el de la raya. Morse reconoció la idoneidad de este sistema y lo patentó junto con el telégrafo eléctrico. Fue conocido como «American Morse Code» y fue utilizado en la primera transmisión por telégrafo.

1.2 Problemática actual La transmisión de las señales de este código se la realizaba a través de medios físicos, en los cuales, por ejemplo, para larga distancia se requería un sistema grande y complicado. Actualmente se cuenta con diferentes medios de transmisión inalámbricos de señales digitales, por lo tanto, sería bueno contar con un sistema decodificador para llevar de simples puntos y rayas (señales de voltajes cortos y largos) a un código binario determinado. Las asignaciones del alfabeto Morse convencional, consistente en señales de

















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De la misma manera es posible modificar la codificación de los símbolos a utilizarse, de manera que la escritura sea del menor tiempo posible, de acuerdo a lo requerido. Por ejemplo, en ocasiones se requiere escribir y enviar números, para lo cual se activará el selector de números, y la escritura de números será la más óptima.

1.3 Justificación del proyecto La necesidad de obtener un sistema de comunicación de pequeñas dimensiones, que posibiliten originar un sistema de codificación en el que se asigne a una combinación en particular un símbolo (letra, número, incluso palabra, etc.) para lograr transmitir una idea a través de medios inalámbricos de transmisión. Debido a que el alfabeto Morse es un lenguaje lenguaje internacional, sería bueno que se mantenga la forma de escritura convencional ya establecida, a través de un Manipulador . A pesar de esto, muchas personas no reconocerían la combinación de puntos y rayas, ni el código binario asignado, por lo tanto, es necesario acoplarlo a una pantalla, previamente un interfaz, para lograr visualizar el símbolo transmitido. En el código Morse los números, por ejemplo, tienen una combinación de 5 símbolos lo cual en algunos casos puede llegar a ser moroso, recordemos que en 1.2 se mencionó que la asignación de la cantidad de puntos y rayas a cada símbolo era por cuestiones estadísticas, así que para lograr una escritura mas rápida se dará otras asignaciones, pero solo para el caso de números, al cual llamaremos selector de caracteres, donde también se incluirá la selección para visualizar las letras mayúsculas y minúsculas.

1.4 Objetivos 1.4.1 Objetivo principal - Desarrollar un sistema digital que tenga la misma filosofía de funcionamiento de un telégrafo convencional, aplicándolo en procesos de transmisión, recepción y de procesamiento digital de la información. 1.4.2 Objetivos secundarios - Utilizar un código de gran fama como una aplicación de sistemas digitales, para facilitar procesos de telecomunicación - Emplear el diseño en aplicaciones donde se utiliza ente código hasta la actualidad como ser la aeronáutica y en los radioaficionados - Aplicar conocimientos y razonamientos obtenidos en la materia ETN 601 y



















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1.5 Descripción del proyecto

Este sistema contará con un m a n i p u l a d o r y el selector de caracter , el funcionamiento consiste en que para cada símbolo introducido (de la misma forma que se trabaja con un telégrafo convencional) se le asignará un único código en sistema binario lo que a la larga puede extenderse en muchas más aplicaciones debido a la facilidad de trabajar con números binarios. i). El problema inicial es el de hallar un módulo de reconocimiento de pulsos largos y cortos mandados de modo serial de la forma de un telégrafo clásico, a su ves se necesita un reconocedor de niveles bajos largos (espacio entre letras) para el paso de una letra a otra. ii). Una vez obtenido el módulo detector, que asignará un código a cada una de las combinaciones posibles de puntos y rayas, esta información debe ser

















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puede ser aplicado en todos los campos en donde el código Morse aún es utilizado, solo sería cuestión de acoplarlo a las necesidades requeridas, por ejemplo: como ya se mencionó, podría aplicarse en la aeronáutica: en Radiofaro Omnidireccional de VHF que se trata de una radioayuda a la navegación que utilizan las aeronaves para seguir en vuelo una ruta prestablecida, en el sistema de aterrizaje instrumental o ILS que consiste de dos subsistemas independientes: uno sirve para proporcionar guía lateral y el otro para proporcionar guía vertical, o en NDB radioayudas a la navegación, donde se requeriría un sistema de transmisión, y para cualquier aplicación donde se utilice código Morse y se requiera visualizarlo en el alfabeto. 1.7 Limitaciones Este proyecto como tal de acuerdo a la aplicación, tiene la limitación debida a las limitaciones de la materia ya que para las mejores aplicaciones mencionadas se necesitaría un sistema de transmisión digital, por ejemplo, para su aplicación directa en campos ya mencionados. También se podría referir a las dimensiones, por que en la actualidad es posible encontrar chip´s, microcontroladoes, etc., con la que las dimensiones del circuito final resultante serían considerablemente menores al obtenido es este proyecto. A pesar de que este sistema tiene un solo botón, y un s elector de caracteres, en la actualidad se cuentan con aparatos que contiene más botones en los cuales la escritura se lo realiza de forma más rápida. Las limitaciones de velocidad tendrían que considerarse, ya que esa velocidad seria la velocidad de escritura del operador, pero tiene la ventaja de que solo se cuenta con un manipulador (pulsador), y selectores de caracteres.


















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II

DESARROLLO DEL PROYECTO Y

















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CAPITULO 2 2 Generalidades El Código Morse es un medio de comunicación basado en la transmisión y recepción de mensajes empleando sonidos o rayos de luz y un alfabeto alfanumérico compuesto por puntos y rayas. Aunque este código surgió en el siglo 19, su empleo es perfectamente utilizable hoy en día cuando la existencia de condiciones atmosféricas adversas no permite el empleo de otros medios más desarrollados como, por ejemplo, la transmisión de la voz. Aún cuando en una transmisión inalámbrica por radiofrecuencia radiofrecuencia realizada solamente con código Morse aparezcan interferencias producidas por tormentas eléctricas, los sonidos de los puntos y las rayas serán siempre reconocibles para el oído humano aunque se escuchen mezclados con el ruido que produce en esos casos la estática atmosférica. En sus inicios para transmitir y recibir mensajes en Código Morse se empleaba un primitivo aparato inventado en 1844 por Samuel Morse, creador a su vez del propio código que lleva su nombre. Ese aparato constaba de una llave telegráfica de transmisión, que hacía las veces de interruptor de la corriente eléctrica y un electroimán como receptor de los puntos y las rayas. 2.1 Referencia Topológica El código Morse internacional es hoy el más popular entre radio aficionada operadores, donde se utiliza como el patrón para afinar un transmisor por intervalos en el modo de las radiocomunicaciones se refirió comúnmente como “onda continua” o “A LA DERECHA”.

La velocidad relativamente limitada a la cual el código Morse se puede enviar conducido al desarrollo de un número extenso de abreviaturas para apresurar la comunicación. Éstos incluyen prosigns y Códigos de Q, más un formato estandardizado restricto para los mensajes típicos. Este uso de abreviaturas también facilita la comunicación entre los

















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competencia adentro Asheville en Estados Unidos Ted R. McElroy fijó aún-estar parado de registro para Morse que copiaba, 75.2 WPM .[6] En su libro en línea en enviar de alta velocidad, Guillermo Pierpont N0HFF observa a algunos operadores pudo haber pasado 100 WPM. Por este tiempo son frases y oraciones más bien que palabras de la “audiencia”. La velocidad más rápida enviada siempre por una llave recta fue alcanzada

en 1942 por Harry Turner W9YZE (D. 1992) quién alcanzó 35 WPM en una demostración en un E.E.U.U. Base de ejército. En fecha 2007 radiotelégrafos comerciales las licencias todavía están siendo publicadas en los Estados Unidos por la Comisión federal de las comunicaciones. Diseñado para el shipboard y los operadores de la estación de la costa, se conceden a los aspirantes que aprueban examinaciones escritas en teoría de radio avanzada y demuestran habilidad del código de 20 WPM [este requisito se renuncia para los “viejos” (20 WPM) concesionarios

adicionales de la clase]. Sin embargo, desde 1999 el uso del satélite y de los sistemas de comunicaciones marítimos muy de alta frecuencia (GMDSS) esencialmente los han hecho obsoletos. Ayudas de radio radio de la navegación por ejemplo VORs y NDBs para la difusión aeronáutica del uso que identifica la información bajo la forma de código Morse, aunque muchas estaciones del VOR ahora también proporcionan la identificación de la voz. 2.2 Marco teórico. Usando secuencias estandarizadas de elementos cortos y largos para representar letras, números, puntuación y caracteres especiales de un mensaje dado. Los elementos cortos y largos se pueden formar sonidos, formar sonidos, marcas o pulsos, y se conocen comúnmente como los “dits” y los “dahs”.

El código Morse internacional se compone de cinco elementos: 1. marca, punto o “dit corto” (·) - una unidad deseada



















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digitales solo es necesario modificar el software, que para nuestro caso será los datos almacenados en la memoria. 2.3 Fundamentos del proyecto La implementación del Código Morse en formato digital llega a ser una necesidad debido a que la tecnología digital llega a cubrir muchos ámbitos, así también al público en general que cuenta con facilidad con aparatos digitales. Usos para el público en general Un uso importante está señalando para la ayuda a través SOS o… --- ... . Esto se puede enviar muchas maneras: afinando una radio por intervalos, accionando la palanca de una linterna, golpeando en una estructura, arreglando el material de la tierra (lo más mejor posible hacer un triángulo en lugar de otro), y cualquier otro método imaginable. En competencias de la velocidad entre los operadores del código Morse y el experto expertos cellphone Mensajería de texto de SMS los usuarios, código Morse han ganado constantemente, conduciendo a la especulación que los fabricantes del cellphone pudieron construir algún día los interfaces para la entrada del código Morse. Este interfaz traduciría el código Morse entrado en el texto, de modo que pudiera ser enviado a cualquier cellphone SMS-capaz, así el recipiente no necesitaría saber código Morse para leerlo. (Hay terceros que los usos ya disponibles para algunos cellphones que permitan




















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2.4 Especificaciones técnicas Los componentes a utilizarse son los siguientes: U1, U3, U8 555 timer U2 74LS 00

:

Quad 2-Input NAND Gate

U4 74LS 161

:

Synchronous 4-Bit Counters

U5 74LS 164 Clear

:

8-Bit Serial In/Parallel Out Shift Register with Asynchronous

273: U6, U9, U10, U11, U12, U13, U14 74LS 273:

8-Bit Register with Clear

U7, U24 2816

:

Memoria EEPROM

U15, U21 74LS 08

:

Quad 2-Input AND Gate

U16 74LS 32

:

Quad 2-Input OR Gate

U17, U19 74LS 74 and

:

Dual Positive-Edge-Triggered Positive-Edg e-Triggered D Flip-Flop with Preset, Clear Complementary Outputs




















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C2, C4

:

100µF

Q1, Q2

:

BC548

(mas especificaciones Ver anexos)

2.5 Diseño de los circuitos del proyecto

El diagrama de bloques del circuito propuesto es el siguiente:



















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Asignación de código Generador de caracteres Con fines didácticos se desarrollarán las explicaciones de algunos bloques con el siguiente ejemplo que cuenta con dos ciclos de escritura, uno para “J” y otro para “A” separados por un “espacio entre letras”:

Figura 3 La primera parte tiene la finalidad de asignar un código único en sistema binario para cada una de las posibles combinaciones de puntos y rayas. MANIPULADOR: Para generar pulsos que no contengan ruido ni rebotes, se implementará un latch, y para facilitar el proceso se utilizará un pulsador de 3 terminales, y compuertas NAND como se muestra a continuación:



















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Figura 5 Esta configuración utiliza un transistor PNP, que se puede sustituir con un transistor NPN para lo cual se necesita invertir la señal de entrada, pero como la señal de entrada (Q) viene del latch, la base del transistor será Q* (Q negado) esto se ve a continuación:






















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Figura 8 dpl: estado estable→ “0”

estado inestable→ “1”

Como se puede apreciar, el detector de pulsos largos (dpl), para cada ciclo de escritura, presenta tantas transiciones de su estado inestable a un estado estable como pulsos largos presenta cada código. De acuerdo con el diagrama de bloques, estas transiciones






















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Figura 10 Como se puede apreciar en este diagrama la salida del detector de espacio entre letras





















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CONTADOR1: El contador 1 que se sincroniza directamente con el manipulador, es decir, la señal del manipulador se con ecta al “clock” del contador, tiene la finalidad de contar el número de pulsos ingresados por el manipulador en un ciclo de escritura, dicho ciclo sea reiniciado por la señal del “deel". El contador trabajará de la forma mostrada a continuación:





















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Este es el código Morse a utilizarse donde están todas las combinaciones posibles, y de acuerdo al análisis desarrollado hasta el momento, se tendrá el código correspondiente a cada símbolo, y para ordenar la codificación se asignará un Nuevo Código de la siguiente forma:
























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Recibido

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Subrayado de texto

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Casos especiales.- Para la mayoría de los símbolos de la segunda y tercera tabla se























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V3 V4

















































































































































































































































































































































































































































































































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DECODIFICADOR DE CÓDIGO MORSE ETN 640

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