Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Unidad Zacatenco

“Walkie-Talkie”

González Fernández Julio CésarGómez Sánchez Fabián

Pérez Victoria Manuel Alejandro

Profesor: Brito Rodríguez Rolando

Grupo: 4CM9

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Índice

Objetivo………………………………………………………………3

Introducción…………………………………………………………3-10

Historia…………………………………………………………..3-4 Citizen Band(CB)……………………………………………..4-5 Como funciona un walkie-talkie………………………5-6 Tipos de walki-talkie……………………………………….6-8 Usos de Walkie-Talkie……………………………………..8-9

Desarrollo………………………………………………………………..10-14

Línea del tiempo……………………………………………….13 Costos y materiales…………………………………………..14

Conclusiones y observaciones………………………………….14-15

Referencias……………………………………………………………….15

Apéndice A………………………………………………………………..15

Apéndice B………………………………………………………………..15-16

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ObjetivosEntender el origen de las telecomunicaciones móviles, estudiando una rama básica dentro de ella, como lo son las radiocomunicaciones.

IntroducciónLa posibilidad de poder comunicarse en cualquier momento y desde cualquier lugar que se necesite o se desee, independientemente de que el usuario se encuentre en un lugar fijo o en movimiento, ha sido desde siempre uno de los principales objetivos de cualquier sistema de telecomunicaciones.

La movilidad en las telecomunicaciones ha estado asociada, fundamentalmente, a la utilización de la transmisión por radio en el acceso frente a la utilización de cables o fibra óptica. Esto no quiere decir que todos los sistemas de telecomunicaciones que utilicen la transmisión radio en el acceso sean móviles. Tal es el caso, por ejemplo, de los denominados bucles de abonado inalámbricos, que no son sistemas móviles.

Los desarrollos tecnológicos que han hecho que sea posible el soporte de la movilidad en las telecomunicaciones han sido:

El propio desarrollo de las comunicaciones radio, iniciado por Marconi, De Forest, Tesla y otros a principios del siglo pasado, pero cuyos fundamentos teóricos fueron establecidos por Maxwell y Hertz en el siglo diecinueve. Las primeras comunicaciones vía radio fueron las del servicio telegráfico, por parte de Marconi en 1896. La primera transmisión de voz vía radio se debe también al inventor italiano, en 1916. Marconi recibió el premio Nobel de física en 1909 (compartido con Karl Ferdinand Braun) por su desarrollo de la telegrafía inalámbrica; en 1943, sin embargo, su patente de la radio fue revocada en favor de Nikola Tesla.

Las primeras aplicaciones de las comunicaciones radio estuvieron ligadas a las comunicaciones marítimas (y por tanto móviles). El hundimiento del Titanic, en 1912, supuso un gran impulso para el desarrollo de la radiotelegrafía inalámbrica. Los primeros sistemas de telefonía inalámbrica fueron instalados en Detroit en 1921 para el departamento de policía; se trataba de una red unidireccional para la distribución de información. En 1932 se instaló en Nueva York la primera red bidireccional también para la policía (estas redes operaban en la banda de 2 MHz). Hoy en día las comunicaciones móviles siguen siendo un instrumento fundamental para soportar el desempeño de sus

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funciones por parte de los servicios públicos (razón por la que, para muchos de ellos, se reservan segmentos específicos del espectro). Otro sector que ha impulsado enormemente el desarrollo de los sistemas radio ha sido el de la defensa. Algunas tecnologías, como el CDMA, hoy utilizadas por los móviles, nacieron para soportar las comunicaciones militares.

Otro pilar dentro del desarrollo de las telecomunicaciones móviles son el desarrollo del transistor, que para el interés de este trabajo no resulta específicamente necesario.El Walkie-Talkie, también conocido como el transmisor-receptor tiene una historia rica y ha sido instrumental en la evolución de las comunicaciones.

Este aparato tiene sus inicios mucho antes de la segunda guerra mundial, y se le atribuye el descubrimiento a Alfred J. Gross quien nació el 22 de febrero de 1918 y murió el 21 de diciembre de 2000, fue un pionero en las comunicaciones móviles inalámbricas. Inventó y patentó importantes dispositivos de comunicaciones, incluido el primer walkie-talkie, CB radio, el localizador de teléfonos inalámbricos.Su interés por investigar la inexplorada región de frecuencias por encima de 100 MHz, lo llevo a que 1938 inventara y patentara un aparato portátil, sistema de comunicaciones ligero y en dos sentidos, el "walkie-talkie".Durante la Segunda Guerra Mundial, Gross fue invitado a Washington por un radio operador perteneciente a Banda Ciudadana, este trabajaba en la OSS1 en Servicios Estratégicos para que mostrara su nuevo equipo al que bautizaría con el nombre de "Joan/Eleanor"

Este aparato fue propuesto para que los agentes encubiertos los usaran. Los agentes estaban destacados en Alemania y en los países ocupados, de esta forma ya podían comunicarse desde tierra con aviones que volarían a gran altura sobre el territorio enemigo.

Observando el interés del gobierno por su invento decide profundizar más y perfeccionar el aparato, su idea era miniaturizar un receptor muy sensible que pudiera usarse con eficacia. En 1943 conoce al inventor E.H. Armstrong, que le da nuevas ideas y le sugiere realizar un receptor «super-regenerativo» para cumplir con el propósito. Alfred Gross logra el dispositivo llevando el proyecto Joan/Eleanor a ser clasificado "Top Secret"2 por la OSS, no pudiéndose hacer público hasta mucho después de finalizada la guerra.

Citizen Band

El walkie-talkie va de la mano con una instrumento denominado radio de banda civil.Este aparato es básicamente un radio que trabaja a una cierta frecuencia llamada CB(Citizen Band).

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Por definición, es la porción del espectro de frecuencias destinada a la libre comunicación entre el personal civil, por medio de la radio y sin que medien exámenes o preparación especializada.

La Banda Ciudadana, se abrevia con las siglas CB, que se refieren a las iniciales en inglés de Citizen Band. Otra forma de referirse a ella es por su frecuencia de 27 MHz o bien por su longitud de onda, que es la de 11 metros.

Hay que considerar a la Banda Ciudadana como un hobby, que permite llenar los tiempos de ocio mediante la comunicación.

No obstante en algunas circunstancias pueden prestarse servicios a la sociedad, pues gracias al uso de los equipos de CB se han evitado o ayudado en algunas catástrofes, interviniendo en emergencias y prestando socorro en inundaciones, accidentes, incendios y otros desastres

La banda ciudadana en México no requiere permiso ni licencia de OPERACION, es decir, cualquier persona puede transmitir y recibir en cualquiera de las frecuencias libres dispuestas por normatividad para banda civil (¿que cuales son esas en México? pues el rango esta detallado de 26.960 a 27.405.Véase Apéndice (A).

Como funciona un walkie-talkie??

Un walkie-talkie, transmisor-receptor portátil, o comunicador portátil, es un transceptor (apéndice B) de radio portátil. Sus características principales incluyen un canal semi dúplex (sólo una radio transmite a la vez, aunque puede ser escuchada simultáneamente por numerosas unidades) y un interruptor de push to talk que comienza la transmisión. Los walkie-talkie típicos se parecen a un transceptor telefónico, ligeramente más grande, pero construido como una sola unidad, con una antena que sobresale por la parte superior de la unidad. En ambientes donde el auricular de un teléfono es deficiente para ser oído por el usuario, el altavoz de un walkie-talkie puede ser escuchado por el usuario y su entorno inmediato.

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Los radios de banda civil y los walkie-talkie son dispositivos simplex. Eso significa que cuando dos personas se comunican, utilizan la misma frecuencia, por lo que solo una persona puede hablar al mismo tiempo. Un teléfono celular es un dispositivo dúplex. Eso significa que utiliza una frecuencia para hablar y otra para recibir, de esa manera dos personas pueden dialogar al mismo tiempo

Canales: Un Walkie-Talkie tiene usualmente un canal, y un radio de banda civil tiene 40 canales. Un teléfono celular típico puede comunicar en 1664 canales o más.

Rango: Un walkie-talkie puede transmitir hasta alrededor de 1.5km de distancia utilizando un transmisor de 25 watts. U n radio de banda civil, debido a que es poderosos, puede transmitir hasta alrededor de 7.5 kilómetros con un transmisor de 5 watts.

Tipos de walkie-talkie

Existen distintos tipos de walkie-talkie, los cuales tienen diferentes características y obedecen ciertas normas.

Walkie-talkie PMR

Los walkies PMR son los llamados walkies profesionales (Prívate Movible Radio) es decir radios móviles privados. Para la utilización de estos walkie-talkie es necesaria la petición de una frecuencia de uso (normalmente compartida) a el organismo competente, en México es un tramite que se realiza por mediación de un Ingeniero de telecomunicaciones que lo firma como colegiado y se presenta ante la Dirección General de Telecomunicaciones.

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Bandas de frecuencia más habituales en las que se puede solicitar frecuencia de uso:

66-88Mhz (VHF)136-174Mhz (VHF)406-470Mhz (UHF)

Walkie-talkie PMR446

Los walkie-talkies PMR446 son los definidos dentro de la normativo UN110. Banda de frecuencias 446 - 446,1 MHz. En esta banda, de conformidad con la Decisión de la CEPT ERC/DEC/(98)25, se reservan los siguientes canales de 12,5 kHz para su utilización exclusiva en todo el territorio nacional por el sistema de radio móvil conocido como PMR - 446.

La potencia radiada aparente máxima autorizada será de 500 mW. La norma técnica de referencia es el estándar ETSI EN 300 296. Las condiciones de utilización de estos equipos han de ajustarse a las limitaciones propias del sistema en cuanto a capacidad de tráfico y operación simultánea de varios equipos en una misma zona de cobertura.

Esta utilización tiene la consideración de uso común y los terminales de este sistema están exentos de licencia individual conforme a los términos de la decisión de la CEPT ERC/DEC (98) 26

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Walkie-talkie Atex

La Directiva ATEX (94/9/CE) obliga a los fabricantes a que sus productos eléctricos y/o mecánicos que vayan a ser utilizados en atmósferas potencialmente explosivas tengan la correspondiente certificación.

Las áreas peligrosas se dividen en zonas, según la probabilidad de que exista una atmósfera explosiva en la zona. Estas zonas se definen como sigue:

ZONA 0 - Aquella área en la que está presente constantemente o durante largos periodos una atmósfera explosiva. Por ejemplo, el interior de los tanques de almacenamiento de combustible.

ZONA 1 - Aquella área en la que estará presente una atmósfera normal durante las operaciones normales, aunque no constantemente. Por ejemplo, las áreas de repostado.

ZONA 2 - Aquella área en la que no es probable que se dé una atmósfera explosiva, y si existe, sólo lo hará durante un periodo breve. Por ejemplo, las áreas de almacenamiento de disolventes. Normalmente el disolvente se guarda en bidones sellados. No obstante, si un bidón sufre un desperfecto durante el transporte, puede existir durante un periodo breve una atmósfera potencialmente explosiva.

En Europa hay ocho conceptos de protección comúnmente reconocidos. Se detallan en la serie EN50 de estándares europeos; equipos eléctricos para empleo en atmósferas explosivas.

Por tanto los walkie-talkies con certificación ATEX están diseñados y fabricados para evitar la ignición de la atmósfera explosiva que les rodea y la certificación autoriza a trabajar con estos radioteléfonos dentro de áreas potencialmente explosivas.

Usos del walkie-talkie

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Los foto transmisores hechos a mano se hicieron instrumentos de comunicación valiosos para la policía, servicios de la emergencia, y empleos comerciales e industriales (como sobre una obra de la construcción), usando frecuencias asignadas para estos servicios. Los transmisor-receptores portátiles son también populares entre algunos operadores de radio aficionados, que funcionan con una licencia de radio aficionado en varios canales de frecuencia diferentes.

Ya que aún un walkie-talkie poderoso comercial es limitado con unos vatios de salida de poder y una pequeña antena (el tamaño físico del paquete de programas limita tanto capacidad de batería como el tamaño de antena), la gama de comunicación hecha a mano es típicamente bastante corta, no excediendo la distancia de línea de vista al horizonte en áreas abiertas, y muchísimo menos en zonas muy urbanizadas, dentro de edificios, o subterránea. Muchos servicios de radio permiten al empleo de un repetidor que es localizado en algún alto punto dentro de la cobertura deseada del área. El repetidor escucha sobre una frecuencia y transmite de nuevo sobre el otro, de modo que confiable hecho a mano a la gama de unidad hecha a mano pueda ser ampliado a unas millas de cuenta (kilómetros) o más lejos, usando a repetidores unidos en conjunto.

Walkie-talkie para la seguridad pública, empleos comerciales e industriales pueden ser la parte de sistemas de radio truncados, que

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dinámicamente asignan canales de radio para el empleo más eficiente de espectro de radio limitado.

Las versiones de baja potencia, exentas de exigencias de licencia, son también juguetes populares de niños. Antes del cambio de CB radio desde el estado autorizado al desautorizado, el walkie-talkie de juguete típico disponible en tiendas en Norteamérica fue limitado con 100 milliwatts de poder sobre transmisión y las radio de Banda Ciudadana de 27 MHz que usan sólo la Amplitud Modulada (AM). Los walkie-talkie de juguete posteriores, manejados en la cinta de 49 MHz, unos contenían Frecuencia Modulada (FM), compartido con teléfonos sin hilos y monitores de bebé. Los dispositivos de coste más bajos son muy ordinarios electrónicamente, pueden emplear a receptores supe regeneradores, y pueden carecer aún de un control de volumen, pero ellos pueden tener el embalaje complicado. A diferencia de unidades más costosas, los walkie-talkie de juguete económicos no pueden tener micrófonos separados y altavoces; el altavoz del receptor típicamente dobla como un micrófono mientras transmiten el modo.

El walkie-talkie personal ahora se ha hecho popular otra vez con el nuevo Family Radio Service estadounidense (FRS) y servicios similares desautorizados en otros países. Mientras los walkie-talkies FRS también a veces son usados como juguetes porque la producción de serie los hace el precio bajo, ellos tienen receptores apropiados superheterodinos y son un instrumento de comunicación útil tanto para el empleo de negocio como para personal. La operación en el Family Radio Service es restringida a walkie talkies limitado con 500 milliwatts de poder de RF eficaz. Algunos modelos de FRS también incluyen el Servicio de Radio circundante General Móvil (GMRS) canales, que requieren una licencia.

Desarrollo

A 27MHz WALKIE TALKIE  

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Ellos muestran cómo un oscilador se puede utilizar para transmitir voz. La transmisión de voz a través de un oscilador de cristal cerrado no es fácil. Esto es porque el transistor es el bloqueo de la frecuencia y es muy difícil de cambiar. La única manera de hacerlo es añadir el audio como un componente de amplitud de modo que la amplitud del oscilador sube y baja con la señal de audio, pero su frecuencia no cambia.

El único problema con este modo de transmisión es la interferencia. El ruido eléctrico introduciendo las ondas es también una forma de onda de amplitud variable y el receptor recoge esto al mismo tiempo y producen un resultado muy ruidoso. Este es uno de los motivos por los walkie-talkies son tan ruidoso. Sin embargo, es un punto de partida para aprender acerca de la transmisión y el circuito de la figura: Figura 24 muestra cómo el sonido se añade a la compañía.

Casi todos los componentes en el circuito anterior  se utilizan para transmitir y recibir. Esto hace que sea un diseño muy económico. La etapa de generación de frecuencia sólo necesita que el transistor sea eliminado  y se convierte en un receptor.El receptor esta oscilando todo el tiempo, similar a un transmisor débil. Un 390R se añade al emisor dela etapa de oscilador para reducir la actividad y convertirlo en un receptor. La siguiente sección del circuito se llama un bloque de construcción.Se compone de tres transistores acoplados directamente para producir un amplificador de audio con alta ganancia. El primer

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transistor es un pre-amplificador y los dos siguientes están conectados como un par super-alfa, comúnmente llamado un par Darlington para conducir el transformador del altavoz.

El tercer bloque es el que habla. Este es un elemento separado, ya que se utiliza como un altavoz en el modo de recepción y un micrófono dinámico en el modo de transmisión. Un altavoz se puede utilizar a la inversa de esta manera y que se llama un micrófono dinámico debido a la disposición de bobina y el imán. Cuando se habla en el cono, el movimiento de la bobina de voz en el campo magnético produce una salida de pocos milivoltios. Esto puede ser acoplado a un amplificador de alta ganancia para obtener resultados muy buenos.

Cuando el Walkie-talkie está en el modo de recepción, el primer transistor está configurado como un receptor y el audio es recogido de la resistencia de carga a través de un 4k7 0.47u electrolítica. A continuación, pasa a través de un control de volumen y en el amplificador de transistor de tres. Las parejas de los altavoces del transformador del amplificador y el altavoz y escuchar el resultado. Cuando el Walkie-talkie está en el modo de transmisión, el altavoz se coloca en la entrada del amplificador de audio.

El sonido se amplifica y la forma de onda aparece como la tensión de alimentación TRANSMISOR DE LA ETAPA. El cristal está conectado a la primera etapa y la ganancia del transistor se incrementa mediante la eliminación de la 330R y sólo utilizando un 56R para la resistencia del emisor.

El transformador de altavoz no se utiliza como un transformador en este modo, sino como un inductor para acoplar la salida del amplificador de audio a la barra de alimentación y la señal desarrollada a través del devanado se pasa a la etapa transmisor como la tensión de alimentación para el transmisor. Como la forma de onda se eleva y cae, cambia la ganancia de la primera etapa y por lo tanto la amplitud de la señal transmitida. Así es como la señal se convierte en una modulación de amplitud (AM) de Radio Frecuencia (RF).

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El walkie talkie en el modo de transmisión. Laseñalpasa desde el amplificador de audio a la etapa de RFa través de la barra de alimentación

El walkie talkie en el modo de recepción. El circuito esconvencional con la primera etapa de alimentación del3-transistor amplificador a través de un control de volumen

Lo primero que se hizo, fue conseguir el diagrama eléctrico de un Walkie-talkie

Se prosiguió a comprar cada uno de los materiales requeridos Una vez que contábamos con el diagrama eléctrico, y los

componentes hicimos un diagrama para poder dibujar sobre una tableta de cobre con el programa orcad.

soldamos cada uno de los materiales hasta obtener el siguiente circuito

Por ultimo se creo una caja de madera para contener al circuito

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Línea del tiempo

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Nos llevamos 3 días, ideando que proyecto hacer, para esto, vistamos la calle de republica de salvador

Invertimos 2 días buscando en la web, y en algunos libros de circuitos, el diagrama eléctrico

Nos llevo un día comprar todos los materiales requeridos para el circuito

Invertimos do días armando el circuito(soldar, crear las pistas, perforar la tabla, crear la caja para guardar el circuito)

Nos tomo otro fin de semana entero, para armar el trabajo escrito

Del 9 al 11 de mayo

Del 12 al 13 de mayo

Del 16 al 18 de mayo

15 de mayo

Del 19 al 20 de mayo

Costos y Materiales

Conclusiones

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El walkie-talkie, es una de las bases en la radiodifusión, y por lo tanto, es muy importante para las telecomunicaciones.

Como jóvenes estudiantes de una carrera de telecomunicaciones, es de vital importancia conocer los antecedentes de esta área increíblemente necesaria en el mundo.

Es por eso que decidimos realizar nuestro proyecto, en uno de los precursores de las telecomunicaciones móviles.

En este proyecto no solo se tocaron temas relacionados a las ondas electromagnéticas guiadas, sino que también estuvo de por medio la circuitería.

Observaciones

El trabajo en equipo fue vital para poder finiquitar este trabajo, y todo el quipo funciono como una maquina bien engrasada

Referencias

http://sociedadinformacion.fundacion.telefonica.com/docs/repositorio//es_ES// TelefonicaySI/Publicaciones/telecoymovilidad.pdf

http://radioaficionado.wordpress.com/2008/07/23/todo-sobre-normatividad-y-reglamento-

de-radio-de-banda-civil-en-mexico/ http://cne.mx.tripod.com/cen/id5.html

http://www.esarticle.com/the-history-of-the-walkie-talkie/

http://tecnologia.mendoza.edu.ar/trabajos_profesores/gfernandez/

investigacion_celular.pdf http://www.walkies.es/usosybandas.htm http://condor-airsoft.foroactivo.com/t9-guia-basica-sobre-walkie-talkies-airsoft-barcelona http://www.talkingelectronics.com/projects/27MHz%20Transmitters/27MHzLinks-1.html

http://talkingelectronics.com/projects/200TrCcts/200TrCcts.html#55

Apéndice A

Normativas para la banda civil en México

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http://radioaficionado.wordpress.com/2008/07/23/todo-sobre-normatividad-y-reglamento-de-radio-de-banda-civil-en-mexico/

Apéndice B

En redes de computadoras y telecomunicación, el término transceptor se aplica a un dispositivo que realiza, dentro de una misma caja o chasis, funciones tanto de trasmisión como de recepción, utilizando componentes de circuito comunes para ambas funciones. Dado que determinados elementos se utilizan tanto para la transmisión como para la recepción, la comunicación que provee un transceptor solo puede ser semi dúplex, lo que significa que pueden enviarse señales entre dos terminales en ambos sentidos, pero no simultáneamente.

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