Teléfono

Historial

A lo largo de la historia, la gente ha ideado métodos para comunicarse a largas distancias. Los primeros métodos involucraban sistemas rudimentarios como el golpe de tambor o la señalización de humo. Estos sistemas evolucionaron hacia la telegrafía óptica y, a principios del siglo XIX, la telegrafía eléctrica. Los primeros teléfonos simples, que estaban compuestos por una cuerda larga y dos latas, se conocieron a principios del siglo XVIII.

Johann Philipp Reis demostró por primera vez un sistema de transmisión de voz eléctrica en 1863. Su máquina consistía en una membrana vibratoria que abría o cerraba un circuito eléctrico. Si bien Reis solo usó su máquina para demostrar la naturaleza del sonido, otros inventores intentaron encontrar aplicaciones más prácticas de esta tecnología. Fueron encontrados por Alexander Graham Bell en 1876 cuando se le otorgó una patente para el primer teléfono operativo. Esta invención demostró revolucionar la forma en que las personas se comunican en todo el mundo.

El interés de Bell por la telefonía se derivó principalmente de su experiencia en fisiología vocal y su instrucción del habla para sordos. Su experimento revolucionario ocurrió el 2 de junio de 1875. Él y su asistente, Thomas Watson, estaban trabajando en un telégrafo armónico. Cuando una lengüeta se atascó en el transmisor de Watson, una corriente intermitente se convirtió en una corriente continua. Bell pudo escuchar el sonido en su receptor, lo que confirma su creencia de que el sonido podría transmitirse y reconvertirse a través de un cable eléctrico utilizando una corriente eléctrica continua.

El diseño original del teléfono que Bell patentó era muy diferente al teléfono que conocemos hoy. En un sentido real, era solo una versión modificada de un telégrafo. La principal diferencia era que podía transmitir sonido verdadero. Bell continuó mejorando su diseño. Después de dos años, creó un teléfono magnético que fue el precursor de los teléfonos modernos. Este diseño constaba de un transmisor, un receptor y un imán. El transmisor y el receptor contenían cada uno un diafragma, que es un disco de metal. Durante una llamada telefónica, las vibraciones de la voz de la persona que llama hicieron que el diafragma del transmisor se moviera. Este movimiento se transfirió a lo largo de la línea telefónica hasta el receptor. El diafragma receptor comenzó a vibrar produciendo sonido y completando la llamada.

Si bien el teléfono magnético fue un avance importante, tuvo importantes inconvenientes. Por ejemplo, las personas que llamaban tenían que gritar para superar el ruido y las distorsiones de la voz. Además, hubo un lapso de tiempo en la transmisión que resultó en conversaciones casi incoherentes. Estos problemas finalmente se resolvieron cuando el teléfono experimentó numerosos cambios de diseño. Los primeros teléfonos puestos a disposición de los consumidores usaban un solo micrófono. Esto requería que el usuario hablara y luego se lo pusiera al oído para escuchar. Thomas Edison presentó un modelo que tenía un auricular de escucha móvil y un tubo de habla estacionario. Al realizar una llamada, se levantó el receptor y el usuario se conectó directamente a un operador que luego cambiaría los cables manualmente para transmitir. En 1878 se inauguró la primera central telefónica manual. Sirvió a 21 clientes en New Haven, Connecticut. El uso del teléfono se extendió rápidamente y en 1891 se introdujo el primer mecanismo de llamada automática de números.

El servicio de larga distancia se puso a disposición por primera vez en 1881. Sin embargo, las velocidades de transmisión no eran buenas y era difícil escuchar. En 1900, dos trabajadores de Bell System diseñaron bobinas de carga que podían minimizar las distorsiones. En 1912, el tubo de vacío se adaptó al teléfono como amplificador. Esto hizo posible tener una línea telefónica transcontinental, demostrada por primera vez en 1915. En 1956, se tendió un cable submarino a través del Atlántico para permitir la comunicación telefónica transatlántica. La industria de las telecomunicaciones se revolucionó en 1962 cuando se utilizaron satélites de comunicaciones en órbita. En 1980, se introdujo un sistema de fibra óptica, que nuevamente revolucionó la industria.

Antecedentes

Los teléfonos todavía funcionan con los mismos principios básicos que Bell introdujo hace más de cien años. Si una persona desea realizar una llamada, descuelga el auricular. Esto hace que el teléfono se conecte a una red de enrutamiento. Cuando se presionan los números en un teclado de tonos, las señales se envían por la línea telefónica a la estación de enrutamiento. Aquí, cada dígito se reconoce como una combinación de frecuencias de tono. La combinación de números específicos hace que se envíe una señal a otro teléfono, lo que hace que suene. Cuando se descuelga ese teléfono, se inicia una conexión entre los dos teléfonos.

La boquilla actúa como micrófono. Las ondas sonoras de la voz del usuario hacen que vibre un delgado disco de plástico dentro del teléfono. Esto cambia la distancia entre el disco de plástico y otro disco de metal. Como resultado, la intensidad de un campo eléctrico entre los dos discos cambia y se envía una corriente eléctrica variable por la línea telefónica. El receptor del otro teléfono recibe esta corriente. Cuando ingresa al receptor, pasa a través de un conjunto de electroimanes. Estos imanes hacen vibrar un diafragma metálico. Esta vibración reproduce la voz que inició la corriente. Un amplificador en el receptor facilita la audición. Cuando uno de los teléfonos se cuelga, la corriente eléctrica se interrumpe, lo que hace que se liberen todas las conexiones de enrutamiento.

Eiisha Grey

Elisha Gray fue el principal rival de Alexander Graham Bell, primero por la invención del telégrafo armónico y luego del teléfono. Fue un inventor prolífico, al que se le concedieron unas 70 patentes durante su vida. Nacido en Barnesville, Ohio, el 2 de agosto de 1935 y criado en una granja, Gray tuvo que dejar la escuela temprano cuando su padre murió, pero luego continuó sus estudios en Oberlin College, donde se concentró en ciencias físicas, especialmente electricidad, y apoyó él mismo como carpintero.

Después de dejar Oberlin, Gray continuó sus experimentos eléctricos, concentrándose en la telegrafía. En 1867, patentó un relé telegráfico mejorado y, más tarde, un conmutador telegráfico, un "anunciador" para hoteles y grandes oficinas comerciales, un repetidor telegráfico y una impresora de líneas telegráficas. También experimentó con formas de transmitir múltiples mensajes separados simultáneamente a través de un solo cable, un tema que también atraía los esfuerzos de Bell. Gray prevaleció, presentando su solicitud de patente de telégrafo armónico en febrero de 1875, dos días antes de la solicitud similar de Bell.

Gray ahora comenzó a investigar formas de transmitir mensajes de voz, y pronto desarrolló un diseño de teléfono que presentaba un transmisor líquido y resistencia variable. En una de las coincidencias más notables en la historia de la invención, Gray presentó un aviso de su intención de patentar su dispositivo el 14 de febrero de 1876, solo dos horas después de que Bell presentara su propia patente de teléfono en la misma oficina. Western Union Telegraph Company compró los derechos del teléfono de Gray y entró en el negocio telefónico; Bell Telephone Company lanzó una amarga demanda a cambio.

Mientras tanto, Gray había sido socio fundador en 1869 de Gray and Barton, una tienda de equipos eléctricos en Cleveland, Ohio. Esto se convirtió en Western Electric Manufacturing of Chicago en 1872, que se convirtió en Western Electric Company, que, irónicamente, se convirtió en el componente individual más grande de Bell Telephone en 1881.

El sistema de transmisión presentado describe lo que sucede durante una llamada local. Varía ligeramente para otros tipos de llamadas, como larga distancia o celular. Las llamadas de larga distancia no siempre se conectan directamente a través de cables. En algunos casos, la señal se convierte Los componentes electrónicos del teléfono son sofisticados y utilizan lo último en tecnología de procesamiento electrónico. La placa de circuito se fabrica de la misma forma que las placas para otros tipos de equipos electrónicos. La placa no conductora preimpresa se pasa a través de una serie de máquinas que colocan los chips, diodos, condensadores y otras partes electrónicas apropiados en los lugares apropiados. Para fijar las partes electrónicas a la placa, se utiliza una máquina de soldadura por ola. a una señal de antena parabólica y se transmite a través de un satélite. Para los teléfonos celulares, la señal se envía a una antena celular. Aquí, se envía a través de ondas de radio al teléfono celular correspondiente.

Materias primas

Se utiliza una variedad de materias primas para fabricar teléfonos. Los materiales van desde vidrio, cerámica, papel, metales, caucho y plásticos. Los componentes principales de la placa de circuito están hechos de silicio. La carcasa exterior del teléfono suele estar hecha de un polímero fuerte y resistente a los impactos. Para modificar las características de este polímero se utilizan diversas cargas y colorantes. Los altavoces requieren materiales magnéticos.

Diseño

Los teléfonos modernos vienen en muchas formas y tamaños, pero todos tienen las mismas características generales. Consisten en un solo auricular que contiene tanto el transmisor como el receptor. El auricular descansa sobre la base cuando el teléfono no está en uso. También tienen un sistema de marcación que es de marcación giratoria o un teclado de tonos. Recientemente, los teléfonos de disco se han eliminado gradualmente en favor del teclado más útil. Para alertar al consumidor de que tiene una llamada entrante, los teléfonos están equipados con timbres. También se produce una amplia variedad de teléfonos especializados. Los teléfonos con altavoz están hechos para permitir al consumidor mantener una conversación telefónica Las partes individuales del teléfono se ensamblan tanto automática como manualmente. El transmisor y el receptor son ensamblados por máquinas. Luego, estas piezas se introducen en la línea de ensamblaje principal y se insertan en el auricular moldeado. Del mismo modo, la electrónica interna, incluida la almohadilla de tonos, se inserta en la carcasa principal y se fija con tornillos. sin sostener el auricular. También hay disponibles teléfonos inalámbricos. Estos modelos no requieren la conexión directa del teléfono a la base. En cambio, la voz del usuario se convierte en ondas de radio y luego se envía a la base del teléfono. Esto, a su vez, se convierte en una señal eléctrica y se envía por las líneas telefónicas. Otro tipo de teléfono común es el teléfono celular. Estos teléfonos utilizan ondas de radio y un sistema de antena para comunicarse entre teléfonos.

El
proceso de fabricación

Dado que hay tantas partes diferentes que se utilizan en la fabricación de un teléfono, los componentes suelen ser producidos por diferentes compañías y luego ensamblados por el fabricante del teléfono. Los componentes principales incluyen la electrónica interna, el teléfono y las diversas piezas de plástico.

Piezas de plástico

• 1 Para producir las piezas de plástico como la base, la carcasa del teléfono y los botones pulsadores, normalmente se realiza el moldeo por inyección. En este proceso, se colocan gránulos de polímero plástico en la tolva de una máquina de moldeo por inyección. Luego pasan a través de un tornillo controlado hidráulicamente y se funden. Mientras gira el tornillo, el plástico derretido se mueve a través de una boquilla y se inyecta en un molde. Justo antes de esta inyección, las dos mitades de un molde se juntan para formar una cavidad que coincide con la forma de la parte del teléfono. Mientras está dentro del molde, el plástico se mantiene bajo presión durante un tiempo determinado y luego se deja enfriar. A medida que se enfría, se endurece y toma la forma de la pieza. Este molde está recubierto de cromo para crear una superficie brillante.
• 2 Después de un rato, se abren las mitades del molde y se expulsa la pieza. A continuación, el molde se vuelve a cerrar y el proceso comienza de nuevo. En este punto del proceso, muchas de las piezas se inspeccionan manualmente para garantizar que no se utilicen piezas significativamente dañadas. Si hay piezas dañadas, se apartan para volver a fundirlas y reformarlas en piezas nuevas.

Electrónica interna

• 3 Los componentes electrónicos del teléfono son sofisticados y utilizan lo último en tecnología de procesamiento electrónico. La placa de circuito se fabrica de la misma forma que las placas para otros tipos de equipos electrónicos. El proceso comienza con una placa hecha de material no conductor que tiene impresa la configuración electrónica utilizando un material conductor. Luego, esta placa se pasa a través de una serie de máquinas que colocan los chips, diodos, condensadores y otras partes electrónicas apropiadas en los lugares apropiados. Para evitar daños causados ​​por el polvo, el proceso se completa en una habitación especialmente limpia. Cuando se completa, se envía al siguiente paso para soldar.
• 4 Para fijar las partes electrónicas a la placa, se utiliza una máquina de soldadura por ola. Antes de introducirlo en la máquina, la tabla se lava para eliminar los contaminantes. Al entrar, la placa se calienta mediante calor infrarrojo. La parte inferior de la placa se pasa sobre una ola de soldadura fundida y, a través de la acción capilar, se llenan todos los puntos necesarios. A medida que se deja enfriar la placa, la soldadura se endurece y las piezas permanecen en su lugar. Esto crea una conexión eléctrica entre los circuitos impresos y los componentes.

Montaje y embalaje

• 5 Las piezas individuales se ensamblan tanto automática como manualmente. El transmisor y el receptor son ensamblados por máquinas. Luego, estas piezas se introducen en la línea de ensamblaje principal y se insertan en el auricular moldeado. Del mismo modo, la electrónica interna, incluida la almohadilla de tonos, se inserta en la carcasa principal y se fija con tornillos. Luego, el auricular se coloca en la base del teléfono y también se puede colocar el acorde del teléfono.
• 6 Una vez ensambladas todas las piezas del teléfono, los teléfonos completos se colocan en el embalaje final. Por lo general, se envuelven en plástico y se colocan en cajas. También se incluye un material de embalaje como poliestireno para proteger el dispositivo de daños durante el envío. Se incluye un manual del propietario u otra documentación y la caja está sellada con cinta adhesiva. Las cajas se apilan en palets, se envían a los distribuidores y finalmente a los clientes.

Control de calidad

Para garantizar la calidad de cada teléfono, se realizan inspecciones visuales y eléctricas durante todo el proceso de producción y se detectan la mayoría de las fallas. Además, cada teléfono completado se prueba para asegurarse de que funcione. A menudo, estas pruebas se realizan en diferentes condiciones ambientales, como calor y humedad excesivos, para simular los extremos que se experimentan en un entorno de la vida real. Las piezas de plástico se someten a pruebas de tortura para garantizar que seguirán funcionando incluso después de cierto nivel de abuso por parte del consumidor. Por ejemplo, los números en un teclado de tonos se colocan debajo de un dedo de goma que toca los botones tantas veces que equivale a cuarenta años de marcación. Dado que muchas de las piezas que componen el teléfono son producidas por subcontratistas, los fabricantes de teléfonos dependen en gran medida de estos proveedores para obtener una buena calidad. Para garantizar una fabricación constante, la mayoría de los fabricantes de teléfonos establecen especificaciones de calidad para las piezas individuales que los proveedores deben cumplir.

El futuro

La tecnología telefónica está mejorando rápidamente. En el futuro, los teléfonos inalámbricos se diseñarán para ser más pequeños y livianos. Tendrán una transmisión más amplia y mejores rangos de recepción. También se mejorará la calidad del sonido. Otras tecnologías que integran el teléfono con computadoras y televisión por cable serán comunes. También se mejorarán los sistemas de marcación. En una demostración reciente, una empresa mostró una tecnología que aceptaba comandos de voz para marcar un número de teléfono.