Centrais
Automáticas Passo a Passo
Pouco tempo após a invenção do telefone e das centrais de
comutação, surgiu a idéia de automatizar as
ligações entre as várias linhas existentes. Ou seja, a
pessoa que desejasse telefonar, acionava mecanismos que enviavam sinais
elétricos à central automática, ligando seu aparelho ao
telefone da pessoa com quem desejava falar sem a ajuda das telefonistas .
Em 1879, os irmãos Thomas e Daniel Connelly, juntamente com Thomas J.
McTighe, patentearam o primeiro sistema em que um usuário podia
controlar um mecanismo de comutação à distância.
Esquema do sistema de comutação automática de Connely e
McTighe, mostrando acima o dispositivo principal localizado na central
telefônica, e abaixo o sistema que deveria existir em cada telefone
Como funciona...
O aparelho, bastante primitivo, baseava-se nos telégrafos ABC de
Wheatstone (físico inglês) e nunca chegou a ser usado. A parte
principal do sistema era uma roda dentada, semelhante às usadas em
relógios, que movida por um
eletroímã, percorria o espaço de um
“dente” por vez.
Quando o eletroímã recebia um
pulso elétrico, atraía uma barra metálica que
fazia a roda dentada girar um “espaço”, movendo um
braço de metal que, transmitia os pulsos elétricos sucessivamente
e estabelecia contato com as demais linhas.
|
Em 1884, Ezra Gilliland, da companhia Bell, desenvolveu um sistema de
comutação automática mais simples, porém semelhante
ao dos irmãos Connely e McTighe que podia trabalhar com até 15
linhas. Nesse sistema, que também não chegou a ser usado na
prática, havia um contato metálico que pulava de uma
posição para outra, quando o usuário apertava um
botão, determinando o tipo de conexão que era estabelecida.
No entanto, um avanço realmente importante e surpreendente, ocorreu em
1889, quando um agente funerário Almon B. Strowger, da cidade de Kansas,
desenvolveu um sistema de comutação automático que
realmente funcionava.
O Sistema Automático Strowger
Almond Strowger
Conta a história que Strowger desconfiava que as telefonistas desviavam,
propositalmente, as ligações destinadas a ele para um outro
agente funerário, seu concorrente. Por isso, resolveu inventar um
sistema que dispensasse o intermédio delas.
Após vários estudos e tentativas, Strowger construiu, com a ajuda
de um relojoeiro, um sistema que atenderia 100 linhas telefônicas, que
foi patenteado em 1891. A invenção deu tão certo que, no
mesmo ano, Strowger fundou a
Automatic Electric Company para comercializá-la.
A primeira central telefônica automática a usar o sistema de
Strowger, foi aberta em 1892 em La Porte, em Indiana, EUA. Na década que
seguiu, foram instaladas mais de 70 centrais destas nos Estados Unidos.
O que Strowger fez foi aperfeiçoar os aparelhos anteriores, com uma
diferença bastante importante: o sistema se movia dentro de um cilindro
podendo girar, tanto em torno de seu eixo, como também para cima e para
baixo.
Como funciona...
O cilindro tinha, em sua parte interna, 10 fileiras com 10 contatos
metálicos cada uma, totalizando 100 contatos. A “vassoura”
ou “escova” metálica central podia então se deslocar
facilmente e escolher um dos 100 contatos que representavam, cada um deles, uma
linha telefônica.
 |
|
 |
|
O sistema Strowger de comutação
automática: esquema (esquerda)
e fotografia de um dispositivo de 1902 (direita)
|
|
O dispositivo existente na própria central telefônica, que faz as
conexões entre as linhas.
|
|
O dispositivo colocado nos aparelhos dos usuários que enviam os sinais
à central, informando o número do telefone com o qual se quer
fazer conexão.
|
Representação esquemática de um dispositivo de comutação
com 100 linhas, cada uma delas ligada a um telefone. O dispositivo
precisa conectar os fios do telefone que está chamando (à esquerda)
com qualquer uma das conexões dos outros aparelhos
Inicialmente, o funcionamento era bem diferente: o usuário tinha dois
botões na caixa do telefone que deviam ser pressionados um certo
número de vezes para chamar o número desejado. Por exemplo, para
se conectar ao telefone número 34, era preciso apertar o primeiro
botão 3 vezes e o segundo botão 4 vezes. Ao apertar cada um dos
botões, um pequeno pulso elétrico era enviado à central
telefônica, fazendo a roda “dentada” se mover um passo e
acionar o aparelho de telefone desejado.
|
Como funciona...
Quando uma pessoa queria telefonar para outra, ela tirava o telefone do gancho,
conectando-se assim à central telefônica, e depois apertava os
botões do seu aparelho.
Na central, o dispositivo ligado ao aparelho que fazia a chamada se movia na
direção vertical e, depois na rotatória, girando dente por
dente até fazer a conexão com o número desejado.
Em seguida, a pessoa que chamava girava a manivela do magneto, acionando a
campainha do outro aparelho.
Durante toda a conversa, o dispositivo Strowger se mantinha na mesma
posição, ligando as duas linhas na central telefônica. Ao
final, era preciso apertar um botão que fazia o dispositivo voltar a sua
posição original. Se a pessoa não apertasse esse
botão, as linhas continuavam conectadas.
|
O dispositivo original de Strowger era capaz de conectar apenas uma das 100
linhas telefônicas. Seria possível construir cilindros com maior
número de contatos, o que era, obviamente, mais complexo do ponto de
vista técnico.
Além dessa limitação, havia alguns outros problemas: para
cada aparelho de telefone ligado à central, era preciso conectar grande
quantidade de fios. Além dos que transmitiam a voz e dos que enviavam os
sinais elétricos, eram necessários vários outros fios para
mover o dispositivo automático, o que encarecia bastante o sistema
devido ao custo da fiação na época.
Cada aparelho de telefone conectado à
rede precisava de seu próprio dispositivo na central, que
também eram caros e ficavam durante a maior parte do tempo parados,
devido ao pouco uso que se fazia do telefone na época.
Um outro problema era que não havia um mecanismo que impedisse uma
pessoa de conectar-se a um telefone que estivesse sendo usado. Com isso, ela
podia ouvir e se intrometer na conversa, o que não acontecia nas
centrais com telefonistas, que sempre verificavam se a linha estava ocupada.
Por fim, o problema estava na cabeça das pessoas que, ao terminar a
conversa, deveriam lembrar-se de apertar um botão, fazendo com que o
dispositivo Strowger, voltasse à posição inicial;
porém, isso nunca acontecia.
Como funciona a comutação automática
O aspecto essencial das centrais telefônicas automáticas é
a possibilidade de manipular interruptores elétricos à
distância para conectar duas linhas telefônicas. Os dois
dispositivos básicos das centrais telefônicas que precisam ser
compreendidos são os seletores, com motores de passo, e os relês.
Outra coisa importante é entender como funcionava o antigo
sistema de discagem.
Seletores com motores de passo
Em algumas das antigas centrais telefônicas automáticas ou
eletromecânicas, a conexão entre uma linha e outra era feita por
meio de interruptores que giravam, movendo pequenas peças de metal e
mudavam de posição, fazendo com que estas peças
encostassem em diferentes terminais, transmitindo os pulsos elétricos e
conectando às diferentes linhas existentes.
É fácil compreender a estrutura de um interruptor
giratório de várias posições, observando seus
contatos elétricos. Difícil é entender a forma de controle
da rotação desse dispositivo, que era feito por meio do chamado
‘motor de passo’, mecanismo acionado pelos sinais elétricos
enviados por cada telefone para a central.
Para entender o papel de cada um destes dispositivos, vamos pegar como exemplo
os também antigos relógios de pêndulo. Não é
novidade pra ninguém que para um relógio funcionar bem seus
ponteiros devem se mover na velocidade certa. Nos relógios antigos,
fazê-los girar corretamente era função do pêndulo
que, a cada oscilação, dava um pequeno empurrão na roda
dentada. Esta roda, bastante parecida com uma coroa, era o dispositivo que
controlava os ponteiros e que só poderia girar um dente a cada ida e a
cada volta do pêndulo.
Agora, imagine um sistema parecido com esse, só que se no lugar de um
pêndulo houvesse uma pequena barra de ferro parada próxima a um
eletroímã. Quando uma
corrente elétrica passava pelo eletroímã, ele
atraia a barra de ferro que só volta a sua posição inicial
com o fim dessa corrente. A cada movimento da barra de ferro, a roda dentada
girava um dente. Se ligássemos e desligássemos esta corrente
algumas vezes, a barra de ferro faria a roda dentada girar o mesmo
número de dentes. Isto tornava possível que cada pessoa, por meio
dos botões, emitisse sinais elétricos que faziam a roda chegar
à posição desejada. Ou seja, apertando um botão 3
vezes, por exemplo, a roda dentada percorria 3 espaços.
O movimento da roda dentada era controlado à distância, por meio
da eletricidade, bastando que houvesse uma pilha ligada a um interruptor capaz
de fazer a conexão com cada um dos terminais.
Relês
Outro tipo de dispositivo importante é o
relê, um tipo de interruptor que liga ou desliga a conexão
entre dois aparelhos quando a eletricidade passa por um
eletroímã, movimentando duas placas metálicas
que se encostam e se separam. Existem vários tipos de relês.
Em alguns deles, a placa de ferro que é atraída, encosta em um
contato e permite a passagem da eletricidade, que é interrompida quando
o eletroímã é desligado.
Em outros, há dois eletroímãs que, puxando a placa de
ferro para um lado ou para o outro, permitem a passagem da
corrente elétrica e estabelecem o contato. Ao enviar um
segundo pulso de eletricidade para o relê, um eletroímã
atua sobre o segundo, movendo a placa de ferro na direção
contrária e, assim, interrompendo o contato.
Há também relês com dois contatos. Quando a placa de ferro
é atraída para um lado, ela estabelece uma ligação
elétrica com um deles. Quando é atraída para o outro lado,
faz contato com o outro .
Um sistema de relês recebe sinais elétricos e estabelece uma
ligação telefônica. Podem estar em duas
posições: “ligados” ou “desligados”.
Quando um relê desse tipo está desligado, não deixa passar
eletricidade, mas, se receber um pulso elétrico, ele liga e permanece
ligado como o interruptor de parede que apertamos e fica ligado.
Esquema mostrando quatro relês conectados. O relê azul
está ligado, e deixa passar eletricidade de um lado para o outro.
Os vermelhos estão desligados
Se um relê estiver ligado e receber um
pulso, ele o transmite para o relê seguinte que fica ligado
e, logo em seguida, se desliga.
Esquema mostrando o efeito de um pulso elétrico
no sistema de relês. O relê que estava ligado (acima, azul)
passa o pulso para o relê seguinte, que se liga; e o que
estava ligado se desliga
Agora, imagine uma seqüência de vários relês desse
tipo, em que o primeiro está inicialmente ligado e, todos os outros,
desligados. Se esse sistema receber vários pulsos elétricos, cada
relê irá desligar e transmitir o pulso recebido para ligar o
seguinte. Ou seja, com o primeiro pulso, o primeiro relê se desliga,
ligando o segundo. Com o próximo pulso, o segundo relê se desliga,
acionando o terceiro, e assim por diante. Uma seqüência de pulsos
elétricos vai “escolher” qual dos relês ficará
ligado conduzindo a corrente elétrica.
Se cada um deles controlar uma ligação elétrica diferente,
será possível, enviando sinais elétricos de um ponto
distante, escolher qual das ligações será feita.
Bibliografia:
- MARTINS, Roberto - A Fundamentação da Telefonia através da História - Parte 1:
Da Invenção ao Início do Século XX (pesquisa realizada para a
Fundação Telefônica, em 2002)
Voltar
|
