Dschen Reinecke

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Dschen Reineckes Infrarotport-Bauanleitung


Stand: 24. Jan 2006
Auf dieser Seite beschreibe ich, wie man mit zwei Bauteilen einen IrDA-kompatiblen Infrarotport baut. Dieser dient zur Datenkommunikation zum Beispiel mit Mobiltelefonen, Organizern oder anderen Computern und Peripheriegeräten wie Druckern. Den Anschluß, an den diese Schaltung angeschlossen wird, haben die meisten Mainboards (genaueres dazu auf der Mainboard-Seite). Die benötigten Bauteile, ein TFDS4500 von Vishay Telefunken und ein 15-Ohm-Widerstand können bei mir bestellt werden.
Zu dem TFDS4500 habe ich das Datenblatt und die Referenzimplementation im Acrobat-Reader-Format. Ich nutze die Beispielschaltung, spare mir allerdings die Glättung der Versorgungsspannung. Diese ist nur bei Kombination von wenigen Mainboards mit schlechten PC-Netzteilen nötig oder bei einem sehr lang verlängerten Kabel (dazu mehr auf der Troubleshooting-Seite).

Unten auf dieser Seite habe ich, für die, die nicht Lesen, sondern sofort bauen wollen die möglichen Optionen mit Schaltplan zusammengefaßt. Dort zeige ich auch, wie man noch eine LED als optische Kontrolle einbauen kann. Diese blinkt dann immer, wenn was ausgesendet wird.
IrDA Der TFDS4500 ist ein Infrarot Transceiver, der in der Lage ist entsprechend dem IrDA-1.2-Standard für Serielle-Infrarot-Datenkommunikation (SIR) mit bis zu 115 kbit/s zu kommunizieren. In diesem Bauteil ist sowohl eine Infrarot-Sendediode mit Treiber-Elektronik, als auch ein Infrarot-Empfänger mit etwas Filterbeschaltung untergebracht.
Die hier beschriebene Schaltung kann nur mit bis zu 115 kbit/s Daten übertragen, und versteht auch nicht direkt Signale von Infrarot-Fernbedienungen, wie sie zum Beispiel zur Steuerung von WinAmp oder verschiedenen TV-Karten gebraucht werden. In der FAQ (Punkt 1) habe ich Links zu verschiedenen Programmen, die es ermöglichen den Infrarotport als Fernbedienung oder Fernbedienungsempfänger zu nutzen.
Es gibt einen "großen Bruder", den TFDS6500, der kann zwar die im IrDA-1.2-Standard festgelegten Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 4 Mbit/s (FIR), nur das können so gut wie keine Mainboards (siehe meine Mainboard-Seite). Aus diesem Grund geht es hier nur um den TFDS4500.
Diese Schaltung funktioniert nicht an einem Seriellen-Port (RS232) eines PCs, denn sie erwartet die Datenpakete dem IrDA-Standard entsprechend mit gekürzten Pulslängen und gibt auch ankommende Impulse nur mit kurzen Pulsen raus. Außerdem sind die Spannungen von der Seriellen-Schnittstelle und des Infrarotports unterschiedlich.
  Die Pinbelegung des TFDS 4500, bei Ansicht von oben:
Pin Funktion
2 Rxd
3 Vcc
4 GND
5 S.c. (Sensitivity control) *
7 Txd
8 IRED Anode
* Der Sensitivity-control-Pin ermöglicht es die Eingangsempfindlichkeit des Bauteils zu erhöhen, was allerdings eine größere Störanfälligkeit bewirkt. Um das zu vermeiden sollte dieser Pin auf Masse (GND) gelegt werden (außer ich empfehle in bestimmten Fällen auf der Troubleshooting-Seite explizit was anders).

Achtung: Bauteile was den Serien TFDU und TFDT sind zwar kompatibel, haben aber eine andere Pinbelegung!

Auf so gut wie allen Mainboards gibt es den benötigten Infrarot-Anschluß. Leider geben die Hersteller der Mainboards nicht immer klar an, wie die Pinbelegung dieses Anschlusses ist, so daß ich zu vielen bekannten Boards auf meiner Mainboard-Seite dazu Hinweise gebe.

Allen Mainboards gemein ist, daß sie 4 für uns interessante Pins haben, diese sind:
 
Vcc die Versorgungsspannung (5 Volt)
GND Masse
Ir-Txd der Infrarot-Ausgang
Ir-Rxd der Infrarot-Eingang
Weiter ist oft noch mindestens ein Pin da, dieser wird hier nicht benötigt.
Dieser nicht benötigte Pin ist oft nur NC, also nicht belegt, oder er hat irgendeine Funktion, die kein Mensch versteht, außer dem Boardhersteller natürlich. Ich vermute, daß die wenigstens teilweise eine Funktion für eine schnellere Datenkommunikation haben sollen, der Name FIR-Txd oder FIR-Rxd legt es nahe. Wenn da noch mehr Pins sind, sind diese oft auch ein zweites Mal Vcc und GND.

Auf so gut wie alle Mainboards paßt einer der beiden Steckertypen, bei dem die Anschlüsse in folgender Reihenfolge angeordnet sind:
  Standard-Belegung:
Pin1=Vcc, Pin3=Ir-Rxd, Pin4=GND, Pin5=Ir-Txd
1 Reihe à 5 Pins (1x5 Pins), einer fehlt oder ist ohne Funktion (Dummy).
Oder
  'Intel-Front-Panel-I/O' (bei mir gegen Aufpreis bei mir erhältlich):
Pin3=Vcc, Pin4=GND, Pin5=Ir-Txd, Pin6=Ir-Rxd
2 Reihen à 3 Pins (2x3 Pins), einer fehlt und einer ist ohne Funktion (Dummy).

Die Schaltung ist sehr einfach, denn es müssen nur die Pins des TFDS4500 passend mit denen des Mainboards verbunden werden.
 
Also:
Pin 2 (Rxd) mit Ir-Rxd des Mainboards
Pin 3 (Vcc) mit Vcc des Mainboards
Pin 4 (GND) mit GND des Mainboards
Pin 5 (S.c.) ebenfalls mit GND des Mainboards
Pin 7 (Tdx) mit Ir-Txd des Mainboards
Pin 8 (IRED Anode) mit der einen Seite des 15 Ohm Widerstands, die andere Seite des Widerstands wird ebenfalls mit Vcc des Mainboards verbunden.
Die Bezeichnungen sind die im Datenblatt verwendeten.
Hinweis: Mein Prototyp auf dem Foto (links) ist schon älter, so daß dort der Pin 5 (S.c.) nicht angeschlossen ist. Das klappt bei mir auch so, allerdings ist es besser, wenn man diesen auf den definierten Pegel von GND legt. Auch sind sie Farben der Kabel anders, als die der Stecker, die Du jetzt bei mir bestellen kannst.

An dieser Stelle möchte ich darauf hinweisen, daß diese Schaltung jetzt schon sehr oft nachgebaut wurde und ich von keinem Schaden bisher gehört habe, wenn aber doch was abraucht übernehme ich keine Verantwortung dafür.

Die sicherste Quelle für die Pinbelegung des Infrarot-Anschlusses auf dem Mainboard ist der Hersteller (Links zu vielen Herstellern auf meiner Link-Seite), beziehungsweise dessen Dokumentation, dem Mainboard-Handbuch. Erst in zweiter Linie sollte man den Informationen auf meinen Mainboard-Seiten folgen, obwohl ich mich um korrekte Angaben bemühe. Eine Ausnahme sind Angaben auf meinen Mainboard-Seiten, die explizit auf die Fehler in der Mainboard-Dokumentation hinweisen. Für den Fall, daß ein Mainboard nicht aufgeführt ist, hilft es oft auch weiter, zu gucken, wie andere Mainboards des Herstellers belegt sind. Sicher ist dann, wer wenigstens noch mal Vcc und GND mit einem Voltmeter nachmißt. Aber auch hier gilt mein oben genannter Haftungsausschluß.

Die Mainboard-Seite lebt von Mails, die ich (Kontakt-Seite) von Euch kriege, in denen Ihr mir berichtet, wie die Pinbelegung bei Eurem Mainboard ist, wie das Bios eingestellt werden muß und ob es sofort klappt.
Ich danke allen, die mich beim Aufbau dieser Seite mit Hinweisen unterstützt haben.

Bevor der fertige Infrarotport an den Computer angeschlossen werden kann, muß im Bios noch die Infrarot-Unterstützung aktiviert werden. Dazu wird im allgemeinen (bis auf wenige Ausnahmen) der zweite Seriellen-Port abgeschaltet, denn der für sie serielle Kommunikation auf Com2 zuständige Chip wird nun die Infrarot-Kommunikation übernehmen. Dazu gibt es extrem unterschiedliche Punkte in den verschiedenen Biosen. Gemein ist allen nur, daß sich die Punkte in der Nähe der Konfiguration der Seriellen-Ports befinden. Gängige Bezeichnungen sind zum Beispiel: Com2 --> IrDA, Onboard IR --> Enable, UART Mode --> IrDA oder IrDA Used Port --> Com2. Oft müssen dazu dann noch weitere Einstellungen vorgenommen werden, etwa der Modus (am besten IrDA oder SIR und erst als zweite Wahl HPSIR und andere Modi) oder High- und Low-Pegel (erst mit Hi,Lo testen, siehe aber auch meine Troubleshooting-Seite). Zu vielen Mainboards habe ich auch hier wieder Infos auf meiner Mainboard-Seite. Auch zu der Falle, die einige Hersteller ihren Kunden stellen, Mainboards mit Infrarot-Anschluß, die aber keine Möglichkeit im Bios haben diesen zu aktivieren, finden sich dort Tips. Da hilft es oft auch gezielt beim Support des Herstellers nach einem infrarotfähigen Bios zu fragen. Oft haben die Hersteller mehr Bios-Versionen auf Lager, als sie im Web anbieten.
Wie gesagt, über gemailte Ergänzungen freue ich mich sehr.
Windows wird nun, unabhängig davon, ob der Infrarotport tatsächlich angeschlossen ist, ein Infrarot-Übertragungsgerät erkennen und installieren. Da Windows sich bei dem Erkennen des neuen Infrarot-Übertragungsgeräts auf die Information des Bios stützt, welches diese auf Grund der vorgenommenen Einstellung rausgibt. Die benötigten Treiber hat Windows mit dabei. Dazu habe ich weitere Infos auf den Treiber-Seiten. Auch zu der Installation sind Tips willkommen, schreibt mir Mails dazu (Kontakt-Seite).
Wenn der Infrarotport nun an den Computer angeschlossen ist, darf weder der TFDS4500 noch der Widerstand heiß werden oder sichtbar leuchten. Wenn doch, bitte sofort den Infrarotport vom Computer trennen. Wenn nur der TFDS4500 heiß wird, dann ist dieser vermutlich falsch angeschlossen. Wenn Sowohl TFDS4500 als auch der Widerstand heiß werden oder der TFDS4500 sichtbar leuchtet und heiß wird, kann der Infrarotport sowohl falsch angeschlossen sein, oder auch die Bios-Einstellungen Schuld sein: Es kann nämlich sein, daß das Bios ständig den TFDS4500 zum Senden veranlaßt, was diesen und den Widerstand überhitzt. Da kannst Du es am besten mal mit dem Bios-Punkt Lo,Hi oder HI,Lo versuchen und diesen verändern. Bei ein paar wenigen Mainboards ist dieses Dauersenden beim Booten des Rechners normal, es muß aber nach wenigen Sekunden, aufhören.
Weitere Probleme werden auf der Troubleshooting-Seite besprochen. Zum Beispiel, wie es zu lösen ist, wenn Windows ständig störende Infrarot-Geräte meldet, oder einfach keine Verbindung zu einem anderen Infrarot-Gerät aufgebaut werden kann.
Es freut mich, wenn Du diesen Infrarotport nachbauen willst. Wie Du in der Beschreibung siehst ist es recht einfach zu bewerkstelligen.
Da der TFDS4500 nicht mehr hergestellt wird und somit nur schwer zu bekommen ist, biete ich den Service, die Teile bei mir zu bestellen. Die Preise halte ich für fair, so sind die beiden benötigten Bauteile inklusive Porto und MwSt. für EUR 7,- zu haben.
Ungefähr zweimal pro Woche bearbeite ich die eingegangenen Bestellungen, so daß es maximal vier bis fünf Tage dauern sollte, bis die Bauteile bei Dir sind. Genaueres zu den Preisen, den Liefer- und Zahlungsbedingungen und der Art der Bestellung auf meiner Bestell-Seite.
Wie ein aufgebauter Infrarotport aussehen kann kannst Du Dir auf meiner Galerie-Seite ansehen.
Ich kann auch fertige Infrarotports anbieten. Diese bestehen aus einer Platine (Größe: 35mm x 31mm) mit dem TFDS4500, der Spannungs-Glättung, dem Puffer-Elko, der Sende-Kontroll-LED, so wie einem Stecker mit 70 cm Kabel. Dieser ist so belegt, daß er an so gut wie alle Mainboards paßt: Vcc, frei, Ir-Rxd, GND, Ir-Txd. Ob dies mit Deinem Board klappt kannst Du auf meiner Mainboard-Seite sehen. Der fertige Infrarotport läßt sich bei mir für EUR 15,- plus EUR 2,- Porto bestellen. Andere Pinbelegungen sind gegen Aufpreis möglich. Die Lieferzeit beträgt maximal vier bis fünf Tage.
Es gelten die AGBs.
Die Platinen sind auch einzeln erhältlich. Auf der Bestell-Seite gibt es sie für EUR 2,80 und zum selber-Ätzen gibt es das Layout zum Runterladen auf der Platinen-Bauanleitungs-Seite, die auch die bebilderte Bauanleitung bietet.
Mit dieser Bauanleitung werden die bei mir bestellbaren Teile zu einem Bausatz.
Auf meiner Link-Seite habe ich zum Thema Infrarot viele deutschsprachige und ein paar englischsprachige Links zusammengetragen, weiter finden sich Links zu vielen Mainboard-Herstellern, zu allen guten deutschen Mobilfunkseiten, sortiert nach Herstellern und zu einigen wenigen Seiten mit anderem, ausgesuchtem Nutzen.
Wenn Du da noch einen Link vermißt, zum Beispiel auf Deine Seite, dann mail mir. Bitte beachte dazu auch die Hinweise auf der Banner-Seite, wo auch genauer steht, wie ich mir einen Link auf meine Seite wünsche.
  Hier noch der Schaltplan mit allen Ausbaustufen: Der Puffer-Elko (grün), das Glättungs-Set (rot) und die Sende-Kontroll-LED (blau).
Der Infrarotport besteht mindestens aus dem TFDS4500 und dem Widerstand R1 mit 15 Ohm (und 1/4W). Die Beschaltung ist auf dem Schaltplan zu erkennen. Die Pinbelegung des TFDS4500 ist auf dem Pinning ersichtlich.

Die beiden Bauteile sind als Grundset bei mir für EUR 5,- zu bestellen.
Der zum Anschluß an das Mainboard benötigte Stecker mit 70cm Kabel kann bei mir für EUR 2,- bestellt werden.

Die Anschlüsse auf den Mainboards sind meist in folgender Reihenfolge belegt:
Vcc, NC, Ir-Rxd, GND, Ir-Txd
Andere Belegungen auf Anfrage gegen Aufpreis (z.B. 1,- EUR Aufpreis für einen 'Intel-Front-Panel-I/O'-Stecker)
Genaueres hierzu biete ich auf meiner Mainboard-Seite.
Der grüne Elko C3 mit 22µF (und mindestens 10V) ist der optionale Puffer-Elko. Dieser dient zur Pufferung einer nicht gut belastbaren Versorgungsspannung, wie sie bei einigen Mainboards und Netzteilen vorkommt. Es ist sinnvoll ihn einzubauen, wenn man das Kabel verlängert oder wenn es Probleme gibt (siehe Troubleshooting-Seite). Dieses Bauteil sollte immer möglichst nah am TFDS4500 angelötet werden. Du kannst ihn bei mir für EUR -,20 bestellen.

Dieses Bauteil hat eine Polung, die unbedingt einzuhalten ist. In der Regel ist der Minus-Pol entsprechend markiert.
Die rot markierten Bauteile, C1, ein Tantal-Elko mit 4,7µF (und mindestens 10V), C2, ein Kerko mit 100nF und R2 mit 47 Ohm (und 1/4W), sind das Glättungsset. Dieses ist optional nötig um eine "unsaubere" Versorgungsspannung zu glätten. Es ist sinnvoll es einzubauen, wenn man das Kabel verlängert oder wenn es Probleme gibt (siehe Troubleshooting-Seite). Auch diese Bauteile sollten möglichst nah am TFDS4500 angelötet werden. Du kannst es bei mir für EUR -,80 bestellen.

Der Tantal-Elko C1 hat eine Polung, die unbedingt einzuhalten ist. In der Regel ist der Plus-Pol mit einem winzigen Plus-Symbol markiert.
Wenn Du dieses Set wegläßt, dann mußt Du den Vcc-Pin des TFDS4500 direkt an Vcc anschließen.

Die blau markierten Bauteile R3 mit 1 kOhm (und 1/4W) und die Low-Current-LED sind das Sendekontrollset. Dieses erfüllt den vielfach geäußerten Wunsch irgendwas an dem Infrarotport zu haben was sichtbar blinkt. :-)
Außerdem kann es zur Fehleranalyse dienen (siehe Troubleshooting-Seite). Es ist für EUR -,20 bei mir bestellbar.
Früher hatte ich hier eine normale LED und einen 47 Ohm Vorwiderstand. Damit klappt es auch. Allerdings ist mit der aktuellen Schaltung der Stromverbrauch gesenkt, was den Infrarotport betriebssicherer macht.

Die LED hat ebenfalls eine Polung: Der Minus-Pol (Kathode) ist im Gehäuse deutlich größer, außerdem hat er meist eine kleine Abflachung am Gehäuse und der Anschluß-Draht ist kürzer.
(Abbildungen ähnlich)