3º Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas
Receptor/Emisor de infrarojos
Autor: Víctor Estévez Gómez
Fecha: 21 de mayo de 2004
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Objetivos
Este trabajo consiste en la realización de un receptor/emisor de infrarojos (IR) para un pc de sobremesa normal. Con este receptor/emisor de infrarojos, se puede conectar cualquier periférico que soporte esta tecnología al pc que lo tiene instalado, desde móviles hasta otros pcs, portátiles, pda, buscapersonas, etc.
La principal ventaja de este sistema es que es inalámbrico, por lo que no hay que andar pendientes de cables, y si se conectase un móvil al pc, un mismo dispositivo de infrarojos valdría para todos los móviles con esta capacidad, ya que cumplen unos estándares que son iguales para todos los dispositivos.
Hay que aclarar que este dispositivo no es compatible con los mandos a distancia de televisiones, videos, minicadenas... , ya que para estos haría falta otro receptor muy dificil de encontrar, pero se puede realizar también un receptor para estos dispositivos y así controlar nuestro pc con un mando a distancia.
Teoría básica
Para realizar un receptor de infrarojos no hace falta tener unos conocimientos muy amplios, pero hay datos que nos pueden ayudar bastante.
Los estándares que cumplirá nuestro receptor/emisor son los establecidos por el IrDa (En inglés Infrared Data Association, www.irda.org), fundada en 1993, con el objetivo de estandarizar las comunicaciones por infrarojos, y fijando unas bases para esta comunicación, como son una distancia de emisión a 1 a 2 metros, y unos 30º de dispersión. Las velocidades disponibles hoy en dia son las siguientes:
· SIR (Serial IR – 115,2kbps)
· MIR (velocidad media – 1,152Mbps)
· FIR (alta velocidad – 4Mbps)
· VFIR (muy alta velocidad - 16Mbps)
Nuestro receptor usará SIR, por ser compatible con casi todas las placas base desde el pentium hasta las actuales. La forma de comunicación es mediante pulsos de luz infraroja, en vez de pulsos electricos, y, además, los dispositivos que se conecten mediante infrarojos tienen que usar la misma velocidad y protocolo establecidos por el IrDA.
En la web oficial del IrDA estan especificadas todas las características de las transmisiones infrarojas.
Respecto a la parte de la placa base del ordenador, el receptor de infrarojos se conecta directamente a unos pines de la placa, y no a ningún puerto externo. Por ello hay que cambiar unos parámetros en la placa base, para que así el puerto Com2 funcione como receptor de infrarojos en vez de forma normal.
En el modo IR, los datos transmitidos desde el puerto serie son dirigidos a un circuito de conformación de pulsos en vez de al usual conector serie sub-D de 9 pines. Este circuito reduce el ancho de los pulsos a 3/16 de su longitud original para reducir la potencia disipada en el LED IR y los componentes asociados.
En la entrada del receptor/emisor de infrarojos ocurre lo contrario. Los pulsos del receptor IR son expandidos a su ancho original y guiados al circuito receptor del puerto serie.
Configuración de partida
La configuración inicial del sistema antes de conectar el receptor IR son las siguientes:
· Hardware: Placa base Asus a7n8x-v con la bios 1.007 y parámetros por defecto. Ningún puerto Com en uso. Microprocesador AMD Athlon XP 2400+. Disco duro Seagate de 120Gb. Modelo ST3120022A
· Software: Windows 2000 Service Pack 4, versión 2195, con todos los drivers necesarios instalados y en pleno funcionamiento.
· Móvil: Sony-Ericsson T310
Desarrollo
Construcción del receptor/emisor:
Esta es la parte más laboriosa del proyecto, ya que requiere soldar componentes electrónicos, y hay que tener bastante paciencia para que todo quede bien montado y sin cortocircuitos.
Los materiales necesarios son:
· Receptor/emisor de infrarojos Vishay Telefunken TFDS4500
· Resistencia de 47 ohm y de 13 ohm
· Condensador de 4,7 μF 16V (tantalo) y de 0,1 μF (cerámico)
· Caja de plástico para guardar el circuito
· 2 metros aproximádamente de cable formado por un mínimo de 4 cables en su interior (Vale un cable paralelo normal)
· 40 cm aproximádamente de cable formado por un mínimo de 4 cables en su interior (Vale un cable paralelo normal)
· Conector de 5 pines para la placa base
· Conector serie, tanto macho como hembra
Estos componentes se pueden encontrar en cualquier tienda de electrónica, aunque para el cable de 2 metros y el de 40 cm, se puede utilizar un cable normal para conectar una impresora al puerto paralelo o un cable de un monitor de pc, y además se pueden aprobechar los conectores.
El coste total de todos los componentes es de unos 10€, donde el receptor/emisor es el componente más caro, costando aproximádamente unos 5€.
El circuito a montar seria el siguiente:
Y el TFDS4500 tendria estos pines y seria así:
El circuito se puede construir utilizando un circuito impreso, cuyo fotolito seria el siguiente, y las medidas reales serian 3cm x 1,9cm. Este receptor se construyó sin utilizar un circuito impreso, ya que hace falta bastante más trabajo para contruirlo, y para una pieza tan pequeña no merece la pena.
Una vez que se tienen todos los componentes necesarios, se procede a soldarlos tal y como indica el esquema del circuito, y según los pines del TFDS4500. Es muy importante que los condensadores esten colocados correctamente, tal y como indican los signos + del esquema. Los pines 1, 5 y 6 no se usan, ya que no tienen ninguna función, y el 5, que es el control de sensibilidad, no lo vamos a utilizar, ya que la sensibilidad por defecto (baja) es la más recomendada. Estos pines se pueden cortar para que no molesten.
El circuito se construiría con un estañador y un poco de estaño, soldando poco a poco los componentes entre si, resultando una especie de telaraña.
En los puntos de +5, TXD, RXD y GND se soldaria el cable de 2 metros, cada uno en un cable de los 4 que tiene, y sin coincidir los colores. Es recomendable usar el rojo o amarillo en el punto de +5v, y el negro en GND. Este cable servirá para colocar nuestro receptor/emisor encima de la mesa, o en algún lugar apartado del pc. La distancia máxima de este cable iría marcada por la pérdida de señal del dispositivo IR, pero 3 metros debería ser una distancia suficiente para no afectar a la pérdida de señal.
El circuito aquí mostrado tiene varios cables del mismo color porque no se conectó directamente al cable de 2 metros. Cuando se conecta a ese cable, ya se utilizan colores distintos.
Una vez terminado este punto, que puede llevarnos 30 minutos fácilmente, llegamos a la construcción del enchufe en el pc.
Para esto, lo primero que tenemos que hacer es mirar el manual de nuestra placa base, para saber como estan colocados los pines.
Como podemos ver, en la placa base el receptor/emisor de infrarojos necesita 5 pines, aunque 1 esté sin utilizar. El orden sería: +5v, vacío, IRRX, GND, IRTX. Los pines de IRRX se corresponde con el RXD del receptor/emisor, y el IRTX con el TXD.
Conector ya soldado
Ahora con el cable de 40 cm, asignamos un pin a cada color, intentando hacer que coincidan con los usados en el emisor/receptor. De esta forma tenemos un cable de 40 cm que usaremos dentro de la torre del pc, y otro cable de 2 metros que será externo. Así podremos desenchufar el receptor/emisor sin tener que abrir la caja.
Por último soldaremos al cable de 40 cm el conector serie macho, y al cable de 2 metros el hembra, haciendo que coincidan los colores al conectar las 2 partes del conector. La parte que corresponde al cable de 40 cm se tendria que enganchar a alguna parte de la torre, para que asi no se moviera.
Los 2 conectores enchufados
Y la otra parte, la de los pines, iria en la placa base, según nos indique el manual:
Conectado a la placa base
Cable de 40 cm final
Ahora habría que probar que funciona el receptor, antes de encapsularlo, pero para no cortar el proceso de instalación, se procedera a guardar nuestro circuito en una caja de plástico.
Para guardarlo, podemos utilizar una cajita de las que venden en tienda de electrónica, con un tamaño de 7cm x 4 cm x 2 cm. Se puede utilizar una más pequeña, o hacerse uno mismo su propia caja para el circuito, siempre y cuando no sea conductor de electricidad.
En la caja, hay que hacer un agujero por un lado para meter el cable de 2 metros, y por otro lado un pequeño agujero para que el receptor/emisor pueda transmitir y recibir, ya que los infrarojos no traspasan el plástico. El circuito se puede agarrar a la caja con un poco de cinta adhesiva, así como el cable entrante.
El resultado sería algo parecido a ésto:
Receptor encapsulado
Con esto ya terminamos de construir el receptor. Ahora hay que configurar e instalar los drivers.
Receptor terminado
Configuración e instalación de drivers
La configuración de nuestro pc para que acepte el receptor es bastante sencilla. Lo primero es mirar en la bios donde se puede configurar el puerto Com2 para que funcione como IR en vez de forma normal. Esto lo indica el manual de la placa base, por lo que podemos ir directamente. En la placa usada para esta guía, la Asus a7n8x-x, las opciones se encuentran en Integrated Peripherals -> UART2 use as -> IR
Selección de función IR
Escogemos la opción
Salvamos la configuración y salimos de la bios. Ahora arrancamos Windows. En Windows 2000 y Windows XP tendria que reconocer automáticamente el nuevo hardware instalado. En Windows 98 también tendria que ocurrir así. En caso contrario, solo habria que añadirlo manualmente como dispositivo de infrarojos, y ya estaría listo para usar.
Windows reconoce el receptor/emisor
Funcionamiento
Ahora que ya tenemos instalado el receptor/emisor de infrarojos, sólo nos falta empezar a utilizarlo. Para ello primero enviaremos una imagen desde el PC al móvil, y después haremos lo contrario.
Envio al móvil: Primero activamos el dispositivo de infrarojos en el aparato que vayamos a conectar a nuestro pc. En este caso se trata de un móvil:
Ahora, con el infrarojos activado en el móvil, lo acercamos al dispositivo de infrarojos, y en unos instantes Windows lo detecta:
Si queremos enviar un archivo mediante el dispositivo de infrarojos, sólo tenemos que seleccionarlo, y con el botón derecho del ratón marcar Enviar a -> Receptor de imfrarojos. Vemos que Windows tiene faltas de ortografía y el móvil nos avisa de que hay un elemento para recibir, por lo que nos pregunta si lo aceptamos.
Enviamos el dibujo
Y el móvil nos avisa de que llega
Vemos como envía la imagen:
Y que el móvil recibe la imagen correctamente:
Tenemos la imagen en el móvil
Enviar al pc: Para enviar un archivo del móvil al pc, el procedimiento varía según cada móvil, pero no diferirá mucho de lo mostrado aquí. Primero escogemos la imagen que queremos enviar, y seleccionamos para que la envie mediante infrarojos, mientras tenemos el móvil alineado con el dispositivo de infrarojos que construimos. El archivo llegará a nuestro pc, y estará en el directorio seleccionado en las opciones de Vínculo inalámbrico, en el Panel de control
Enviando la imagen por infrarojos
Enlaces
Enlaces de utilidad:
www.irda.org - Infrared Data Association
www.infrarotport.de/tfd_4.pdf - Especificaciones del TFDS4500 y familia
www.odisea2010.com - Como construir un receptor / emisor IR. Necesita registrarse
Conclusiones
Como pudimos ver, por unos 10€ y una tarde, podemos construir un periférico totalmente funcional para nuestro pc, y que además nos será de bastante utilidad si tenemos algun móvil con infrarojos, un pda, o queremos conectar 2 pcs de forma inalámbrica.