Fax-Gerät als Drucker am PC


Mit einem relativ einfachen Zusatzgerät können wir ein analoges Faxgerät über ein faxtaugliches Modem vom PC aus ansteuern. Zusammen mit Standardtreibern lässt sich das Fax-Gerät dann wie ein normaler Drucker verwenden.


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Bild 1a: Faxgerät der 90er



Bild 1b:
JT-Gerät der 00er
(fast genauso klobig)


Idee

Natürlich ist Thermopapier keine Alternative zu Normalpapier. Dieses unsägliche Thermopapier - es reagiert ja dummerweise nicht nur auf Hitze, sondern zum Beispiel auch auf eine ganze Reihe von haushaltsüblichen Chemikalien, wie Ethanol, Aceton, bestimmte Putzmittel, bestimmte Rauschmittel, und vor allem auf die sogenannten Weichmacher aus PVC-Kunststoffen - Und wer ein wichtiges Faxdokument in die falsche Prospekthülle stopft, kann schon am nächsten Tag sein "weißes Wunder" erleben...

Aber der Thermodruck hat auch ein paar echte Vorteile: Keine Mehrkosten für Tinte oder Toner, insgesamt eine recht saubere Angelegenheit. Das Druckverfahren ist angenehm geräuscharm und relativ schnell (ich sagte 'relativ'!).
Der Papiervorschub älterer Fax-Geräte ist meistens sehr robust und zuverlässig ausgelegt.

Als ich neulich einen altgedienten "Fernkopierer AF310" (Telekom, Anfang der 90er), samt Jahresvorrat Fax-Rollen geschenkt bekam, war ich zunächst einmal positiv überrascht, wie gut dieses Gerät die mehr als zehn Jahre im täglichen Büroeinsatz überstanden hatte. Nach einer Grundreinigung aller papierführenden Teile mit einem alkoholgetränkten Tüchlein sah der Thermokopf wieder wie neu aus - und er funktionierte sofort wieder (Testmodus).

Das brachte mich auf die Idee, den Kasten als Ausgabegerät am PC für "temporäre" Audrucke einzusetzen. Also Listings, Korrekturfahnen, sensible Übersetzungen usw. - Alles Dokumente, die man nur ausdruckt, um damit zu arbeiten, um Notizen und Anmerkungen zu machen, am besten in einer gemütlichen Sitzecke, ganz "offline", mit einem Stapel Bücher und einer Katze.
Für eine angenehm lesbare Textdarstellung auf Thermopapier reicht die grafische Auflösung moderner Faxgeräte, das sind etwa 200 dpi, allemal aus.

Schaltpläne oder eine spezifische Umbau-Anleitung für Faxgeräte waren im Weltnetz mal wieder nicht aufzutreiben. Schnell wurde klar, dass der unkomplizierte Weg wohl über den TAE-Anschluss des Faxgerätes und über ein faxtaugliches Modem führen würde. Mit einem einfachen Adapterkabel ist es dabei natürlich nicht getan; man muss dem Fax schon einen Anruf aus dem Telefonnetz vorgaukeln, und anschließend einen sauberen Linienstrom für Fax und Modem bereitstellen.

Falls noch jemand die fixe Idee hatte, ein Fax als PC-Drucker einzusetzen, stelle ich hiermit gern meine (mittlerweile jahrelang erprobte) Schaltung zur Verfügung.

Funktionsprinzip der Modem-Fax-Kopplung

Minimallösung zur Kopplung zwischen einem faxtauglichen Modem und einem analogen Faxgerät: Es wird lediglich eine Rufwechselspannung für das Faxgerät generiert und der Schleifenstrom für beide Geräte bereitgestellt.

Ein Anruf wird immer vom Modem aus eingeleitet: Sobald sich das Modem aufschaltet, erkennt der Modem-Fax-Koppler dies und sendet dem Faxgerät erst einmal ein Wecksignal. Darauf reagiert das Faxgerät (automatische Betriebsart vorausgesetzt), indem es nun ebenfalls "abhebt".
Beide Geräte liegen in Serienschaltung mit einer strombegrenzten Gleichspannungsquelle. Durch Fax und Modem fließt der benötigte Linienstrom von maximal 20mA. Für beide Geräte sieht es nun so aus, als hätten sie sich erfolgreich auf das Telefonnetz bzw. eine Nebenstellenanlage ohne Freizeichen aufgeschaltet.
Das Fax pfeift seine 2100-Hz-Kennung ("Ich bin eine nichtsprechende Gegenstelle"). Das Modem pfeift auf's Freizeichen und wählt auch keine großartige Rufnummer (beides sollte man in den DFÜ- bzw. Fax-Einstellungen entsprechend wegkonfigurieren).
Nach wenigen Sekunden fröhlichen Trällerns haben sich beide Geräte auf ein Protokoll geeinigt, und dann kann's auch schon losgehen mit der eigentlichen Fax-Übertragung!


Voraussetzungen beim Faxgerät

Das Fax muss ein gängiges Faxprotokoll beherrschen, welches auch von der Fax-Software bzw. vom Modem unterstützt wird.
Das Fax muss einen Automatik- oder Bereitschafts-Modus bieten (Standard). Die Anzahl der Klingelzeichen, nach der das Fax "rangeht", sollte auf "1" eingestellt sein - bereits nach dem ersten Klingeln nimmt das Faxgerät den Anruf entgegen.


Voraussetzungen am PC

Ein analoges "Voice/Data/Fax"-Modem muss an einem freien COM-Port angeschlossen sein und treibermäßig unterstützt werden.
(Diese Treiber, und manchmal auch eine mehr oder weniger komfortable Fax-Software, befinden sich zum Beispiel auf der zum Modem mitgelieferten CD-ROM, die man hoffentlich noch parat hat...)
Richtig komfortabel wird die Nutzung über einen Fax-Druckertreiber. Damit kann man dann aus jeder Windows-Anwendung heraus ganz bequem über "Datei > Drucken > Name: [Name des Fax-Druckertreibers]" eine oder mehrere Fax-Seiten senden. Wegen der Vielzahl unterschiedlicher Lösungen kann ich hier keine Empfehlung geben. Ich habe auf einem W'98-System einfach das genommen, was gerade an Faxtreibern verfügbar war.



Vorsicht!

Bei dieser Schaltung können nicht nur an den Primäranschlüssen des Netztrafos lebensgefährliche Spannungen auftreten. Die Sekundärseite des kleineren Trafos, welcher die Rufwechselspannung bereitstellt, liefert auch mit spannungsbegrenzender Glimmlampe noch eine Spitzenspannung von ca. 80 Vss. Wer die Schaltung nachbauen will, sollte daher entsprechend umsichtig vorgehen. Dann kommt auch niemand ums Leben.


Für den Prototyp habe ich, wie man in Bild 2 sehen kann, einige eher "großzügig dimensionierte Teile" aus der Bastelkiste verwendet.

Es steht außer Zweifel, dass man so ein Gerät mit neueren Bauteilen noch erheblich kompakter aufbauen könnte. Die Außenabmessungen des hier verwendeten Gehäuses betragen aber auch nur bescheidene 140 x 70 x 50 mm ...



Bild 2: Prototyp der Modem-Fax-Kopplung



Energiespar-Tipp

Der Bereitschafts-Stromverbrauch von Fax-Geräten (und Druckern) kann etliche Watt betragen. Das ist nach heutigen Maßstäben wohl kaum noch zu rechtfertigen. Und wenn man solche Geräte über den eingebauten Schalter ausschaltet, ist der Netztrafo oder das Netzteil oftmals nicht wirklich vom Netz getrennt. Permanente Blindleistung, Brandgefahr und herausgeschmissenes Geld für den sinnlosen Stromverbrauch.
Also auch hier: Alle Zusatzgeräte, die nicht ständig benutzt werden (insbesondere Drucker), über eine gesonderte Steckdosenleiste mit Schalter ans Netz hängen. Runter vom Netz, wenn man es gerade nicht braucht, das ist die Devise! Übrigens: Im Gegensatz zu sogenannten modernen Druckern verkraften Fax-Geräte das harte Ein- und Ausschalten in der Regel problemlos.


Konfigurierungs-Tipps für Fax-Modem

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Schaltung



Bild 2: Schaltplan - Zum Vergrößern oder Abspeichern bitte anklicken


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Schaltungsdetails

Erzeugung der Schleifenspannung

Der verwendete Netztrafo Tr1 liefert mit seinen 17 V Sekundärspannung hinter der Graetz-Brücke D1-D4 etwa 24V / 0,5A. Er ist für den Strombedarf zweier Telefongeräte um ein Vielfaches überdimensioniert, liefert aber dank seines ebenfalls großzügig dimensionierten Siebelkos C1 (2200µF/25V) einen sauberen, brummfreien Linienstrom für die beiden angeschlossenen Geräte. (In Anbetracht der anspruchsvollen Datenübertragung kann das nicht schaden.)


Anruf-Logik

Das Modem ist immer der "Anrufer", aber es kann selber keine Rufwechselspannung erzeugen. Diese Aufgabe übernimmt die Modem-Fax-Kopplung, sozusagen als Minimallösung einer Telefonzentrale: Sobald das Modem abhebt, wird sein TAE-Terminal (a/b) niederohmig. Über den Vorwiderstand R3 liegt die b-Ader des Modems an "Plusspannung", also gelangt jetzt über R4 und D5 ein positiver Spannungspegel an das diskret aufgebaute Monoflop (T1, T2, C4, R6, R7, R8).
Über die Schaltstufe aus R9/T3 und den Serienwiderstand R11 (zur Entstörung, kann gegebenenfalls überbrückt werden) wird das Relais Re1 für 1 bis 2 Sekunden erregt. Diode D6 (1N4448) schließt in bewährter Weise die beim Abschalten entstehende Induktionsspannung kurz. Sie schützt damit einerseits T3 und trägt andererseits dazu bei, dass das Monoflop nicht durch die Spannungsspitze beim Abschalten erneut getriggert wird. R4, R5, C3, D5 dienen als Spannungsteiler bzw. zur Entkopplung und Entstörung des Monos und der Schaltstufe.

Durch das kurzzeitige Anziehen des Relais wird die Rufwechselspannung (siehe nächster Abschnitt) direkt auf die Adern a/b des Faxgerätes geschaltet. Die Anordnung der Relaiskontakte stellt sicher, dass keine Rufwechselspannung an das Modem gelangt (was bei einigermaßen robuster Telefontechnik auch nicht weiter schlimm wäre...)

Das Relais fällt nach 1 bis 2 Sekunden wieder ab und das Faxgerät nimmt den Anruf entgegen, indem es sich auf die Leitung aufschaltet. Jetzt fließt der Strom über den Pfad:  R3 / Ader b-a des Modems / a-b-Ader des Faxgerätes / Masse.
Hierbei stellt sich ein Schleifenstrom zwischen 10...20 mA ein, sodass beide Geräte ähnliche Verhältnisse vorfinden, wie an einem regulären Telefonnetz, und die Kommunikation der Modems kann beginnen.


Erzeugung der Rufwechselspannung

Die Rufwechselspannung (das "Klingelsignal") wird in diesem Konzept über einen zweiten, "umgedrehten" Netztrafo Tr2 aus der sekundären Wechselspannung des Netztrafos permanent bereitgestellt.  Der Eingangsstrom für Tr2 wird aus Sicherheitsgründen noch über den Vorwiderstand R2 begrenzt. Der Vorwiderstand kann eventuell verringert oder durch eine Brücke ersetzt werden, wenn der Kleintrafo zum Beispiel dieselbe Nenn-Sekundärspannung hat, wie der Netztrafo Tr1. In jedem Fall sollte eine Neon-Glimmlampe Gl1 direkt parallel zur Hochspannungswicklung von Tr2 geschaltet werden. Sie begrenzt die Sekundärspannung an Tr2 auf etwa 80 V (Zündspannung) und kann nebenbei als Kontrolllampe genutzt werden. Eine Begrenzung des Klingelstroms ist schon allein durch die relativ hochohmige Wicklung des Kleintrafos gegeben bzw. durch die Strombegrenzung auf der Primärseite. 
Übrigens, die Frequenz der so erzeugten Rufwechselspannung beträgt hier, abweichend vom öffentlichen Telefonnetz, 50 Hz statt 25 Hz. Für "neuere" FAX-Geräte und Telefone sollte dies kein Problem darstellen, zumal auch viele Nebenstellenanlagen und ISDN-NTBAs nur einen 50 Hz-Klingelstrom liefern können.

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Stückliste

Stückliste Modem-Fax-Kopplung
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Transformatoren:
Tr1            Netztrafo 5VA, 230V / 15...20 V
Tr2            Netztrafo 1VA, 230V / 6...12 V


Widerstände:
R1            33 Ohm, 1 W
R2            270 Ohm, 5 W
R3            680 Ohm, 1 W
[alle sonstigen R - 1/4Watt]
R4, R6        10k
R5,R9,R10     1k0
R7            47k
R8            4k7
R11           100


Kondensatoren:
C1            Elko 2200µF / 35V
C2, C3        100nF / Folie (MKS)
C4            Elko 100µF, 25V


Halbleiter:
D1-D4         1N4002
D5, D6        1N4448
T1, T2        BC547(A-C)
T3            BC337
LED1          irgendeine (normal current)


Sowie:
-    Neon-Glimmlampe, Zündspannung ca. 80V

-    24V Relais, Ri~600 Ohm, 2xUmschalter,
     Schaltspannung und Isolationsspannung nicht kritisch
     (sollten aber über 200V liegen)
   
-    Lochrasterplatte (unbeschichtet), Gehäuse

-    Anschlusskabel oder Adapterkabel
     für Fax und Modem (siehe Text)

-    Modem mit Fax-Funktionalität
     und Fax-Gerät mit analogem Modem



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Anmerkungen


Nachbau der Schaltung

Wenn insbesondere die Sekundärspannung des Netztrafos nicht zu stark von den hier angegebenen Werten abweicht, dann muss der Linefeed (R3) nicht verändert werden. Im Zweifelsfall einfach mal mit den Geräten vor Ort nachmessen: Wenn der Linestrom zwischen etwa 10 und 20 mA liegt und die Übertragung funktioniert, muss nichts geändert werden.


Anschlussmöglichkeiten an Modem und Faxgerät

TAE-Stecker für Telefone ("F") und Nebengeräte ("N") sind natürlich genormt (Weiteres zum Beispiel hier).

Die nervenschonende Variante des Anschlusses von irgendwelchen Telefongeräten besteht also generell darin, einen TAE-Stecker oder eine TAE-Buchse bereitzustellen. Werden nur die Adern a/b benötigt, dann sind an TAE immer nur die Kontakte 1 und 2 anzuschließen.

Die andere Variante für Leute, die gerne nachforschen und sich über proprietären Scheiß aufregen:
Direkter Anschluss der Modem-Fax-Kopplung über zwei Kabel mit Westernstecker (Modularkabel).
Da gibt es auf Seiten der Geräte keine verbindlich genormten Anschlussbelegungen für die Westernbuchse. Hier kann wieder mal jeder Hersteller sein eigenes technisch unbegründbares Süppchen kochen. So kommt es zur ärgerlichen Situation, dass man eben nicht jedes TAE-F-Kabel an jedes beliebige Telefon anstöpseln kann, und nicht einfach jedes TAE-N-Kabel an irgendein Faxgerät, Modem oder Anrufbeantworter. Bisweilen sind nicht einmal die Kabel von unterschiedlichen Geräteserien desselben Herstellers untereinander kompatibel. (Logo - der unbedarfte Kunde soll bei Verlust gefälligst das "Spezialkabel" des Herstellers bestellen. Wo kämen wir denn hin, wenn alles technisch Kompatible auch in der Realität zusammenpassen würde...)
Für die Belegung des Westernsteckers gibt es also keine allgemeingültige Empfehlung und auch keine Universalbelegung, die immer funktionieren würde. Ein "Durchpiepsen" des Original-Anschlusskabels vom TAE-N-Stecker bis zum Westernstecker würde hier Gewissheit bringen. Oder ausprobieren: In jedem Fall braucht man nur die Adern a und b. Wenn offensichtlich ist, dass nur 4 der 6 Leitungen belegt sind, dann reduziert sich die Anzahl möglicher Anschlussvarianten auf sechs... Die Chance ist groß, dass a/b entweder auf den beiden mittleren Kontakten (3, 4) oder auf den weiter außen liegenden (2, 5) des Westernsteckers zu finden sind. Aber wie gesagt - das muss nicht zwangsläufig so sein...


Erfahrungen

Update 2008: Die beschriebene Modem-Fax-Kopplung wird bei mir seit nunmehr 2 Jahren regelmäßig genutzt, was zwischen 5 und 50 Seiten Monatsumsatz bedeutet. Die Übertragungsdauer für eine A4-Seite ist stark unterschiedlich und hängt vom Inhalt der Seite ab (Datenkompression). Beim AF310 dauert eine Seite zwischen 10 Sekunden und mehreren Minuten.

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Links

Übersicht zu TAE/ISDN und auch Western/Modularsteckern: http://www.help.xcome.de/



Index


3/2006, 10/2008

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