Elektronik - Geschichte, Nutzung und Trends

Spricht man von Elektronik, meint man damit die Steuerung des elektrischen Stroms. Dies wird durch elektronische sowie elektrische Schaltungen gewährleistet.

Man bezeichnet mit diesem Begriff zudem alle elektronischen Anwendungen. Im Alltag nutzt man die Elektronik in Form von unterschiedlichen elektronischen Geräten.

Die Geschichte der Elektronik

Elektronik definiert man sowohl als eine Disziplin der Physik als auch als Elektrotechnik, die mit der Entwicklung und Anwendung von elektronischen Bauelementen befasst ist. Doch wann wurde die Elektronik entwickelt?

Abgleitet wird der Begriff "Elektronik" aus dem griechischen Wort "Elektron" und "Technik". Man könnte die Elektronik also auch als Elektronentechnik bezeichnen.

Bekannt waren den Menschen elektronische Phänomene wie Blitze oder Elmsfeuer schon seit Anbeginn, doch erst in der Neuzeit waren sie in der Lage, die Natur dieser Phänomene zu entdecken und zu begreifen.

Die wichtigsten Erfindungen

Die erste Gasentladungslampe

Erste ernst zu nehmende wissenschaftliche Untersuchungen wurden im 18. Jahrhundert durchgeführt. Von dem englischen Wissenschaftler Francis Hauksbee (1666-1713) wurde im Jahre 1705 das grundlegende Prinzip der späteren Gasentladungslampe demonstriert.

Batterien, Lichtbögen und die Geißlersche Röhre

Im Jahr 1800 gelang dem italienischen Physiker Alessandro Graf von Volta (1745-1827) die Erfindung der Batterie, wodurch Volta zu den Begründern des Elektrizitäts-Zeitalters gezählt wird. Nur zwei Jahre später kam es durch den englischen Chemiker Humphry Davy (1778-1829) zur Entdeckung des Lichtbogens. 1857 erfand der Physiker und Glasbläser Heinrich Geißler (1814-1879) die so genannte Geißlersche Röhre, bei der es sich um eine gläserne Niederdruck-Gasentladungsröhre handelte.

Der Weg zum Gleichrichtereffekt

Eine weitere wichtige Entdeckung machte der englische Elektroingenieur Willoughby Smith (1828-1891) im Jahr 1873. So fand Smith heraus, dass Selen Licht leiten konnte.

Diese Erkenntnis machte es dem deutschen Physiker und Elektrotechniker Karl Ferdinand Braun (1850 - 1918) möglich, den Gleichrichtereffekt zu entdecken. Im Jahr 1897 begann Braun die Braunsche Röhre, einen Elektronenröhre, die einen gebündelten Elektronenstrahl erzeugen konnte, zu entwickeln.

Edisons Beitrag

Von großer Bedeutung für die Elektrizität und Elektrotechnik war der amerikanische Erfinder Thomas Alva Edison (1847-1931), dessen Entwicklungen und Erfindungen in der Telekommunikation, dem elektrischen Licht und den Medien maßgeblich zur technischen und kulturellen Entwicklung der Menschheit betrugen. Mit der Elektrifizierung der Stadt New York und dem Einführen des elektrischen Lichts, markierte Edison auch den Beginn der allgemeinen Elektrifizierung.

Die Erfindung der Elektroröhre und der Triode

Anfang des 20. Jahrhunderts hatte die Entwicklung von Elektronenröhren große Fortschritte gemacht. So nutzte man die ersten Elektronenröhren bereits für elektrische Schaltungen.

Durch die Erfindung der Triode konnte endlich auf ein brauchbares Bauelement zurückgegriffen werden, mit dem sich Verstärker aufbauen ließen, wodurch bahnbrechende Erfindungen wie Rundfunk, Radar und Fernsehen ermöglicht wurden.

Je nach Gerät gehört eine Fernbedienung mit zum Lieferumfang - besonders praktisch sind dabei Modelle, die sich gleich für mehrere Geräte nutzen lassen...

Die Vorteile einer Universalfernbedienung

Als Universalfernbedienungen bezeichnet man Fernsteuerungen, mit denen unterschiedliche Geräte wie zum Beispiel

• Fernseher
• Satelliten-Receiver
• Stereoanlagen
• Videorekorder
• Blue-ray-Player oder
• DVD-Player

bedient werden können. Auf diese Weise hat der Anwender eine bessere Übersicht.

Mit einer herkömmlichen Fernsteuerung kann immer nur ein einziges Gerät bedient werden, also entweder ein Fernseher, ein DVD-Player oder eine Stereoanlage usw. Nicht selten kommt es deswegen im Zimmer zu einer regelrechten Sammlung von Fernbedienungen, was letztlich zu Unübersichtlichkeit führt.

Zwar gibt es auch Fernsteuerungen, die mehrere Geräte des gleichen Herstellers steuern können, aber nur die wenigsten Menschen besitzen ausschließlich Geräte desselben Anbieters. Universalfernbedienungen haben jedoch den Vorteil, dass sich mit ihnen all diese Geräte steuern lassen, wodurch sich der Wirrwarr an vielen verschiedenen Fernbedienungen auflösen lässt. Ein weiterer Vorteil ist, dass man Universalfernsteuerungen auch als Ersatzgeräte für defekte Fernsteuerungen verwenden kann.

Was man beim Kauf einer Universalfernbedienung beachten sollte

Bevor man sich für den Kauf einer Universalfernbedienung entscheidet, gilt es zu beachten, dass es unterschiedliche Gerätetypen gibt. Welches Gerät sich am besten eignet, hängt von den individuellen Anforderungen des Benutzers ab. Während manchen Menschen einfache Basisgeräte genügen, möchten andere Benutzer lieber anspruchsvolle Modelle, mit denen sich fast alles steuern lässt.

Wichtig ist, dass die Fernsteuerung über die richtigen Tasten verfügt. Im Zweifelsfall sollte der Käufer beim Verkäufer nachfragen, ob die Fernsteuerung auch alle Geräte, die er bei sich zuhause zu stehen hat, bedienen kann. So sind manche Geräte lediglich mit den wichtigsten Funktionstasten ausgestattet.

Hilfreich bei der Auswahl können auch Nachforschungen im Internet sein. Dort gibt es zahlreiche Produktbeschreibungen und Testberichte, mit denen sich die geeignete Fernsteuerung sicherlich finden lässt.

Unterschiedliche Varianten

Unversalfernsteuerungen lassen sich grob in zwei Arten einteilen. Dabei handelt es sich um lernfähige und programmierbare Fernbedienungen. Beide Kategorien verwenden normalerweise Infrarotsignale, mit denen auf das zu steuernde Gerät gezielt wird.

Eine seltenere Alternative stellen Funkfernbedienungen dar. Da diese per Funk arbeiten, braucht man sie nicht extra auf die Geräte zu richten. Oftmals sind sie sogar in der Lage, Steuerbefehle in andere Räume zu übermitteln.

Für die Funktionstüchtigkeit von Funkfernbedienungen ist ein Funkempfänger erforderlich, von dem die Steuersignale an die elektronischen Geräte weitergeleitet werden. Standard-Universalfernbedienungen verwenden jedoch in der Regel Infrarottechnik.

Lernfähige Fernbedienungen

Lernfähige Fernbedienungen sind mit einer integrierten Code-Datenbank ausgestattet. Neben einem Infrarotsender verfügen sie außerdem noch über einen Empfänger, mit dessen Hilfe sie lernen können, indem sie Informationen von den Originalfernsteuerungen aufnehmen.

Dazu hält man die Originalfernbedienung vor die lernfähige Universalfernbedienung und speichert die nötigen Steuerbefehle Schritt für Schritt ab. Darüber hinaus lässt sich die Datenbank der lernfähigen Fernsteuerungen erweitern. Dies ist von Vorteil, wenn zum Beispiel ein Hersteller in der Datenbank fehlt oder neue Geräte produziert werden.

Programmierbare Fernbedienungen

Bei programmierbaren Universalfernbedienungen handelt es sich um Fernsteuerungen, die eine Datenbank mit den Codes bzw. Infrarotsteuerbefehlen zahlreicher elektronischer Geräte enthalten. Um das jeweilige Gerät zu aktivieren, sucht man in der Anleitung der Universalfernbedienung den passenden Code des Herstellers heraus und gibt ihn in die Fernsteuerung ein.

Da es oftmals pro Hersteller mehrere Codes gibt, erfordert dies mitunter einige Versuche, bis der passende Code gefunden wird. Manche Geräte sind auch in der Lage, den richtigen Code automatisch zu suchen.

Ein Nachteil von programmierbaren Universalfernbedienungen ist, dass sich ihre Datenbank nicht erweitern lässt. Für den Fall, dass ein bestimmtes Gerät nicht in der Liste vorkommt, muss nach einem kompatiblen Code gesucht werden, was recht mühselig ist, da sämtliche Codes der gelisteten Hersteller hintereinander eingegeben werden müssen.

Findet sich kein passender Code, kann man das Gerät nicht mit der Universalfernsteuerung bedienen. Bevor man sich für eine preisgünstige programmierbare Fernbedienung entscheidet, ist es ratsam, sicherzustellen, dass das Modell die heimischen Geräte auch wirklich unterstützt.

Einstellen einer Universalfernbedienung

Für das Einstellen einer Universalfernsteuerung gibt es verschiedene Vorgehensweisen, die von der Art der Fernbedienung und dem jeweiligen Modell abhängen. Zunächst einmal wird das Gerät, das mit der Universalfernsteuerung bedient werden soll, eingeschaltet.

Auf den meisten Fernsteuerungen gibt es extra Tasten für die elektronischen Geräte wie zum Beispiel Fernseher (TV), Videorekorder (VCR), DVD-Player (DVD) oder Satelliten-Receiver (SAT).

Bei den meisten Universal-Modellen muss der Anwender dann einen bestimmten Knopf wie SET länger drücken, damit sich die Fernsteuerung auf das gewünschte Gerät einstellen lässt. Schließlich gibt man einen drei- oder vierstelligen Zahlencode speziell für das Gerät ein. Dieser Code unterscheidet sich allerdings von Hersteller zu Hersteller und ist in der Bedienungsanleitung der Universalfernsteuerung enthalten.

Nach diesem Schritt erfolgt die weitere Arbeit bei den meisten Universalfernbedienungen selbstständig. Verläuft die Einstellung korrekt, wird das jeweilige Gerät automatisch abgeschaltet. Dieses lässt sich nun mit der Universalfernsteuerung bedienen. Wichtig ist vor allem, die Anweisungen in der Bedienungsanleitung der Universalfernsteuerung genauestens zu befolgen, da sich die Steuerungen je nach Hersteller voneinander unterscheiden.

Einstellung von lernfähigen Fernbedienungen

Auch bei lernfähigen Universalfernsteuerungen gibt es Unterschiede beim Ergänzen der Datenbank. In der Regel legt man die Universalfernbedienung und die originale Fernsteuerung gegenüber, damit die Infrarotschnittstellen Sichtkontakt zueinander bekommen.

Anschließend versetzt man die Universalfernsteuerung in den Lernmodus. Dabei gilt es, deren Gebrauchsanleitung exakt zu befolgen.

Auf der Originalfernsteuerung drückt der Benutzer Taste für Taste, während zur gleichen Zeit auf der Universalfernbedienung die Steuerungstaste aktiviert wird. Durch diesen einmaligen Vorgang lässt sich absolute Kompatibilität erzielen.

Suchlaufmethode

Einige Universalfernbedienungen verfügen über einen automatischen Suchlauf, wodurch sich dem Benutzer mühsames Suchen und das Eingeben von Codes ersparen lassen. Die integrierte Datenbank wird solange von der Universalfernsteuerung durchsucht, bis sie in der Lage ist, mit dem jeweiligen elektronischen Gerät zu kommunizieren.

Zu diesem Zweck schaltet der Benutzer das gewünschte Gerät an und gibt in die Universalfernsteuerung eine Tastenkombination ein, die in der Bedienungsanleitung enthalten ist. Schließlich wird die Fernsteuerung in Richtung Gerät gehalten und bis zu dessen Abschalten auf die entsprechende Taste gedrückt.

Nach dem Abspeichern ist die Programmierung dann beendet. Der Vorgang muss allerdings für jedes Gerät, das von der Universalfernsteuerung bedient werden soll, einmal absolviert werden.

Manche Universalfernsteuerungen sind auch über den Computer zu programmieren, wozu ein Internetanschluss nötig ist. So lassen sich einige Modelle erst nach einer Registrierung nutzen. Über das Internet kann auch neue Steuersoftware für die Universalfernbedienung kopiert und überspielt werden, um den Bedienkomfort zu verbessern oder Fehler zu beheben.

Weitere Funktionen

Verfügt die Fernsteuerung über eine Punch-through-Funktion, erlaubt dies eine elementare Steuerung von Geräten, während zur selben Zeit die Befehlsstruktur eines anderen Gerätes benutzt wird. So kann man beispielsweise den Ton des Fernsehers regulieren, obwohl gerade die Steuerung des DVD-Players aktiviert ist. Das umständliche Wechseln der Befehlsebenen lässt sich auf diese Weise vermeiden.

Manche Universalfernbedienungen sind sogar in der Lage, den Stromverbrauch zu reduzieren, indem sie die Stromzufuhr sämtlicher gesteuerten Geräte deaktivieren. So können die speziellen Fernbedienungen auch zum Umweltschutz beitragen.

Die Elektronik lebt besonders von ihren stetig neuen Trends - auf einen besonderen gehen wir im Folgenden ein...

Wearable Electronics - Kleidung mit integrierter Elektronik

Nach Kleidung aus "intelligenten" Fasern, die beispielsweise mit Silberionen beschichtet sind und für einen Temperaturausgleich sorgen bzw. geruchsabsorbierend wirken, steht eine neue Generation von HighTech-Bekleidung in den Startlöchern: Kleidung mit integrierter Elektronik, auch als "wearable electronics" bezeichnet.

So beispielsweise hat sich ein deutscher Bekleidungshersteller mit dem Technologieunternehmen Infineon zusammengetan, um gemeinsam eine Jacke zu entwickeln, in welche Funktionen wie Mobiltelefonie per Bluetooth sowie das Hören von MP3-Dateien eingebaut sind. Dies bedeutet, dass die Elektronik, deren Bedienung über eine am Ärmel aufgedruckte Tastatur erfolgt, ein integraler Bestandteil der Jacke ist.

Geheimnis der Jacke sind elektrisch leitfähige Stoffbahnen, die unspürbar in das Kleidungsstück eingenäht sind. Ein - zum Waschen leicht zu entnehmbares - Elektronikmodul steuert nicht nur die Stofftastatur im Ärmel, sondern verbindet diese auch mit einem im Kragen eingeschlossenen Kopfhörer und einem integrierten Mikrofon.

Möchte der Träger telefonieren, verwandelt sich die Jacke in ein Headset, dass sein Mobiltelefon via Bluetooth ansteuert. Bei eingehenden Anrufen wird die Musik aus dem MP3-Player automatisch unterbrochen. Betrieben wird die HighTech-Jacke von einem bis zu acht Stunden haltbaren Akku.

Lifestyle versus Medizin

Jenseits des vor allem junge, mode- und elektronikinteressierte Männer ansprechenden Lifestylebereichs findet sich Kleidung mit integrierter Elektronik aber auch im medizinischen Bereich. So beispielsweise werden aktuell Prototypen körpernaher Kleidung mit eingebauter textiler Elektronik entwickelt, die für elektrotherapeutische Anwendungen bei Muskelverspannungen bereit steht.

Der Vorteil der ins Kleidungsstück integrierter Elektroden liegt darin, dass die Elektroden nicht aufwändig einzeln am Körper anzubringen sind und dass der Patient nicht durch Kabel in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt wird. Die einfache und komfortable Handhabung eignet sich daher auch besonders gut für Heimanwendungen bei Patienten, die älter sind bzw. über eine eingeschränkte körperliche Mobilität verfügen.

Elektroden, Leiter und Anschlüsse bestehen allesamt aus textilem Material. Die Tests der Prototypen klingen erfolgversprechend, haben sich die Materialien doch als beständig gegen mechanische Beanspruchungen wie Scheuern sowie gegen chemische Beanspruchungen wie dem Waschvorgang erwiesen. Dennoch sind die textilen Elektroden zurzeit nur eine begrenzte Anzahl von Zyklen waschbar, sodass an der textilen Lebensdauer noch gearbeitet werden muss.

Eine weitere Innovation ist eine am Massachusetts Institute of Technology entwickelte intelligente Faser, die in der Lage ist, akustische Signale zu speichern - die also "hören" kann. Auch diese könnte einen medizinischen Nutzen haben, da sie Körperfunktionen wie den Blutfluss oder den Hirndruck elektronisch überwachen kann.

In Sachen Nutzung von Elektrogeräten kommt auch immer wieder die Frage auf, ob und inwieweit diese die Gesundheit schädigen können - diesem Thema widmen wir uns hier.