Zepter für das Zappen - wissenschaft.de
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Zepter für das Zappen

Die Fernbedienung soll das Benutzen von Fernseher, Stereoanlage, DVD-Player und Sat-Empfänger simpel und bequem machen. Doch in dem wachsenden Sammelsurium mit Dutzenden von Knöpfen und Hunderten von Funktionen verliert man leicht den Überblick.

Was die Fernbedienung heute kann

Sie haben auf Ihrem Couchtisch eine Schale mit Äpfeln, Birnen und Mandarinen stehen? Dann ist Ihre Wohn-Welt noch in Ordnung. Wenn in der Obstschale allerdings fünf Fernbedienungen liegen, dann sind Sie vielleicht ein Fall für die neuen Universal-Fernbedienungen: Sie heißen Logitech Harmony, Blue Master oder schlicht Medion und erheben den Anspruch, mit einer einzigen Bedieneroberfläche das Regiment über alle technischen Geräte der Unterhaltungselektronik übernehmen zu können. Denn wozu soll man Videorekorder, DVD-Spieler, Fernseher, Sat-Empfänger und Radio mit je einer eigenen Fernbedienung steuern?

Was die Fernbedienung macht, ist trivial: Sie sendet per Infrarot (IR) einen Befehlssatz – den Code – an einen im Gerät eingebauten Empfänger. Der Haken: Es herrscht babylonische Sprachverwirrung; Gerät und Fernbedienung verstehen sich nur, wenn sie zusammengehören und aufeinander abgestimmt sind. Damit es keine großen Überschneidungen gibt, wurden allen Herstellern solche Codes zugewiesen. Wer lange genug im Internet recherchiert, stößt irgendwann auf ein „Code-Buch“: Dort sind die grundsätzlichen Befehle hinterlegt, auf die Geräte von Sony, Thomson, Samsung oder Philips reagieren.

Das prinzipiell nur paarweise Verstehen von Apparat und Fernbedienung ist das eine Problem. Das andere ist die kaum zu überblickende Vielfalt an Einzelfunktionen, die sich per Knopfdruck auslösen lassen. Kanal rauf oder runter, Sleeper eine halbe Stunde vor oder zurück, Kontrast heller oder dunkler – pro Fernbedienung gibt es bis zu 350 unterschiedliche Steuerbefehle, die als Code-Nummern per moduliertem Infrarot-Strahl in Richtung Fernseher oder DVD-Spieler geschickt werden können.

Das IR-Trägersignal liegt bei einer Frequenz von 38 Kilohertz. Die Signalfolge (Burst) hat eine Sendedauer von rund 560 Mikrosekunden, was 21 Wellenzügen des Trägersignals entspricht. Die meisten Fernbedienungen arbeiten mit Leuchtdioden. Eine Universal-Fernbedienung hat es nicht leicht: Sie muss diesen ganzen riesigen Raum an Codes und elektronischen Vereinbarungen abdecken. „Harmony“ von Logitech zum Beispiel steuert bis zu 15 Geräte „von gestern, heute und morgen“ – so das Versprechen des Herstellerunternehmens. Die Online-Datenbank von Logitech enthält über 120 000 Geräte von mehr als 3500 Herstellern und wird täglich durch neue Geräte ergänzt. Auf der Homepage findet man die hoffnungsvolle Ankündigung: „Ein Assistent führt Sie schrittweise durch die Einrichtung über das Internet.“

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Weiter geht es mit Sätzen wie diesem: „So unterstützen die Infrarot-Schnittstellen von Hauppauge-DVB-TV-Karten nur ganz bestimmte Codes des von Philips- und Marantz-Geräten verwendeten RC-5-Protokolls. Bei der Programmierung einer Universal-Fernbedienung ist daher Probieren angesagt, auf welchen Fernbedienungs-Code die Software reagiert.“ Für Technik-Freaks ist das eine Herausforderung. Andere Anwender merken spätestens jetzt, wie der Hase läuft. Probieren – das kann schlimmstenfalls heißen: Hunderte Male die Kanal-rauf-Taste drücken, bis der Fernseher irgendwann reagiert. Immerhin: Hochwertige Universal-Fernbedienungen bieten dafür eine Testlauf-Funktion.

Weil das Herumprobieren nervig ist, sind Geräte im Handel, die Infrarot-Signale lernen können. Und das geht so: Beide Geräte werden in elektromagnetische Tuchfühlung gebracht. Die beispielsweise zu einem Fernseher oder DVD-Player gehörende Fernbedienung bringt dann der universalen über eine Lernschnittstelle – einen eingebauten IR-Empfänger – nacheinander alle programmierten Befehle bei. Danach braucht man nur noch auf „ DVD-Spieler“ zu drücken – und schon kann man einen Film auf den Fernseher zaubern. Helligkeit, Kontrast und Lautstärke werden natürlich mit derselben Fernbedienung eingestellt.

An die Annehmlichkeiten, die eine Fernbedienung bietet, gewöhnt man sich rasch – und viele Menschen können gar nicht genug davon bekommen: Sie öffnen Garagentore und Autotüren von fern oder lassen Rollos per Funkkommando ausfahren. Wer es leid ist, nach dem Großeinkauf am Wochenende die vollen Einkaufstüten abzustellen, um den Haustürschlüssel hervorzukramen, kann auch sein Portal durch simplen Druck auf eine Fernbedienung aufschließen. Weil solche Systeme eine Reichweite von rund 100 Metern haben, kann man schon vom Auto aus die Tür entriegeln und mit den vollen Einkaufstaschen gleich ins Haus gehen. Die Technik, die das ermöglicht, ist relativ einfach: Auf der Innenseite der Tür wird ein Antrieb auf den Türzylinder gesteckt und mit Schrauben fixiert. Der Schlüssel selbst bleibt auf dem Zylinder stecken und wird durch den Antrieb bewegt.

In der automobilen Oberklasse hat der betuchte Fahrzeugbesitzer die Möglichkeit, das Türschloss und den Anlasser des Wagens per „keyless entry“ oder „keyless go“ zu bedienen: Das Fahrzeug erkennt an einem Transponder-Chip, den der Besitzer zum Beispiel in Form einer Scheckkarte in der Tasche trägt, ob sich der Fahrer nähert – und versetzt sich selbst in Bereitschaft. Zieht der Fahrer dann am Türgriff, entriegelt sich die Tür automatisch. „Go“ heißt es dann, wenn man auf einen Knopf drückt: Der Motor kann starten, denn der Wagen „weiß“ ja schon, dass der rechtmäßige Besitzer drin sitzt. Solche bequemen Sicherheitssysteme dürften bald auch in preisgünstigeren Mittelklasse-Fahrzeugen ihren Platz finden.

Wer Spielereien mag, für den sind sicher die neuen Mobiltelefone von Sony Ericsson interessant. Die Handys können sich selbst über das „Bluetooth Human Interface Device“ (HID)-Profil an einem PC anmelden und dann als Tastatur oder Maus fungieren. Sony Ericsson liefert beim Kauf eines solchen Mobiltelefons drei Menüformate mit, die sich zum Steuern von PC und Media-Player oder für eine Powerpoint-Präsentation eignen.

Wie früher gezappt wurde

„Lazy Bone“ hieß die erste Fernbedienung, die 1950 in den USA auf den Markt kam. Der „Faule Knochen“ passte gut ins Bild vom Faulpelz, der Chips kauend und Bier trinkend auf dem Sofa lümmelt und von dort lässig den Fernseher steuert. Doch die erste Fernbedienung war nichts weiter als eine am Kabel hängende Verlängerung des Bedienfeldes vom TV-Gerät. Der Impuls zur Einführung solcher Steuerungen war über eine Funktion gekommen, die heute bei modernen digitalen Flachbildschirmen wieder brandaktuell ist: Man konnte per kabelgebundener Fernbedienung den Bildausschnitt auf dem Monitor vergrößern oder verkleinern.

„Flashmatic“ war der Name der ersten drahtlosen Fernbedienung, die sieben Jahre später folgte. Allerdings konnte es 1955 auch passieren, dass allein das Tageslicht den Fernseher einschaltete. Denn die Flashmatic funktionierte per Lichtsignal. Unempfindlich gegen das Sonnenlicht war dann „Space Command“ – die erste Ultraschall-Fernbedienung, die der österreichische Physiker Robert Adler, auch bekannt als „Vater der TV-Fernbedienung“, 1956 in den USA entwickelte. Drei Jahre nach der Markteinführung jenseits des Großen Teichs tauchte diese Technologie in Deutschland auf. Doch schnell erkannten die Entwickler, dass auch Ultraschall untauglich war: Die Bandbreite der Signale war klein und die Steuerimpulse erwiesen sich als störanfällig.

Ursprünglich war die Fernbedienung fürs Radio bestimmt, denn im Fernsehen gab es noch keine Vielfalt. Die Zuschauer mussten sich in den Fünfzigerjahren mit einem Programm begnügen. Das Zweite Deutsche Fernsehen (ZDF) ging erst 1963 in den westlichen Bundesländern auf Sendung, in der DDR startete im März 1969 ein zweites TV-Programm.

Die Traditionsfirma Saba aus Triberg im Schwarzwald brachte in Deutschland die ersten Fernbedienungen auf den Markt. Sie waren kabelgebunden, hatten einen Sendersuchlauf, eine Ein- und Ausschaltfunktion sowie eine Steuerung für den Ton. 1956 präsentierte die längst vom Markt verschwundene Karlsruher Firma Tonfunk ein weiteres, ebenfalls am Kabel hängendes und per Funk agierendes Produkt: den „Zauberschalter“. Erst Mitte der Siebzigerjahre tauchte die erste Infrarot-Fernbedienung für Elektronikgeräte auf. Diese kostengünstige und recht simple Technologie setzte sich schließlich durch.

Schon früh eroberte die Fernbedienung neue Anwendungen: Etwa ab Anfang der Siebzigerjahre konnte manch einer bestaunen, wie sich nebenan das Garagentor wie von Geisterhand öffnete, wenn der Nachbar mit seinem Wagen vorfuhr. Diverse Übertragungsverfahren wurden getestet. Zunächst benutzte man Ultraschall, zu Beginn der Achtzigerjahre folgten Funksignale. Kurz darauf begannen die Fahrzeugkonstrukteure mit Überlegungen zum Fernbedienen von Türen und Heckklappe am Automobil. Dabei setzten die Entwickler zunächst auf Infrarot – damit ließ sich ab 1989 der legendäre Zweisitzer Mercedes SL öffnen und schließen. Mitte der Neunzigerjahre sattelten die Ingenieure dann auf die Funktechnik um.

Ein Meilenstein in der Geschichte der Fernbedienung war die Einführung der Verschlüsselungstechnologie: Seit der übertragene Code verschlüsselt wird, dient eine mathematische Formel als Wagenöffner: Sie ist sowohl im Sender, als auch im Empfänger hinterlegt. Das gewährleistet ein hohes Maß an Sicherheit. „Damit lassen sich die Steuersignale nicht mehr auf dem Parkplatz abfangen“, erklärt Manfred Krüger, Professor am Fachbereich Informations- und Elektrotechnik an der Fachhochschule Dortmund.

Doch die Geschichte der Fernbedienung ist viel älter als der Lazy Bone, und sie ist verknüpft mit einem gebürtigen Kroaten: Nikola Tesla. Der später in die USA emigrierte Physiker und Elektrotechniker fertigte 1898 einen Teleautomaten an – gewissermaßen die erste Fernbedienung. Das damit ferngesteuerte Tesla-Schiff ähnelte einem U-Boot und maß 125 mal 40 mal 145 Zentimeter. Es wurde 1976 im Technischen Museum Zagreb auf Basis von Teslas Aufzeichnungen in Originalgröße nachgebaut. Tesla ließ seinen Entwurf für eine Funk-Fernsteuerung 1899 patentieren. Eingesetzt wurden Funk-Fernsteuerungen nach diesem Prinzip erstmals in den Zwanzigerjahren des 20. Jahrhunderts, um Zielschiffe für Schießübungen bei der Marine zu lenken.

Wie viele technologische Entwicklungen – etwa das erste Mobiltelefon von Motorola im Zweiten Weltkrieg – erfuhr auch die Fernbedienung einen Schub durch den Krieg: Im deutschen Projekt „ Wasserfall“ ging es darum, bodengestützte Flugabwehrraketen per Funk ins Ziel zu steuern. „Wasserfall“ war eine Seitenlinie des V2-Projekts – der deutschen Entwicklung düsengetriebener Angriffsraketen für Bodenziele. Auch für die ballistischen V2-Raketen testete die Wehrmacht bei 20 Flügen Fernsteuerungen per Radarstrahlen. Die Übertragungsrate von einem Bit (1 Kanal An/Aus) war jedoch viel zu gering, um verlässlich funktionieren zu können. Das Know-how des Wasserfall-Projekts floss später in die sowjetische Forschung und Entwicklung ein.

Wie man morgen schalten wird

Künftig wird der PC in vielen Haushalten zum Herzstück der Unterhaltungselektronik werden. Die Benutzeroberfläche von „ PowerCinema“ der taiwanesischen Firma CyberLink beispielsweise bündelt Film, Fernsehen, Radio, Audio und Bildbetrachter in einer Art Schaltzentrale: Der Computer übernimmt die Steuerung für das Digitale Heim. Damit lassen sich TV- und Rundfunksendungen wiedergeben, programmiert aufzeichnen sowie Videotextinformationen anzeigen, Dia-Shows erstellen und Videos von DVDs in hoher Qualität zeigen. Außerdem unterstützt die Software Empfang, Aufnahme und Wiedergabe von hochaufgelösten Fernsehsendungen (HDTV). Um diese digitale Schaltzentrale zu steuern, reicht eine einzige Fernbedienung für den PC, den Kern der multimedialen Wiedergabe-Peripherie. Damit spiegelt PowerCinema einen Trend wider, denn andere Anbieter haben ähnliche Software zum Bündeln des Unterhaltungsangebots im Programm. Zum Beispiel die Telekom-Tochter T-Com: Deren Paket „ für Telefon, TV & Internet“ heißt „T-Home“.

Auf der Messe e/home im Oktober 2006 in Berlin wurde die Multimedia-Box von Motama vorgestellt. Die Software basiert auf der Network-Integrated Multimedia Middleware (NMM) von Motama, die das Unternehmen gemeinsam mit Wissenschaftlern der Universität Saarbrücken entwickelt hat. Sie stellt eine integrierte und gleichwohl erweiterbare Lösung für das vernetzte multimediale Unterhaltungscenter dar. Die Multimedia-Box vereint CD-/DVD-Player, TV-/Radio-Empfänger und die Steuerung des zentralen Rechners in einem Gerät. Auch hier reicht eine einzige Fernbedienung für die Handhabung der unterschiedlichsten Multimediakomponenten im Haus.

Eine Vision für die nächsten Jahre ist ein Persönlicher Digitaler Assistent (PDA), der – anders als bisherige Geräte – diesen Namen wirklich verdient. Er soll auch „fernbedienen“ können und in der Lage sein, Geräte aller Art zu steuern – bis hin zu Kühlschrank, Geschirrspüler und Waschmaschine. Die diversen Übertragungstechnologien, die der PDA dazu beherrschen muss, heißen Bluetooth, Wireless Local Area Network (WLAN), Universales Mobiles Telekommunikationssystem (UMTS) oder General Packet Radio Service (GPRS). Hinzu kommen neue Standards und teils noch in der Entwicklung steckende Technologien wie Zigbee, NanoNet, Wimax oder Ultra Wideband 3.

Noch kennen Radios, DVD-Spieler und Fernseher keine einheitlichen digitalen Protokolle, wie sie im Internet üblich sind, sagt Sarah Waldmann, Regional Product Manager Harmony Remote Controls and Portable Audio beim Hersteller von Peripheriegeräten Logitech. Ähnlich ist es im Automobil, das ebenfalls kaum standardisierte digitale Schnittstellen bietet. Zwar ist es technisch kein Problem, einen Steuer-Tausendsassa für alle Unterhaltungselektronikgeräte und Fahrzeugkomponenten zu bauen, sagt der Dortmunder Elektrotechniker Krüger. Doch der Aufwand wäre immens. Schon jetzt muss zum Beispiel der ADAC alle Tricks ausreizen, um mit dem „Pannen-Notebook“ wenigstens an die wichtigsten Steuerfunktionen der Bordelektronik heranzukommen.

Laut dem Verband der deutschen Internetwirtschaft (eco) in Köln wird die Konvergenz der Medien – die Verknüpfung zwischen Fernsehen, Internet und Mobilfunk – in etwa fünf bis zehn Jahren eine Selbstverständlichkeit sein. Dann sollen die Konzepte von T-Home, dem universellen Multimedia-PC und der digitalen Schaltzentrale in vielen Haushalten angekommen sein. Die digitale Schaltzentrale wird dabei mit einer Fernbedienung gesteuert, die selbst ein kleiner Computer ist.

Die Vision von Logitech-Produktmanagerin Sarah Waldmann reicht noch weiter: „Technisch möglich sind Szenarien, in denen man künftig mit der Ferndienung in Räumen das Licht oder die Klimaanlage aktiviert“, sagt sie. „Wenn man einen Film sehen möchte, schaltet die Fernbedienung nicht nur die komplette Anlage ein, sondern dimmt gleich auch das Licht und regelt die Temperatur auf einen behaglichen Wert.“ Dazu kann der „faule Knochen“ alle Geräte mit der richtigen Übertragungstechnologie ansprechen: den Fernseher etwa per Infrarot, das Garagentor dagegen per Funk. ■

Ulrich Schmitz

Ohne Titel

Die Sprachen der Fernbedienung

Ultraschall

Schall, dessen Frequenz zwischen 20 Kilohertz und 1 Gigahertz – und damit oberhalb der menschlichen Hörschwelle – liegt, bezeichnet man als Ultraschall. In Luft wird Ultraschall gedämpft – umso stärker, je höher seine Frequenz ist. Hindernisse wie Wände, Möbelstücke und Personen reflektieren oder absorbieren die Ultraschallwellen und stören dadurch deren Ausbreitung. Zum Übertragen der Steuersignale von Fernbedienungen wird Ultraschall daher kaum noch genutzt.

Infrarot

Die meisten im Haushalt gebräuchlichen Fernbedienungen – etwa für Fernseher, DVD-Rekorder oder Stereoanlage – arbeiten mithilfe von infrarotem Licht. Die elektromagnetischen Wellen des Infrarot, das auch als Wärmestrahlung bezeichnet wird, haben Wellenlängen von 780 bis 1000 Nanometer – und liegen damit im Bereich zwischen sichtbarem (rotem) Licht und Mikrowellen. Der Vorteil von Infrarot bei der Fernsteuerung von Geräten: Die Signale sind relativ unempfindlich gegen Störungen. Nachteil: Zwischen Sender und Empfänger dürfen sich keine Gegenstände befinden.

Funk

Funk- oder Radiowellen haben eine wesentlich höhere Wellenlänge als infrarotes Licht. Sie kommen als Übertragungsmedium für Steuersignale vor allem dort zum Einsatz, wo sich die Signale möglichst ungehindert durch Materialien ausbreiten sollen – zum Beispiel wenn es darum geht, ein Garagentor per Fernsteuerung aus dem geschlossenen Fahrzeug heraus zu öffnen oder zu schließen.

Bluetooth

Die Bluetooth-Technologie basiert ebenfalls auf Funkwellen, die jedoch nur eine relativ geringe Reichweite besitzen. Verwendet wird Bluetooth etwa, um diverse Geräte wie PC, Drucker und Digitalkamera kabellos zu verbinden oder um Daten zwischen zwei Mobiltelefonen auszutauschen. Handys, die auch als Fernsteuerung dienen können, nutzen diese Technologie.

Ohne Titel

Schon 1903, nur vier Jahre nach der Patentierung einer Fernsteuerung durch den kroatisch-amerikanischen Physiker Nikola Tesla präsentierte der Spanier Leonardo Torres Quevedo sein „ Telekino“ an der Pariser Akademie der Wissenschaften. Es bestand aus einem Roboter, der Kommandos ausführte, die Quevedo ihm per Funk übermittelte. 90 Jahre später griffen Raumfahrt-Ingenieure diese Idee wieder auf: Mit „Rotex“ – einem Experiment während der D2-Mission an Bord des US-Weltraumlabors Spacelab – gelang es 1993 erstmals, einen Roboter im Weltraum von der Erde aus fernzusteuern. Die Steuerung erfolgte vom Bodenkontrollzentrum des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen. Dabei ließen die Forscher den im Orbit um die Erde kreisenden Roboter mit seinen Greifarmen einen schwerelos durch die Raumkapsel schwebenden Würfel einfangen.

Ohne Titel

Bevor man ein Gerät wirklich „fernbedienen“ kann, muss es in Bereitschaft sein, um das Einschalt-Signal überhaupt verarbeiten zu können. Eine Faustregel lautet: Je mehr Fernbedienungen auf dem Tisch liegen – oder je mehr unterschiedliche Geräte man auf seiner Universal-Fernbedienung programmiert hat –, umso höher ist der Stromverbrauch im Standby-Modus. In Deutschland werden jedes Jahr über 20 Milliarden Kilowattstunden Strom im Standby-Modus verpulvert. Zwei Kernkraftwerke arbeiten nur für diese heimlichen Energiefresser. Zum Vergleich: Der gesamte jährliche Stromverbrauch von Berlin liegt bei 14 Milliarden Kilowattstunden. Ein Haushalt mit Fernsehgerät, Videorekorder, Stereoanlage, DVD-Spieler und Computer zahlt im Jahr rund 80 Euro allein für Strom, der in der betriebsbereiten Wartestellung verbraucht wird. Ein Fernseher zieht im Leerlauf etwa 8 Watt aus dem Netz, eine HiFi-Anlage 12 Watt. Wird die benötigte Spannung über ein zusätzlich integriertes Standby-Netzteil erzeugt, lässt sich die verbrauchte Leistung auf unter 1 Watt reduzieren. Doch der Einbau des Standby-Netzteils verteuert die Herstellung eines Geräts der Unterhaltungselektronik erheblich. Eine Liste des Stromverbrauchs von rund 400 verschiedenen TV-Geräten hat der Bund für Umwelt- und Naturschutz (BUND) zusammengestellt. Sie steht im Web unter: www.bund.net/klimaschutz.

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