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Wohnen ohne Kabel

Geräte ohne Kabel liegen im Trend: Von Leuchten über Lautsprecher bis Ladestationen – längst haben wir uns daran gewöhnt, sie ohne Schnur zu bedienen. Doch wie funktioniert die Technik eigentlich? Wir zeigen, wo die elektrischen Geräte heute kabellos ihre Energie und Daten herholen.
Kabellose Tischleuchten von Neoz

Völlig losgelöst: Heutige Technik verzichtet gern auf lästige Verbindungen per Kabel - so auch diese mobilen Tischleuchten (Hersteller: Neoz). Sie lassen sich auf ihrer Ladestation ohne Kabel wieder aufladen.

In diesem Artikel
WLAN – Daten drahtlos aus dem Internet empfangen
Bluetooth – wenn Geräte sich miteinander unterhalten
Weitere kabellose Übertragungsarten: Z-Wave, Zigbee und NFC
Strom ohne Kabel
Die Zukunft kabelloser Geräte

Kurz mal mit dem Laptop in der Küche die Nachrichten checken, die Esszimmerleuchten per Tablet-PC dimmen oder den aktuellen Lieblingssong per Fingertipp am Handy auf der Anlage starten - kabellose Technik ist längst Alltag. Sollten den Geräten nach einiger Zeit der Strom ausgehen, braucht man für sie oft sogar nicht einmal mehr ein Aufladekabel. Einfach nur auf den neuen Beistelltisch mit aktiver Ladefläche legen - und schon lädt sich der Akku wieder auf.  Kabellos versteht sich.

Doch was steckt eigentlich hinter der schnurlosen Technik? Wo holen die Geräte das her, was früher mühsam durch verdrillte, verseilte oder gekreuzte Kabel transportiert wurde? Lesen Sie hier, wie die verschiedenen kabellosen Technologien funktionieren. Zu den kabellosen Übertragungswegen:

WLAN – Daten drahtlos aus dem Internet empfangen

Eine der häufigsten schnurlosen Übertragungstechniken ist das WLAN. Der Begriff ist die Abkürzung für die englische Bezeichnung "Wireless Local Area Network". Was im Deutschen soviel wie drahtloses, lokales Netzwerk bedeutet. Damit erklärt sich auch sein Zweck: WLAN dient dazu, eine Datenverbindung kabellos aufzubauen. Zumeist besteht diese zwischen einem Rechner und dem Internet. So können wir mit WLAN ganz bequem mit unserem Laptop auf dem Sofa im Internet surfen oder auf der Terrasse noch E-Mails abrufen. Weiter als 30 Meter reicht eine WLAN-Verbindung jedoch oft nicht. Massive Wände und Stahlbetondecken verkürzen zusätzlich die Distanz oder unterbrechen sie gar ganz.

Wie bei Fernsehen und Radio werden nämlich auch beim WLAN klassisch Funkwellen zur Übertragung benutzt, die jedoch eine begrenzte Reichweite haben. Die digitalen Daten nutzen im Gegensatz zum Rundfunk im Megahertz-Bereich das gesonderte Hochfrequenz-Band mit 2,4 und 5 Gigahertz. Statt nur zu empfangen, wird bei WLAN auch noch zurückgefunkt, um zum Beispiel die Adresse der gewünschten Internetseite zu übertragen. Zusammen mit kleineren, integrierten Antennen führt das alles zu begrenzten Reichweiten.

Grundsätzlich hat jeder neue Laptop, jedes Smartphone oder Tablet-PC schon WLAN mit an Board. Und auch das Einrichten eines WLAN-Netzes ist kaum noch kompliziert. Lediglich einen sogenannten Router benötigen Sie.

 

Wlan-Router

Keine Angst vor Technik und Kabel-Wirrwarr: Aktuelle WLAN-Router sind leicht zu installieren.

Der Router ist ein Taschenbuch großes Gerät zu Hause, das als Schnittstelle zum einen mit dem Internet verbunden ist und gleichzeitig das heimische WLAN-Funknetz aufbaut. Den Router gibt es schon vorkonfiguriert von der Telefongesellschaft, über die auch der Internetvertrag läuft. Dann heißt es zumeist nur: auspacken, Telefonkabel einstecken, Name für das private WLAN-Netz vergeben und ein privates Passwort auswählen. Fertig. Schon steht dem kabellosen Surfen mit Laptop & Co nichts mehr im Weg.

Bluetooth – wenn Geräte sich miteinander unterhalten

Während WLAN für die Datenübertragung zwischen Geräten und dem Internet dient, ermöglicht der ebenfalls verbreitete Funkstandard Bluetooth die Kommunikation von Geräten untereinander – wenn auch nur auf kurze Distanz. Schon nach wenigen Metern ist hier oft Schluss.

Der Name "Bluetooth" bezieht sich auf den dänischen König Harald Blauzahn (engl. Harold Bluetooth), der im neunten Jahrhundert Norwegen und Dänemark unter seiner Krone einte. Entsprechend dem historischen Vorbild fallen auch unter dem Dach des Bluetooth-Standards einstige Grenzen, und Bluetooth-fähige Geräte können  - unabhängig von Bauart und Hersteller - Daten problemlos miteinander austauschen. Die Einsatzmöglichkeiten sind dabei vielfältig. Sie reichen von:

  • drahtloser Bild- und Musikübertragung
  • über reine Datenübertragung
  • bis zum Identifizieren von Personen mittels Smartphone in einem Smart Home.
Bluetooth: Geräte-Kommunikation auf Kurzdistanz

Hersteller und Geräte-Typ sind Nebensache: Mit Bluetooth verstehen sich alle

Als Möglichkeit für die Datenübertragung über kurze Distanz entworfen, kann es gern mal sein, dass Bluetooth-Verbindungen schon nach wenigen Metern abbrechen. Auch kann eine intensive Datenübertragung den Akku von Mobilgeräten schnell "leer saugen". Daher sollte Bluetooth zum Beispiel am Smartphone möglichst nicht dauerhaft, sondern nur bei der akuten Benutzung eingeschaltet sein. Aber auch hier gibt es eine Lösung. Um den Geräteakku zu schonen, werden bei Geräten mit modernem Bluetooth die Datenmenge und Übertragungszeiten so gering wie nur möglich gehalten. Das spart kostbare Akkulaufzeit.

Weitere kabellose Übertragungsarten: Z-Wave, Zigbee und NFC

Für die meisten genügt es schon zu wissen, was WLAN und Bluetooth sind. Wer jedoch sein Haus als Smart Home mit vernetzten Geräten ein bisschen intelligenter machen möchte, sollte zumindest einmal von den Übertragungsmethoden Z-Wave, Zigbee sowie NFC gehört haben.

Zu den ersten zwei: Z-Wave und Zigbee sind zwei international etablierte Funkstandards, die speziell dafür entwickelt wurden, zu Hause geringe Datenmengen oder Impulse zum Einschalten von Geräten zu übermitteln. Diese Übertragungen sind enorm kurz, was Energie spart. So kommen Fenstersensoren, Bewegungsmelder und andere kabellose Smart-Home-Geräte oft mehrere Jahre mit ihren Batterien aus, ohne das diese mühselig gewechselt werden müssen. Firmen-Allianzen mit jeweils hunderten Partnern garantieren bei beiden Funkstandards, dass es für nahezu jeden gedachten Einsatzzweck ein passendes Gerät gibt. Obwohl sich die lizensierten Geräte untereinander bestens verstehen, gibt es leider einen anderen Nachteil bei den beiden Funkstandards: Zigbee und Z-Wave verstehen sich nicht direkt. So muss sich ein User vor dem Einrichten eines Smart Homes grundsätzlich einmal entscheiden, zu welchem von beiden Standards er gehören möchte.

Doch auch hier gibt es schon Hilfe: Seit kurzer Zeit sind von Drittherstellern Basisstationen auf dem Markt, die Befehle des einen Standards in den jeweiligen anderen übersetzen. So kann ein Zigbee-Bewegungsmelder jetzt auch einer Z-Wave-Lampe den Befehl zum Einschalten schicken.

Das oben ebenfalls erwähnte NFC ist hingegen eine ganz andere Technologie. Vielleicht haben Sie es schon beim Wochenendeinkauf an einer Supermarkt-Kasse gesehen: Immer häufiger wird bargeldloses Bezahlen ohne Pin-Zahl oder Unterschrift angeboten. Möglich macht das ein kleiner Chip mit flacher Drahtantenne auf der Kredit- oder EC-Karte. Dann braucht man lediglich seine Karte vor das Lesegerät halten und alle notwendigen Daten werden ausgelesen. Die Technik dazu nennt sich NFC (Near Field Communication) oder Deutsch: Nahfeldkommunikation. Was heute schon beim Einkaufen funktioniert, lässt sich natürlich auch im vernetzten Haus einsetzen. Die kleinen Computerchips sind dazu auf Aufklebern angebracht und lassen sich an jedem beliebigen Ort zu Hause anbringen.

 
Bargeldlos bezahlen mit NFC

Kontaktlos und ohne Bargeld bezahlen: Mit NFC in Kreditkarten oder Smartphone ist das kein Problem.

Als Auslesegerät dient dann ein NFC-fähiges Smartphone. Es erkennt den Chip und schickt entsprechende Steuersignale per WLAN oder Bluetooth an das vernetzte Haus, das wiederum Aktionen startet. So kann ein NFC-Aufkleber neben dem Bett dazu dienen, ein zuvor im Smart Home programmiertes Abendprogramm individuell einzuleiten. Sprich: Handy an den Aufkleber halten, das Handy erkennt den speziellen Chip, es sendet diese Informationen an die Smart-Home-Basisstation und diese startet das Zu-Bett-geh-Program. Dazu fahren elektrische Rollläden herunter, die Funkthermostate drosseln die Wärme der Heizung, Steckdosen von Stand-By-Geräten werden ausgeschaltet und das Nachtlicht im Flur schaltet sich in einem sanften Rotton ein. Das besondere an dieser Kommunikationsform ist, das der Chip gänzlich ohne Batterien funktioniert. Lediglich der Akku des Handys muss zum Auslesen aufgeladen sein.

Smartphone mit NFC-Chip

Gute Kombi fürs Smart Home: Smartphone mit NFC-Chip

Strom ohne Kabel

Apropos Geräteakku – wer kennt es nicht: Holt man ein akkubetriebenes Gerät wie einen Akkubohrer aus dem Schrank, haben diese häufig keinen Saft mehr. Bei Handys fehlt dafür häufig auch noch das richtige Aufladekabel. Wäre es da nicht toll, wenn Geräte sich automatisch und ohne Kabel wieder aufladen könnten? Was sich zunächst erst einmal utopisch anhört, ist eigentlich schon ein alter Hut. Die meisten haben genau so ein Gerät nämlich schon zu Hause. Gemeint ist die elektrische Zahnbürste. Aus Sicherheitsgründen funktioniert sie schon seit Jahren so, dass sie keinen Stecker braucht. Einfach auf die dazugehörige Station nach dem Zähneputzen stellen und sie ist stets einsatzbereit.

Die Technik, die dahinter steckt, nennt sich sehr wissenschaftlich "induktive Energieübertragung". Gemeint ist, dass der Strom hier nicht per Leitung von einem Ort zum anderen fließt, sondern mit einem kleinen physikalischen Trick von einer Stromleitung mit Spule drahtlos zu einer anderen übertragen wird. Genauer gesagt, entsteht um die erste Spule herum ein elektromagnetisches Feld, das die Elektronen in der anderen Spule hin und her bewegen lässt. Im Prinzip so, wie ein Magnet unter dem Tisch eine Metallkugel darüber berührungslos bewegen kann. Die sich bewegenden Elektronen sind nichts anderes als Wechselstrom, der im Empfangsgerät in Gleichstrom umgewandelt wird. Wie sonst auch lässt sich der Strom dann ganz einfach in einem Akku zwischenspeichern.

Ikea: Kleinmöbel und Leuchten laden drahtlos Handy und Tablet-PCs auf

Drahtlos zum Strom: Kleinstmöbel und Leuchten von Ikea gibt es auch mit integrierter Ladestation für Handys.

In den letzten Jahren zog die Idee dann auch aus dem Bad in weitere Wohnbereiche. Neben einigen Spezialanbietern hat nun sogar der schwedische Möbelriese Ikea eine ganze Reihe von funktionalen Kleinmöbeln im Programm. Ob Beistelltisch oder Leseleuchte, alle Mitglieder der Serie bringen eine aktive Ladefläche mit. So lassen sich Smartphones völlig kabellos, durch einfaches Ablegen bequem aufladen. Dabei ist es egal, ob die Technik schon integriert ist oder mittels spezieller Handy-Schutzhülle nachgerüstet wurde.

Und auch Tischleuchten werden kabellos. Mit Akkus ausgerüstet lassen sie sich je nach Bedarf bequem zu Hause umstellen. Schnelle Umzüge von der Terrasse ins Esszimmer machen sie so problemlos mit oder spenden beim Puzzeln mit den Kindern genau an der richtigen Stelle am Boden nötiges Licht. Sollte der Akku zur Neige gehen, werden sie einfach auf eine Ladestation gestellt und schon sind sie nach kurzer Zeit wieder aufgeladen.

Die Zukunft kabelloser Geräte

Doch die Entwicklung kabelloser Geräte geht weiter. Jeder, der einen Flachbildfernseher im Wohnzimmer hängen hat, kennt das Problem mit den unschönen Kabeln an der Wand. Für die Bildübertragung – zum Beispiel vom DVD-Player – sind schon kabellose Lösungen auf dem Markt und das in HD-Qualität. Doch das Stromkabel hängt immer noch an den Geräten und damit auch sichtbar vor der Wand.

 

Vollständig kabelloser Fernseher von Haier

Kein Kabel mehr: Bei der Fernseher-Studie von Haier erfolgt die Übertragung von Strom und Bild völlig drahtlos.

Doch auch hier entwickeln die Hersteller eine Lösung. Sony und der chinesische Hersteller Haier haben in den letzten Jahren erste Prototypen vorgestellt. Wie von Zauberhand flimmern die Bilder auf dem Bildschirm, der ohne Stromkabel auskommt. Forscher der südkoreanianischen KAIST-Universität ist dieser Trick sogar über 5 Meter gelungen. Und wie die anderen Geräte ist das ebenfalls keine Zauberei, sondern basiert auf einer ähnlichen Technik wie bei der guten, alten elektrischen Zahnbürste. Bleibt also nur abzuwarten, wann wir Fernseher genauso kabellos wie Bilder frei an der Wand aufhängen können.