Lautsprecher & Braillezeile

Sophie Kathrin Böhm 1AHWIL 2016/2017

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Inhaltsverzeichnis 1

Lautsprecher ...............................................................................................................................1

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Bestandteile und Funktionsweise ................................................................................................1 2.1

Der Weg zwischen Computer und Lautsprecher ...................................................................1

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Frequenzumfang .........................................................................................................................2

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Lautsprecherarten .......................................................................................................................3 4.1

Tauchspulenlautsprecher:....................................................................................................3

4.2

Magnetostat (meist bei Flächenstrahlern): ..........................................................................3

4.3

Elektrostaten (meist bei Flächenstrahlern):..........................................................................4

4.4

Piezolautsprecher: ...............................................................................................................4

4.5

Elektromagnetischer Lautsprecher: .....................................................................................4

5

Lautsprecher Verwendungszwecke .............................................................................................5

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Fehler und Beschädigungen ........................................................................................................5

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Geschichte ..................................................................................................................................6

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Braillezeile .................................................................................................................................8

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Funktion......................................................................................................................................8 9.1

Steuerung ............................................................................................................................8

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Vorteile ...................................................................................................................................9

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Geschichte ..............................................................................................................................9

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Quellen ................................................................................................................................. 10

12.1

Lautsprecher ..................................................................................................................... 10

12.2

Braillezeile ......................................................................................................................... 10

Lautsprecher

1 Lautsprecher Bei einem Lautsprecher wird elektrische Energie in kinetische Energie umgewandelt. Bewegungsenergie wird an die Luft weitergegeben (Schall).

2 Bestandteile und Funktionsweise Ein Lautsprecher besteht im Groben aus einem Dauermagneten, einer elektrischen Spule und einer Membran. Über eine Leitung gelangen Stromimpulse in den Lautsprecher. Wenn diese nun durch die Spule fließen, entsteht ein Magnetfeld. Dieses verändert ständig seine Richtung. Das Magnetfeld der Spule und das des Dauermagneten ziehen sich abwechselnd an und stoßen sich ab. Dadurch bewegt sich der an der Membran befestigte Dauermagnet in der Spule hin und her und versetzt die Membran in Schwingung. Durch diese Bewegung wird die Luft davor zusammen- und auseinandergedrückt. Es entstehen Schallwellen.

2.1 Der Weg zwischen Computer und Lautsprecher Die am Computer liegende Audiodatei wird mithilfe eines Musikplayers entschlüsselt und als digitales Signal zu einem Soundchip weitergeleitet. Dort wird das Audiosignal verbessert. Danach kommt das digitale Signal zu einem DigitalAnalog-Converter, welcher dieses in ein analoges Signal umwandelt. Im nächsten Schritt wird die Lautstärke mithilfe eines OPV (Operationsverstärker) angepasst und gelangt anschließend zu dem Lautsprechersystem. Im Verstärker wird abermals die Lautstärke angepasst und im letzten Schritt mithilfe einer Frequenzweiche in die verschiedenen Frequenzen (und somit auf verschiedene Lautsprecher) aufgeteilt.

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Frequenzumfang

3 Frequenzumfang Es gibt verschiedene Arten von Lautsprechern mit unterschiedlichen Frequenzumfängen. Die Tonhöhe bzw. die Tontiefe ist unter anderem von der Größe der Membran abhängig. Je größer diese ist, umso tiefer sind die Töne. Je kleiner, umso höher. Wegen seinem großen Frequenzumfang ist der Tauchspulenlautsprecher sehr verbreitet.  Hochtöner haben einen Frequenzumfang von 2500-20000 Hz. z.B.: Magnetostat, Piezolautsprecher, Tauchspulenlautsprecher  Mitteltöner haben einen Frequenzumfang von 400-2500 Hz z.B.: Tauchspulenlautsprecher  Tieftöner haben einen Frequenzumfang von 40-400 Hz z.B.: Tauchspulenlautsprecher  Subwoofer haben einen Frequenzumfang von 20-150 Hz Diese Art von Lautsprecher wird für tiefe Töne (Bass) genutzt. z.B.: Tauchspulenlautsprecher

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Lautsprecherarten

4 Lautsprecherarten        

Tauchspulenlautsprecher (elektrodynamischer Lautsprecher) Magnetostat Elektrostaten Piezolautsprecher (ohne Magneten) Elektromagnetische Lautsprecher Rundumstrahler Plasmalautsprecher ...

Es gibt sehr viele Lautsprecherarten. Sie arbeiten jedoch alle mithilfe eines Magnetfeldes und einer Membran. Einige der von mir aufgezählten Beispiele habe ich im folgenden Text näher erläutert.

4.1 Tauchspulenlautsprecher: Der Tauchspulenlautsprecher ist die am weitesten verbreitete Art von Lautsprechern. Bei diesem taucht eine Schwingspule, welche mit der Membran verbunden ist innerhalb eines Luftschachtes in ein Magnetfeld ein. Durch den wechselnden Stromfluss bewegt sich diese hin und her und versetzt die Membran in Schwingung. In der Ruhelage wird die Membran von einem elastischen Gummirand (der sogenannten Sicke) gehalten. Die Zentrierspinne (Spider) sorgt dafür, dass das Schwingteil wieder in seine ursprüngliche Position zurückkehrt und für dessen Dämpfung. Der Lautsprecherkorb dient zur Stabilisierung und ist für den Einbau nötig. Dies nennt man Tauchspulentechnik.

4.2 Magnetostat (meist bei Flächenstrahlern1): Ein Magnetostat funktioniert im Prinzip ähnlich wie der Tauchspulenlautsprecher, mit dem Unterschied das der Leiter großflächig über die Membran verteilt ist. Diese Art von Lautsprecher wird häufig nur als Hochtöner verwendet, da die Tiefbassfähigkeit wegen des geringen Membranhubes begrenzt ist.

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Wegen der großen benötigten Fläche

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Lautsprecherarten

4.3 Elektrostaten (meist bei Flächenstrahlern): Als Membran dient eine großflächige Platte, welche mit hoher Spannung elektrisch geladen wird. Dadurch entsteht ein elektrisches Feld. Die Membran ist zwischen zwei Metallgitter eingespannt. Gitter und Membran sind elektrisch voneinander isoliert. Das Musiksignal wird mittels eines Überträgers mit sehr hoher Spannung auf die Metallgitter gebracht. Durch das elektrische Feld der Membran wird diese in Schwingung versetzt. Auch bei dieser Art von Lautsprecher ist die Tiefbassfähigkeit wegen des geringen Membranhubes begrenzt.

4.4 Piezolautsprecher: Bei dieser Art von Lautsprecher werden Piezokristalle mit Elektroden verbunden. Die Kristalle verbiegen sich durch Anlegen von Spannung. Durch das Übertragen dieser Auslenkung auf eine Membran wird ein Ton erzeugt. Da dieser Lautsprecher ziemlich klein ist, eignet er sich ideal für Geräte wie Handys oder Tablets.

4.5 Elektromagnetischer Lautsprecher: Der Elektromagnetische Lautsprecher ist eine veraltete Version die nicht mehr hergestellt wird. Bei diesem schwingt ein von einer Spule umschlossener Eisenstab (welcher mit einer Membran verbunden ist) vor dem Luftspalt eines Dauermagneten. Eine weitere Möglichkeit ist, dass eine Eisen-Membran, welche den Schall direkt abstrahlt bewegt wird.

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Lautsprecher Verwendungszwecke

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5 Lautsprecher Verwendungszwecke Je nach Anforderung werden Lautsprecher in vielen verschiedenen Varianten genutzt. Unter Anderem ...      

als tragbare Lautsprecher (können beliebig bewegt werden) als Hornlautsprecher (durch ein Horn am Ende kann er Klänge in einem größeren Bereich leiten) als Gehäuselautsprecher (in öffentlichen Gebäuden für Durchsagen und Musik genutzt) als Deckenlautsprecher (runde, direkt in die Decke eingesetzte Lautsprecher) als freihängende Lautsprecher (sind abhängend von der Deckenlautsprecher Decke angebracht) als Einbaulautsprecher (ähnlich wie Deckenlautsprecher, nur das Einbaulautsprecher in der Wand eingesetzt werden) Allerdings werden Lautsprecher nicht nur in großen Gebäuden und bei Veranstaltungen genutzt, sondern auch im alltäglichen Leben. Egal ob beim Handy, als Kopfhörer, beim Computer oder als Radio, ....

6 Fehler und Beschädigungen Mit zunehmendem Alter der Geräte können Fehler, bzw. Beschädigungen auftreten. Zum Beispiel kann es durch Rissbildung an der Zentrierspinne zu einem knackenden Geräusch kommen. Auch eine unterbrochene Zuleitung zur Schwingspule (Litze), kann Fehler, wie knallende Geräusche, Aussetzer oder den kompletten Ausfall zur Folge haben. Weiters kann es zur Rissbildung an der Membran oder auch zu Schädigungen an der Spule kommen. Dies sind nur einige Beispiele. Beschädigungen können an vielen Teilen im Lautsprecher auftreten und haben oft nicht nur Auswirkungen auf den Klang des Geräts sondern können dieses auch langfristig schädigen. Heutzutage können allerdings schon viele kaputte Lautsprecherteile schnell wieder repariert werden.

Geschichte

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7 Geschichte Lautsprecher sind im heutigen Leben nicht mehr weg zu denken. Dessen Erfindung hängt eng mit der des Telefons zusammen. Im Laufe der Zeit arbeiteten viele Wissenschaftler an der Entwicklung des Lautsprechers.

Antonio Meucci (* 13.04.1808 - † 18.10.1896) 1854 entwickelte Antonio Meucci eine Fernsprechverbindung. Wegen finanziellen Problemen war er jedoch gezwungen seine Erfindung zu verkaufen.

Johann Philipp Reis (*07.01.1834 - †24.01.1874) J.P. Reis entwickelte 1860 die elektrische Sprachübermittlung (das Telefon). Im Jahr 1861 gelang es J.P. Reis Klänge und Sprache über eine Distanz von knapp 100m zu übertragen.

Elisha Gray (*02.08.1835 - †21.01.1901) 1867 reichte Elisha Gray sein erstes Patent für ein telegraphisches Gerät ein. 1876 reichte er die Ergebnisse seiner zuvorigen Forschung der elektrischen Übertragung von Tönen als Patent ein. Der Antrag wurde jedoch abgelehnt. Alexander Graham Bell (*03.03.1847 - †01.08.1922) 1873 erkannte Alexander Graham Bell, dass die fortlaufende Änderung des Stroms zur Übertragung einer Stimme nötig ist. Alexander Graham Bell baute auf der Idee von P. Reis auf. Er entwickelte die Erfindung so weiter, dass diese ohne Batterie auskam und eine höhere Reichweite besaß.

Thomas Alva Edison (*11.02.1847 - †18.10.1931) 1877 erfand Thomas Alva Edison den Phonographen. Er hörte das erste gesprochene und aufgenommene Wort über seinen Phonograph. Durch einen Trichter wurde der Schall verstärkt.

Geschichte

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Emil Berliner (*20.05.1851 - †03.08.1929) Emil Berliner ist der Erfinder des Mikrofons. Außerdem meldete er 1087 ein Patent auf ein Grammophon mit scheibenförmigen Tonträgern an. Der Schall wurde jedoch noch mechanisch auf eine Membran geleitet und mit einem Trichter verstärkt.

Ernst Werner von Siemens (*13.12.1816 - †06.12.1892) 1874 beschrieb Siemens den ersten dynamischen Lautsprecher (Signalumformer). Dieser bestand aus einer kreisförmigen elektrischen Spule, welche sich in einem Magnetfeld bewegt. Des Weiteren entwickelte er das erste Lautsprecherhorn. Sein Lautsprecher wog damals noch 33kg.

Sir Oliver Joseph Lodge (*12.06.1851 - †22.08.1940) Sir Oliver Lodge entwickelte und verbesserte den Lautsprecher weiter. Der Klang war jedoch noch immer nicht sehr gut und der Aufbau sehr kompliziert.

Edward Washburn Kellogg (*18.10.1790 - †29.05.1960) und Chester Williams Rice (*16.12.1888 - †1951) Der heute noch genutzte dynamische Lautsprecher wurde von den Erfindern Edward Washburn Kellogg und Chester Williams Rice 1925 entwickelt. Paul G. A. H. Voigt (*09.12.1901 - †09.02.1981) Ein großes Problem damals waren die Magnete. Voigt hat, in seiner Firma Lautsprecher mit Elektromagneten gebaut. Später stellte er auch einen Lautsprecher mit Permanentmagneten vor.

Albert Neville Thiele (*04.12.1920) und Richard H. Small (*1935) Albert Thiele und Richard Small forschten an der Wechselwirkung zwischen Lautsprecher und Gehäuse. Die Ergebnisse der Forschung bilden heute die Grundlage für die Lautsprecherentwicklung.

/Braillezeile

8 Braillezeile Die Braillezeile ist ein Ausgabegerät mit dessen Hilfe blinde Menschen Texte von einem Computer lesen können. Diese stellt Zeichen in Brailleschrift (Blindenschrift) dar.

9 Funktion Die Braillezeile kann via USB, Bluetooth oder W-LAN mit dem Computer verbunden werden. Dieses Gerät verfügt über eine Navigationstaste, mit welcher Bildschirmtext ausgewählt werden kann. Die Ansteuerung erfolgt mithilfe von Bildschirmleseprogrammen (Screenreader-Software), welche den Inhalt entsprechend umsetzen. Die Zeichen werden durch kleine Stiftchen, welche in einer bestimmten Kombination leicht gehoben werden gebildet. Dies funktioniert mithilfe des Piezoeffektes. Durch elektrische Spannung verformen sich die Kristalle. Das hat zur Folge, dass ein Stiftchen aus der Braillezeile herausgehoben wird. Normalerweise besteht die Brailleschrift aus sechs Punkten, bei der Braillezeile werden allerdings acht Punkte benutzt, da bei Computern mehr Zeichen benötigt werden. Insgesamt können 256 verschiedene Zeichen dargestellt werden.

Der Text wird zeilenweise (max. 80 Zeichen) auf der Braillezeile in Blindenschrift dargestellt und kann durch Ertasten gelesen werden.

9.1 Steuerung Braillezeilen können zwischen 12 und 80 Module haben. Je nach Anzahl dieser Module müssen unterschiedlich oft Steuerungsbefehle erteilt werden. Sind nur wenige vorhanden, muss der Benutzer oft eingreifen. Andersherum muss er nur wenig Befehle geben. Durch entsprechende Programmierung ist es bei den meisten Braillezeilen möglich, dass bestimmte Stellen am Bildschirm automatisch angesteuert werden können. Durch das Drücken kleiner Knöpfchen oberhalb oder unterhalb der Elemente, ist es bei moderneren Geräten möglich an diese Stelle zu gelangen. Dieses Cursorrouting ist besonders gut zum Verbessern von Texten am Computer geeignet.

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Vorteile

10 Vorteile Die Braillezeile ermöglicht auch sehbehinderten und blinden Personen einen einfacheren Zugang zu Informationen und auch Möglichkeiten zur Weiterbildung. Dies sind allerdings nicht die einzigen Vorteile dieser Technologie. Auch im beruflichen Leben bieten sich dadurch neue Wege an. Blinden wird es somit ermöglicht leichter in Büros am Computer zu arbeiten. Des Weiteren sind sie nun auch alleine in der Lage Texte am PC zu kontrollieren und gegebenenfalls auch zu verbessern.

11 Geschichte Die Brailleschrift sowie Braillezeile erhielt ihren Namen durch ihren Erfinder Louis Braille, welcher selber blind war. Er forschte an einer Lösung, mit welcher auch Blinde lesen können. Bei seiner Suche nach dieser entdeckte er die vom US Militär genutzte Nachtschrift. Louise Braille vereinfachte diese auf 6 Punkte pro Zeichen. Damit konnten insgesamt 64 Zeichen dargestellt werden. Im Jahre 1829 hatte er seine Blindenschrift fertiggestellt und ermöglicht seither vielen blinden Menschen einen einfacheren Zugriff auf Wissen. Die Braillezeile wurde im Jahr 1975 erfunden. Damals diente sie anfangs noch zur Anzeige der Ergebnisse von Taschenrechnern. Später wurde sie weiterentwickelt um auch Texte von Computern lesen zu können.

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Quellen

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12 Quellen 12.1 Lautsprecher Text:  http://www.itwissen.info/  http://www.hornlautsprecher.de/kapitel101.htm  http://www.beyond-the-screen.de/2013/09/10/artikelserien/technik-einfacherklart/technik-einfach-erklaert-wie-funktionieren-eigentlich-lautsprecher/  http://de.rsonline.com/web/generalDisplay.html?id=infozone&file=electrical/lautsprech er  https://www.youtube.com/watch?v=2lxZKSs2yxY  http://www.fairaudio.de/lexikon-p.html

Bilder:  Deckblatt: http://www.henri.de/media/image/37/86/8f/12zoll-Box-lautsprecherbox-84754-01370.jpg  Tauchspulenlautsprecher: http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Tauchspulen-Lautsprechermoving-coil-loudspeaker.html  Deckenlautsprecher: http://www.lb-lautsprecher.de/Randlose-Einbaulautsprecher  Erfinder: http://www.hornlautsprecher.de/kapitel101.htm

12.2 Braillezeile Text:  http://web.metec-ag.de/geschichte%20braille%20tactile.html  http://access4all.ch/blog/?p=3593  http://www.anderssehen.at/hilfen/zeile.shtml

Bilder:  Deckblatt: http://www.bilderbuch-

Quellen

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koeln.de/bilder/k%C3%B6ln_altstadt_s%C3%BCd_braillezeile_sever in_schule_lvr_f%C3%B6rderschule_sehen_a15e167898_978x1304x in.jpeg  Braillezeile: https://www.bfwonline.de/BlindeAmPC/braille2.html  Louis Braille: http://louisbrailleschool.org/resources/louis-braille/