Eingabegeräte

Tastaturen

Für den normalen Einsatz im Büro wird von einer Tastatur lange Lebensdauer, hohe Funktionssicherheit und eine ergonomische sowie sichere Bedienung gefordert. In jeder Tastatur befindet sich ein Mikrocontroller, der feststellt, welche Taste gedrückt wird und den Tastatur-Code dieser Taste seriell zum Rechner überträgt. Im Tastaturtreiber des Betriebssystems erfolgt dann die Umsetzung des Tastaturcodes in das eigentliche ASCII-Zeichen. Entscheidend für die dauerhafte Funktionsfähigkeit einer Tastatur ist die mechanische Standfestigkeit der Tasten. In der Regel besitzen die Tastaturen goldene Metallzungenkontakte, was eine hohe Lebensdauer bei ständigem Gebrauch gewährleistet. Einfachere Tastaturen haben dagegen nur eine dünne Kontaktfolie, die empfindlich ist und nur eine kurze Lebensdauer hat.

Ergonomische Keyboards - z. B. das Microsoft Natural Keyboard - stellen eine gesunde Position der Hände und Handgelenke sicher und vermindern dadurch die Gefahr von Verletzungen (u.a. Carpaltunnelsyndrom CTS oder Sehnenscheidenentzündung). Beschwerdefreies und effektives Arbeiten sind die angenehmen Folgen. Es ist generell wichtig sicherzustellen, dass sich Sitzfläche, Arbeitsfläche und Tastatur in richtiger Anordnung zueinander befinden. Tastaturen mit eingebauten Zusatzfunktionen haben alle den Vorteil, dass nur eine Schnittstelle am Computer belegt wird, obwohl mehrere Funktionen über das Keyboard zur Verfügung stehen. Es gibt Chipkartenlese-, Barcodelese-, Magnetkartenlese-Tastaturen und Multifunktionale Kartenlese-Tastaturen, die gleich mehrere Funktionen in einer Tastatur vereinen. Eine weitere Variante sind frei programmierbare Tastaturen zum Lesen von Kreditkarten, EC-Karten und Barcodes. Für die Zugangskontrolle können Chipkartenlese-Tastaturen mit integriertem Fingerprint-Sensor eingesetzt werden.

Mäuse und Trackballs

Im Wesentlichen besteht eine Maus aus einer Rollkugel und einer Sensor-Mechanik/Elektronik, die die Drehbewegungen der Kugel erfasst, in einen Datenstrom umwandelt und zum Rechner überträgt. Neueste Modelle arbeiten ohne Kugel, bei ihnen wird die Bewegung der Maus über eine optische Einheit erfasst. Vorteile: keine mechanischen Teile, keine Verschmutzung der Kugel, und die Maus kann unabhängig von der Oberfläche eingesetzt werden. Zusätzlich hat eine Maus auf der Oberseite noch ein bis vier Tasten, die entweder von der eingesetzten Applikation als Funktionstasten genutzt oder vom Benutzer selbst mit Funktionen belegt werden können. Die klassische Maus erfordert von ihrem Benutzer einiges an Geschicklichkeit, Fingerbeweglichkeit und vor allem einen Schreibtisch mit genügend freier Fläche. Die neuen Mäusegenerationen - z. B. von Genius, Logitech oder Microsoft - verfügen zusätzlich zu den Funktionstasten über ein kleines Rädchen bzw. eine Tastenwippe. Damit kann der Anwender in diversen Anwendungen zoomen und scrollen, ohne die Maus zu bewegen. Der Bildlauf durch die Informationsfenster wird komfortabler und die Navigation durch das Internet - z. B. mit dem Microsoft Explorer oder auch dem Netscape Navigator - schneller als bisher.

Mäuse ohne lästige Kabelverbindung bieten uneingeschränkte Bewegungsfreiheit auf der Arbeitsfläche. Die Funktechnologie hat inzwischen die Infrarottechnik bei den kabellosen Mäusen abgelöst. Vorteil der Funklösung ist, dass keine direkte Sichtverbindung zum Empfänger vorhanden sein muss, die Funkmaus funktioniert im Umkreis von ca. 2 m. Neu ist die IntelliMouse Explorer: Sie überzeugt durch ihr modernes Design mit silberfarbenem Gehäuse sowie rot schimmernder Unter- und Rückseite. Die neuartige IntelliEye-Technologie sorgt für eine noch nie dagewesene Präzision, da statt der beweglichen Teile (zum Abtasten der Bewegungsänderungen an der Unterseite der Maus) ein optischer Sensor die Bewegungen der Maus erfasst. Das Herzstück der Microsoft IntelliEye-Technologie ist ein kleiner Chip, der einen optischen Sensor und einen digitalen Signalprozessor (DSP) enthält. Der Sensor fertigt rund 1.500 Bilder pro Sekunde von der Arbeitsoberfläche an. Da auf bewegliche Teile, die Staub, Schmutz und Fett aufnehmen können, verzichtet wurde, muss die IntelliMouse Explorer nicht mehr gereinigt werden. Darüber hinaus arbeitet die IntelliMouse Explorer auf nahezu jeder Arbeitsoberfläche, so dass kein Mauspad mehr erforderlich ist. Die IntelliMouse Explorer ermöglicht mit ihrem Rad und den zwei neuen zusätzlichen Maustasten an der Seite effizientes und komfortables Arbeiten am PC.

Sollte kein Platz auf dem Tisch vorhanden sein, schafft hier ein Trackball Abhilfe, bei dem die Eingabe durch Drehen der obenliegenden Kugel und Bedienen der Tasten erfolgt. Im Grunde ist ein Trackball eine umgedrehte Maus, der auch die gleichen Funktionen erfüllt, aber weniger Platz benötigt.

Für 3D-Anwendungen eignen sich die Standard-Eingabegeräte wie Maus oder Trackball nicht unbedingt, da mit ihnen nur die gleichzeitige Kontrolle von zwei Freiheitsgraden möglich ist. Bei vielen 3D-Anwendungen, wie z. B. Virtual-Reality und 3D-Modellierung, ist aber die Kontrolle von sechs Freiheitsgraden notwendig. Für diese Anwendungen gibt es spezielle 3D-Mäuse, die diesen Anforderungen gerecht werden. Sie vereinen die Funktion einer gewöhnlichen Maus mit der Funktion eines Gerätes zur Bewegungssteuerung von 3D-Grafik-Objekten.

Scanner

Scanner sind zu einem wichtigen Hilfsmittel zur Übernahme von Daten geworden. Dies können gedruckte Texte, handschriftliche Vorlagen, Fotos oder Zeichnungen sein. Ein Scanner arbeitet nach folgendem Funktionsprinzip: Ein lichtempfindliches CCD-Element (Charge Coupled Device) fährt, angetrieben von einem Schrittmotor, die von einer Lampe beleuchtete Vorlage ab. Das CCD-Element erkennt für die jeweiligen Farben die Helligkeitsunterschiede und wandelt diese in Spannungswerte um. Die analogen Spannungen werden dann von einem Analog/Digital-Konverter in digitale Informationen umgesetzt und an den Rechner übermittelt. Je nach angewandter Scan-Methode wird der CCD-Lesekopf entweder einmal (one-pass) oder aber für jede der Grundfarben Rot, Grün und Blau (RGB) separat (three-pass) an der Vorlage entlangbewegt. Das one-pass Scannen kann dabei auf zweierlei Weise realisiert werden. Zum einen, indem ein weisser Lichtstrahl auf eine CCD gelenkt wird, die direkt eine RGB-Farbunterscheidung durch Filter vornimmt. Zum anderen kann der Lichtstrahl durch ein Prisma geführt werden, wo er in drei Farben (RGB) gebrochen und auf drei CCDs gelenkt wird. Erstgenannte Methode hat sich beim Scannen durchgesetzt.

Bei der Auswahl eines Scanners sind eine Reihe von Kriterien zu beachten. Die Auflösung eines Scanners wird in dpi (dots per inch) gemessen. Als Faustregel gilt dabei: Je höher die Auflösung, desto besser die Wiedergabe der Vorlage beim erneuten Ausdruck. Die dpi-Angabe bezeichnet die Anzahl der Pixel pro Zoll (1" = 2,54 cm), die von den Sensoren erfasst werden. Wird ein Bild z. B. mit 100 dpi erfasst, bedeutet dies, dass jedes Zoll in 100 Pixel zerlegt wird. Auf die Fläche gesehen liefert der Scanner also 100 x 100 = 10.000 Pixel pro Quadratzoll, bei 200 dpi sind es bereits 40.000 Pixel. Dabei wird deutlich, dass eine höhere Auflösung mehr Details einer Vorlage wiedergeben kann.

Zu bedenken ist jedoch, dass eine Verdopplung der Auflösung zu einer Vervierfachung der Datenmenge führt. Bei der eben beschriebenen Auflösung handelt es sich um die physikalische Auflösung eines Scanners. Sie bestimmt die tatsächliche Abtastung der Bildpunkte. Daneben wird immer auch eine mathematisch berechnete, so genannte interpolierte Auflösung eines Scanners angegeben. Mittels Software besteht die Möglichkeit, zwischen zwei erkannten Punkten weitere Zwischenwerte durch Interpolation zu berechnen. Dadurch stehen dem Rechner zusätzliche Informationen über Bildpunkte zur Verfügung, die zu einer Verbesserung des Ausdrucks führen.

Ein weiteres Beurteilungskriterium für einen Scanner ist die Farb- bzw. Bittiefe. Sie legt die Anzahl der beim Scandurchgang erfassten Graustufen bzw. Farben fest. So kann ein 1-bit-Scanner nur schwarz und weiss unterscheiden. Ein Scanner mit 8-bit-Farbtiefe kann dagegen bereits 256 Graustufen bzw. Farben (2 hoch 8) erkennen. Bei 24-bit-Scannern erhöht sich diese Zahl auf 16,7 Millionen Farbmöglichkeiten. Die derzeitige Grenze liegt bei einer Farbtiefe von 36-bit.

Eine Frage, die bei Neuanschaffungen beachtet werden sollte, ist, ob der Scanner Twain-kompatibel ist. Hinter Twain (Toolkit without an important name) verbirgt sich eine Vereinbarung führender Peripheriehersteller, einen Software-Schnittstellenstandard zu schaffen, der es ermöglichen soll, aus einer Applikation heraus Scanner verschiedener Hersteller zu nutzen. Wenn also ein Scanner einen Twain-Treiber besitzt, kann jedes Programm, das ebenfalls Twain unterstützt, auf diesen Scanner zugreifen. Twain beinhaltet eine API-Schnittstelle (Application Programming Interface = Schnittstelle für die Programmierung von Anwendungsprogrammen) und ein spezielles Protokoll, das die Verbindung mit dem Twain-Treiber des Scanners herstellt und den Scanablauf steuert.

Mit Twain wird deutlich, dass zum Scannen auch eine leistungsfähige Software benötigt wird. Denn der Scanner liefert dem Rechner lediglich in digitalen Daten, was er sieht. Was der Rechner dann daraus macht und wie die Daten weiterverarbeitet werden, ist eine Frage der Software. Ein spezielles Problem stellt dabei die Zeichen- bzw. Texterkennung dar. Eingescannte Texte müssen zuerst mit einem speziellen Texterkennungs- bzw. OCR-Programm (Optical Character Recognition) bearbeitet werden, um als Textdatei weiterverarbeitet werden zu können.

In der Regel ist im Lieferumfang der Scanner ein Standardsoftwarepaket enthalten. Dabei ist jedoch zu beachten, dass sich diese Scan-Software-Pakete zum Teil erheblich in ihrem Leistungsumfang voneinander unterscheiden. Oftmals wird auch nur eine LE-Version (Limited Edition) der Software mitgeliefert. Wichtig bei Scannern ist zudem, ob eine Durchlichtoption zum Einscannen transparenter Medien (z. B. Dias, Filme) vorhanden ist. In der Regel wird dazu ein Durchlichtaufsatz mit Fluoreszenzlampen auf dem Scanner angebracht.

Strichcodeleser

Strich- oder Barcodes sind heute in der gesamten Warenwirtschaft zu finden. Mit ihrer Hilfe können geringe Datenmengen sehr einfach, schnell und vor allem sicher für die Weiterverarbeitung in einen Computer eingelesen werden.

Es gibt eine Vielzahl von Codes für unterschiedliche Einsatzgebiete. Dargestellt werden die Codes mit einer Sequenz schmaler und breiter Striche bzw. Lücken. Beim optischen Abtasten werden die unterschiedlichen Reflexionen der dunklen Striche und der hellen Lücken im Empfänger in entsprechende elektronische Impulse umgewandelt. Diese Impulse werden von einem Mikroprozessor in rechnerverständliche Zeichen gewandelt und dann übertragen.

Weit verbreitet sind Strichcodeleser, die über das Tastaturkabel zwischen Tastatur und Rechner bzw. Bildschirmterminal angeschlossen werden. Diese Strichcodeleser benötigen weder eine zusätzliche Schnittstelle im Rechner noch eine eigene Stromversorgung. Eine besondere Programmierung oder Änderung der Hard- oder Software ist nicht erforderlich, da die Daten des Strichcodelesers vom Rechner genauso behandelt werden wie Tastatureingaben. Der Rechner unterscheidet nicht, ob die Daten vom Strichcodeleser oder von der Tastatur kommen. Das Umschalten zwischen der Dateneingabe über Decoder oder Tastatur erfolgt automatisch.

Inzwischen sind Funklösungen die Alternative, denn durch ihren Einsatz kann vor allem der Aufwand beim Wareneingang von unhandlicher Ware (z. B. Monitorpaletten) wesentlich reduziert werden. Die Funk-Basisstation wird zwischen Tastatur und Rechner eingeschleift, das Einlesen der Strichcodes erfolgt analog zu den herkömmlichen Leseeinheiten. Hauptvorteil ist die Mobilität, denn Funkscanner haben eine max. Reichweite von rund 30 m. Unterschiede zwischen den Strichcodelesern bestehen in der Anzahl der lesbaren Codes, in der Funktion der Code-Erkennung (automatisch/einstellbar), im Ableseabstand und der Leseart. Hierbei kommen Lesestift, CCD und Laserpistole zum Einsatz. Stiftleser sind ideal bei geringen Datenmengen. Als Lichtquelle wird eine rote LED verwendet. Um den Code korrekt erkennen zu können, muss der Stiftleser direkten Kontakt mit dem abzulesenden Code haben.

Bei CCD-Barcodelesern handelt es sich um Nahkontaktleser. Der Leseabstand liegt zwischen direktem Kontakt und wenigen Zentimetern. Laser-Barcodeleser können Codes noch bei grossen Entfernungen (70 cm) und wechselnden sowie gekrümmten Oberflächen reproduzieren. Als Lichtquelle ist eine Laserdiode im Einsatz.