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Künstliche Intelligenz

DevBoard: Ultra-Wideband für Position und Tracking


Ultrabreitband (UWB) ist keine neue Technologie – aber erst in den vergangenen Jahren hat sie richtig Fahrt aufgenommen und den Sprung in den Massenmarkt geschafft. Inzwischen steckt UWB in immer mehr Geräten, darunter zahlreiche Top-Smartphones und sogar Apples AirTags.

Bei UWB handelt es sich um eine energiesparende Funktechnik für kurze Distanzen, die Daten über ein besonders breites Frequenzspektrum von rund 500 MHz überträgt. Das macht sie vielseitig einsetzbar – von der Datenübertragung über Radarsensorik bis hin zur exakten Abstandsmessung. Vor allem Letzteres gilt derzeit als einer der spannendsten und am schnellsten wachsenden Anwendungsbereiche, mit den inzwischen recht günstigen AI Thinker UB03 Modulen können wir Maker nun auch mitspielen.



(Bild: ai-thinker.com)

Die Sensoren (an sich sind es Funkgeräte) arbeiten mit Frequenzen zwischen 6,25 und 8,28 GHz und einem 500 MHz breiten Funkspektrum. Die Funkwellen werden praktisch (von Antenne und Montage dieser abhängig) rundum ausgestrahlt und durchdringen auch viele Hindernisse und Menschen. Auch die Ausrichtung der einzelnen UWB-Geräte ist daher nicht entscheidend für die Qualität der Messung.

Bei zwei Geräten kann man den Abstand messen, bei mindestens drei Geräten auch schon eine absolute Position. Ein Gerät sendet einen kurzen Impuls aus, das andere (oder die anderen) antworten und das sendende Gerät kann aus der vergangenen Zeit (Laufzeit, Time of Flight, ToF) den Abstand errechnen. Dabei geht es um Milliardstel Sekunden, daher sind auch die genauesten Uhren auf den Boards erforderlich. So sind aktuell etwa 10 cm Genauigkeit erreichbar.



(Bild: Core Electronics)

Das „AI Thinker UB03 Kit“-Board kostet etwa 25 Euro (auf Breakoutboard mit ST-Mikrocontroller, es gibt sie auch einzeln) und man benötigt zwei davon. Beides sind praktisch Funk-Modems und werden mit AT-Kommandos gesteuert. Für den Einstieg muss man allerdings einiges an halb garen Websites und eventuellen Datenblättern auf Chinesisch wälzen. Jetzt gibt es aber eine gute Videoeinführung von Core Electronics auf YouTube. Auch die Tutorials auf deren Seiten sind für einen Einstieg geeignet. Es gibt dort auch den Code für MicroPython und C++.


(caw)



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iX-Workshop: E-Rechnungspflicht – Anpassung von Faktura- und ERP-Software


Seit 2025 gilt in Deutschland die gesetzliche Verpflichtung zur strukturierten E-Rechnung im B2B-Bereich. Das betrifft insbesondere Softwareentwickler und Hersteller von Faktura- oder ERP-Software, die nun ihre Produkte entsprechend anpassen müssen.

Unser Workshop E-Rechnungspflicht: Software richtig implementieren bietet Ihnen eine praxisnahe Anleitung, wie Sie die neuen XML-Formate des europäischen Rechnungsstandards EN16931, wie Cross Industry Invoice (CII), Universal Business Language (UBL), Factur-X und ZUGFeRD, sowie XRechnung im B2G-Bereich, unterstützen, prüfen und umwandeln können. Sie beschäftigen sich mit den Rollen, den Darstellungsdetails, der Umwandlung, der Prüfung und Umsetzung der X(ML)-Rechnung. Dazu gehören praktische Übungen, in denen Sie die verschiedenen XML-Formate kennen und anwenden lernen.

Oktober
06.10. – 10.10.2025
Online-Workshop, 09:00 – 12:30 Uhr
10 % Frühbucher-Rabatt bis zum 07. Sep. 2025

Der nächste Workshop findet vom 06. bis 10. Oktober 2025 statt und richtet sich an Softwareentwickler und Projektleiter, die Software herstellen, Rechnungen erstellen oder einlesen, sowie an ERP-Softwarehersteller und Data Scientists, die Auswertungen erstellen. An drei Vormittagen (06., 08. und 10. Oktober) treffen Sie sich online in der Gruppe mit dem Trainer. Für den zweiten und vierten Tag nehmen Sie Aufgaben mit, die Sie selbstständig lösen und am Folgetag in der Gruppe besprechen können.

Durch den Workshop führen Andreas Pelekies, technischer Erfinder des ZUGFeRD-Standards und (Co-)Autor verschiedener internationaler Standards, sowie Jochen Stärk, Diplom-Wirtschaftsinformatiker und Backend-Entwickler. Beide verfügen über langjährige Erfahrung in der Softwareentwicklung und haben sich auf Themen rund um die E-Rechnung spezialisiert.


Softwareentwicklung-Workshops

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(ilk)



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Strippenlos: Ladeständer für AirPods Max und weitere AirPods


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It was translated with technical assistance and editorially reviewed before publication.

Inzwischen lassen sich fast alle Apple-Mobilgeräte auf Wunsch auch drahtlos aufladen, sei es nun ein iPhone via MagSafe oder AirPods-Stöpsel und Apple Watch via Ladepuck. Bei den AirPods Max, Apples teuren Over-Ear-Kopfhörern, fehlt die Funktion hingegen. Zwar sind sie seit dem vergangenen Jahr erstmals mit einer USB-C-Ladefunktion (statt proprietärem Lightning-Anschluss) ausgerüstet, doch eine induktive Stromversorgung hat Apple nicht eingebaut. Stattdessen lädt man die Geräte mittels Strippe, deren Stecker man, sofern sich die AirPods Max in ihrer Hülle befinden, mehr schlecht als recht in die Buchse hineinfriemeln muss. Der langjährige Apple-Zubehöranbieter Mophie, ein Tochterunternehmen von Zagg, hat hier jetzt eine Lösung parat, von der man sich fragt, warum sie jetzt erst aufgetaucht ist: einen Ladeständer speziell für die Apple-Over-Ears, der zudem noch ein zweites Gerät mit Strom versorgen kann.

Der AirPods Max Charging Stand hat zwei Einsätze aus Silikon, in die die Ohrmuscheln genau hineinpassen. Statt mit einem ausgefahrenen Stecker zu arbeiten – was einfacher gewesen wäre –, setzt Mophie zur Verbindungsherstellung auf einen USB-C-Dongle, der in die USB-C-Buchse der AirPods Max gesteckt wird.

Dieser ist magnetisch und sorgt dafür, dass die Kopfhörer stets korrekt über den Ladepins platziert werden. Den von Mophie publizierten Bildern nach zu urteilen ist der Dongle flach, dürfte aufgrund seiner dunklen Farbe aber je nach AirPods-Max-Variante hervorstechen.

Nützlich ist, dass die AirPods Max sofort nach dem Auflegen in den Schlafmodus wechseln, also nicht unnötig weiter Strom verbrauchen. Der Schlafmodus wird auch aktiv, wenn man die AirPods Max in ihre Hülle einlegt. Neben der AirPods-Max-Ladefunktion hat der AirPods Max Charging Stand noch eine zweite Funktion: Unten befindet sich eine Qi-fähige Ladematte. Diese lässt sich etwa zum gleichzeitigen Laden regulärer AirPods-Stöpsel mit drahtlosem Ladecase nutzen – ob andere Geräte wie Handys genügend Platz finden und auch Apple-Uhren geladen werden können, blieb zunächst unklar.

Mophie macht auch keine Angaben dazu, ob der AirPods Max Charging Stand ein eigenes Netzteil mitbringt oder eine USB-C-Stromversorgung benötigt. Ein Kabel scheint beizuliegen. Mophie will für die AirPods-Max-Lader eine ganze Stange Geld: Das aus Alu und Silikon gefertigte Gerät steht mit 139,95 Euro in der Preisliste. Aktuell gibt es 5 Euro Rabatt, nach Deutschland zahlt man für das Porto nichts.


(bsc)



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Missing Link: Die Physik hinter dem Blutmond


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Eine totale Mondfinsternis – wie die vom Sonntagabend – gehört zu den faszinierendsten astronomischen Ereignissen, die sich mit bloßem Auge beobachten lassen. Wenn der Vollmond in den Schatten der Erde gleitet, verschwindet er nicht einfach, sondern verwandelt sich in eine rötlich schimmernde Scheibe – den sogenannten „Blutmond“. Dieses Phänomen, das in früheren Zeiten oft als Omen gedeutet wurde, hat eine rein physikalische Ursache, die eng mit der Erdatmosphäre verknüpft ist.




Was fehlt: In der rapiden Technikwelt häufig die Zeit, die vielen News und Hintergründe neu zu sortieren. Am Wochenende wollen wir sie uns nehmen, die Seitenwege abseits des Aktuellen verfolgen, andere Blickwinkel probieren und Zwischentöne hörbar machen.

Eine Mondfinsternis tritt nur bei Vollmond auf, wenn Sonne, Erde und Mond exakt in einer Linie stehen. Der Mond durchquert dabei den Schatten, den die Erde in den Weltraum wirft. Dieser Schatten besteht aus zwei Teilen: dem Halbschatten (Penumbra) und dem Kernschatten (Umbra). Während der Mond im Halbschatten nur leicht abgedunkelt wird, beginnt das eigentliche Spektakel, sobald er vollständig in den Kernschatten eintritt. Von der Mondoberfläche aus gesehen wäre die Sonne nun komplett von der Erdscheibe verdeckt. Man sollte annehmen, dass der Mond jetzt komplett finster ist – doch das ist er nicht.



Ablauf der Mondfinsternis am 7. September 2025

(Bild: Peter Rein)

Der Grund für das rötliche Leuchten ist die Erdatmosphäre. Sie wirkt wie eine gigantische, sphärische Linse, die das Sonnenlicht, das an der Erde vorbeistreift, bricht (refraktiert) und in den an sich dunklen Kernschatten lenkt. Ohne Atmosphäre gäbe es keinen Blutmond; der Mond wäre während der Totalität nahezu unsichtbar.

Doch warum ist das Licht rot? Hier kommt die Rayleigh-Streuung ins Spiel. Namensgebend ist John William Strutt, der dritte Baron Rayleigh. Es handelt sich um denselben Effekt, der uns tagsüber einen blauen Himmel und abends einen roten Sonnenuntergang beschert. Das Sonnenlicht ist ein Gemisch aus allen Spektralfarben mit unterschiedlichen Wellenlängen. Wenn dieses Licht auf die Moleküle in der Erdatmosphäre trifft, wird kurzwelliges, blaues Licht sehr viel effektiver in alle Richtungen gestreut als langwelliges, rotes Licht.

Die Rayleigh-Streuung beschreibt die elastische Streuung elektromagnetischer Wellen an Teilchen, deren Durchmesser deutlich kleiner als die Wellenlänge λ ist – beispielsweise bei der Streuung von Licht an einzelnen Molekülen. Sie tritt in der Erdatmosphäre vorwiegend an den Stickstoff- und Sauerstoff-Molekülen auf.

Das einfallende Licht versetzt die Elektronen in den Molekülen in Schwingung. Durch diese Anregung verhält sich das Molekül so, als ob es selbst ein kleiner Dipol wäre, der genau im Rhythmus des Lichts schwingt. Dieser Dipol sendet wiederum Licht aus – und zwar in derselben Wellenlänge wie das einfallende Licht.

Rayleigh-Streuung wirkt besonders stark auf kurzwelliges, also blaues Licht: Die Intensität der gestreuten Strahlung ist umgekehrt proportional zur vierten Potenz der Wellenlänge:


Formel der Rayleigh-Streuung

Formel der Rayleigh-Streuung

Die Intensität der Rayleigh-Streuung ist umgekehrt proportional zur vierten Potenz der Wellenlänge.

Dabei ist I die Intensität des gestreuten Lichts, I0 die ursprüngliche Intensität, λ die gestreute Wellenlänge und λ0 die Referenzwellenlänge.

Etwas komplizierter sieht die Formel für die Streuintensität in Abhängigkeit vom Streuwinkel θ aus; r ist dabei der Abstand von der Streuquelle, α die Polarisierbarkeit:


Formel für die Intensität in Abhängigkeit des Streuwinkels

Formel für die Intensität in Abhängigkeit des Streuwinkels

Rayleigh-Streuung in Abhängigkeit des Streuwinkels

Die Abhängigkeit der Streuintensität von λ-4 führt dazu, dass blaues Licht deutlich stärker gestreut wird als das rote Licht:


Formel für das Streuungsverhältnis von rotem und blauem Licht.

Formel für das Streuungsverhältnis von rotem und blauem Licht.

Blaues Licht Iblaublau = 450 nm) wird etwa 5,9 mal stärker gestreut als rotes Licht Irotrot = 700 nm).

Während das Sonnenlicht den Weg durch die Erdatmosphäre am Tag-Nacht-Rand der Erde zurücklegt, wird daher der kurzwelligere blaue Anteil fast vollständig herausgefiltert und weggestreut. Übrig bleibt primär der rote Lichtanteil, der seinen Weg relativ ungestört fortsetzt. Dieses tiefrote Licht wird durch die Atmosphäre wie durch eine Linse gebrochen und genau in den Kernschattenkegel gelenkt, wo es auf die Mondoberfläche trifft und von dort zur Erde zurückgeworfen wird.

Theoretisch ist dieser rote Schimmer immer vorhanden, wenn der Mond dicht über dem Horizont steht. Unter üblichen Bedingungen überwiegt das von der Sonne reflektierte jedoch weiß-gelbe Licht so deutlich, dass ein roter Anteil vollständig überstrahlt wird. Daher ist er beim unverdunkelten Vollmond für Erdbeobachter praktisch nicht wahrnehmbar.

Eine deutliche untergeordnete Rolle beim Blutmond spielt die Mie-Streuung, benannt nach dem deutschen Physiker Gustav Mie. Sie beschreibt die Streuung elektromagnetischer Wellen an Partikeln in der Größenordnung der Wellenlänge, sofern die Oberfläche der Partikel ein elektromagnetisches Feld erzeugt, welches zu einer Beugung der Welle führt. Die Mie-Streuung kann jedoch die Intensität und Nuancierung des rötlichen Lichts beim Blutmond beeinflussen, weil sie bei größeren Aerosolen und Staubpartikeln auftritt und zu einer insgesamt weißlicheren Streuung führt.

Ein ebenfalls beeindruckendes Naturschauspiel könnte man hypothetisch vom Mond selbst aus fotografieren, denn für einen dortigen Beobachter wäre die Erde während der totalen Mondfinsternis eine pechschwarze Scheibe, die von einem leuchtend roten Ring umgeben ist.

Trotz des beeindruckenden Anblicks ist der Blutmond extrem dunkel. Die Helligkeit des Mondes während der Totalität ist etwa 600.000-mal geringer als die eines normalen Vollmonds. Für Fotografen bedeutet das: Man muss die Belichtung um rund 19 Blendenstufen erhöhen, um ein korrekt belichtetes Bild zu erhalten.

Diese extreme Dunkelheit ist auch der Grund, warum der rote Schimmer schlagartig verschwindet, sobald der Mond den Kernschatten wieder verlässt. Selbst ein winziger, wieder direkt von der Sonne beschienener Sichelrand des Mondes überstrahlt das schwache, rötliche Restlicht so stark, dass es für unser Auge unsichtbar wird.

Die genaue Farbe und Helligkeit des Blutmonds kann dabei variieren – von einem leuchtenden Kupferrot bis zu einem tiefen, fast schwarzen Dunkelrot. Dies hängt vom Zustand der Erdatmosphäre ab: Sind die Luftschichten entlang des Terminators sehr staubig oder durch Vulkanausbrüche mit vielen Aerosolen angereichert, gelangt weniger Licht in den Kernschatten und der Mond erscheint dunkler. Eine saubere Atmosphäre sorgt hingegen für eine hellere und intensiver gefärbte Finsternis.

Letztlich ist der Blutmond also kein unheilvolles Zeichen, sondern ein wunderbares Lehrstück der Optik – eine Demonstration, wie die Atmosphäre unseres eigenen Planeten das Licht der Sonne malt und den nächtlichen Himmel in ein Kunstwerk verwandelt.

Wir wünschen viel Spaß beim Fotografieren und drücken die Daumen, dass sie einen wolkenlosen Himmel haben. Wer dieses Mal kein Glück mit dem Blutmond hat, kann es in Deutschland wieder am Silvesterabend 2028 versuchen.


(vza)



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