De duitsers stonden technisch zeer sterk aan het begin van de oorlog, met televisieuitzendingen, communicatieapparatuur op de korte golf, de eerste radars, de holle lading, enz. Speciale buistypes waren voorzien voor gebruik in vliegtuigen: het waren buizen met een metalen omhulsel die in een speciale houder geschoven werden. Engelse apparatuur was van mindere kwaliteit en gebruikte consumer-onderdelen. Gedurende de oorlog viel de voorsprong van de duitsers echter weg, en ze moesten bestaande technieken verder verbeteren. De kwaliteit van de toestellen ging achteruit: eerst gebruikte men een aluminium frame, dan staalplaat en op het einde zelfs geïmpregneerd karton.

Beeldmateriaal hieronder afkomstig (c) F. Dörenberg, www.hellschreiber.com, gebruikt met toestemming Omzetting van het cijfer 3 in een bitmap Layout van de kodeerdrum), met in het blauw het spoor dat afgetast wordt als er een 3 getoetst wordt en in het rood het spoor voor de letter I, die enkel uit een verticale streep bestaat Toetsenbord

Het probleem is eenvoudig: hoe kan het leger berichten versturen over slechte (gestoorde) verbindingen, naar eenheden die vaak niet over een marconist beschikken. Het toestel moet eenvoudig zijn, zodat het nagenoeg overal gebruikt kan worden. Het systeem moet in staat zijn verstuurde berichten autonoom op te schrijven.

En inderdaad; het systeem was zo vernuftig dat het bijna overal werd toegepast: in vliegtuigen (om het signaal van bakens te decoderen), in duikboten (dit systeem was in staat de lange-golf berichten onder water te decoderen) en ook aan land.

De naam van het systeem is Hellschreiber, naar de naam van de uitvinder, Rudolf Hell. Het heeft niets te maken met helle letters (de afdruk is donker op wit papier).

Het systeen is niet echt een faxmachine: er wordt geen afdruk doorgestuurd van het origineel. Het is ook geen teleprinter of telex (schrijfmachine op afstand) en het is ook geen morse: het is een combinatie om tot een systeem te komen dat zo eenvoudig mogelijk is en toch zo betrouwbaar mogelijk werkt (belangrijk op het slagveld). Het kan gebruikt worden daar waar andere systemen het al lang opgegeven hebben (slechte signaalkwaliteit). Het kan gebruikt worden over telefoonlijnen en via radiogolven. Kortom: het perfekte systeem.

De tekens worden als bitmaps verstuurd. Dit heeft als voordeel dat een foute transmissie enkel als gevolg heeft dat de tekens een beetje vervormd zijn, maar nog steeds leesbaar zijn, terwijl bij een teleprinter er geen tekens ontvangen zouden worden. De interpretatie van een ontvangen teken wordt aan de mens overgelaten, en die doet dat beter dan een machine. Er is ook geen synchronisatie voorzien, waardoor de ontvangst automatisch kan (her)starten na een onderbreking. Bij een telefax is er een synchronisatie nodig (begin blad, begin lijn), waardoor de verzending volledig wegvalt bij een korte onderbreking. Het systeem is een beetje vergelijkbaar met de beeldaftasting zoals bij televisie (die toen reeds in Duitsland gebruikt werd).

De zender is een soort schrijfmachine, het heeft een toetsenbord en een kodeerdrum (ongeveer 30 cm lang en met een diameter van 5cm). De kodeelwiel bevat de aan-uit kodes (grafische kodes) van ieder letter. Als er een toets ingedrukt wordt, dan drukt er een metalen pen op de juiste positie tegen de drum en leest de grafische kode voor die letter terwijl dat de drum draait. De metalen pen kan enkel tegen de drum komen aan het begin van de letterkode, en wordt automatisch gelicht op het einde van de letter. De letter is gekodeerd als een strook geleidende en niet geleidende puntjes. De kode voor de geselecteerde letter wordt uitgestuurd via de radio of via de telefoonlijn. Dat is alles: geen synchronisatie, geen start-stop tekens, de eenvoud zelf.

Printer

Hier ook is er geen synchronisatie tussen zender en ontvanger: om toch altijd een leesbare teken te hebben wordt ieder teken tweemaal onder elkaar gedrukt. Minstens één van die tekens is volledig zichtbaar.

Na de tweede wereldoorlog is er een versie gekomen met start-stop signalering, waardoor het niet meer nodig was dat de tekens dubbel gebrukt werden. De synchronisatiepuls kon bijvoorbeeld een geluidspuls zijn op een andere frekwentie dan de 900Hz die gebruikt werd om de schrijfstift te bedienen. Het systeem blijft compatibel met het origineel systeem dat een dubbele afdruk maakt: de synchronisatie wordt gewoon niet erkend.

Voorbeeld van printout

Een kant-en-klaar systeem voor het landleger (Feld-Hell) kon door één persoon gedragen worden en bestaat uit:

1. motor-generator die op 12V gevoed wordt en de nodige spanningen levert voor de electronica. De motor drijft ook de printer en de codeerdrum aan.

2. de printer met papierband en inktsysteem. De papierrol zit samen met een reserverol in de lade onder het toestsenbord.

3. het toetsenbord met daarachter de kodeelwiel

4. de electronica voor het detecteren van de kodes (modem zouden wij nu zeggen)

Het toestel wordt op een aangepaste zend-ontvanger aangesloten (in de plaats van de morse sleutel) maar kan ook direct aangesloten worden op een telefoonlijn.

Het toestenbord heeft slechts een beperkt aantal toetsen (enkel hoofdletters zijn mogelijk). Er is een spatietoets en een toets (groen) die gebruikt kan worden als morse-sleutel. Een speciale toets kan ingedrukt en vergrendeld worden om de lijn bezet te houden. Om de zoveel seconden wordt er dan een korte pieptoon op de lijn gezet (de voorloper van het wachtmuziekje).

Het toestel kan samen met een Enigma kodeermachine gebruikt worden (beide toestellen staan los van elkaar). Met de Enigma machine worden berichten gekodeerd en gedecodeerd (het toestel bestaat uit een toetsenbord en een reeks lampjes (evenveel lampjes als er toetsen zijn). De gekodeerde berichten kunnen dan verstuurd worden met de Feld Hell machine, want de Enigma kodeermachine heeft geen enkele interface met andere toestellen.

Rechts een printout: de strips worden op een blad papier geplakt zoals een telegram.

Een eigenschap van de Hellschreiber (zijn relatief ongevoeligheid voor storingen) werd gebruik op de radio-bakens Bernhard/Bernhardine die ontwikkeld werden na het falen van het Knickebein systeem.

Niet militair gebruik

Na de oorlog gebruikte de duitse spoorwegen het systeem in plaats van een telexmachine om de verschillende stations te verbinden. De telex was toen veel te duur voor Duitsland die verzwakt uit de oorlog kwam. Men kon een bericht sturen naar één station, maar ook naar verschillende stations terzelfdertijd.

Na de oorlog werd hetzelfde systeem door Rusland gebruikt, enkel de kode-drum werd vervangen (cyrillisch schrift), maar verder moest er niets aan het systeem gewijzifd worden.