Zwykle używamy elektronów do przesyłania danych przez przewody, a czasem także światło. Czy ktoś wie o przykładowych systemach z prawdziwego świata, które używają do tego płynów (w tym powietrza), a także o zaletach w porównaniu do używania przewodów? Kiedy szukam komunikacji ciśnieniowej, dostaję monitorowanie ciśnienia w oponach TPMS lub „jak komunikować się pod ciśnieniem” lol. Nie odnoszę się również do systemów rur, które niosą kapsułki z papierem, ale do bezpośredniej komunikacji cyfrowej poprzez modulację ciśnienia powietrza lub płynu przez rurkę lub wąż.
Słyszałem o użyciu ciśnienia powietrza do przesyłania analogowych danych procesowych w fabrykach przed wynalezieniem 4-20 mA, ale nie jestem pewien szczegółów. To także technologia analogowa i bardziej interesują mnie cyfrowe strumienie danych.
Jestem pewien, że ten rodzaj systemu byłby powolny, ale może być interesujący do studiowania.
Dzięki za wszelkie informacje!
źródło
Odpowiedzi:
Pamięć linii opóźniającej rtęć wykorzystywała impulsy dźwięku w rtęci do przesyłania bitów. Zaletą tego (w porównaniu z sygnałami elektrycznymi) jest stosunkowo wolna prędkość propagacji 1 450 m / s, podczas gdy sygnały elektryczne poruszają się z prędkością powyżej 100 000 000 m / s.
Ta niska prędkość została wykorzystana do stworzenia pamięci. Emiter i odbiornik połączono za pomocą kolumny rtęci. Przechowywanie odrobiny odbywa się poprzez wysłanie impulsu do rtęci. Impuls ten zajmie trochę czasu, aby przejść przez rtęć do odbiornika. Gdy impuls dotrze do odbiornika, można go ponownie wyemitować (i znowu i znowu ...), pozwalając na przechowanie bitu, aż nie będzie już potrzebne. Więcej danych można zapisać na jednej linii opóźniającej, wysyłając ciągi impulsów.
UNIVAC I jest znanym przykładem komputera używającego tego typu pamięci. Przechowywał 120 bitów danych na kolumnę.
źródło
Jest stosowany w operacjach wiercenia ropy naftowej. Dane telemetryczne z głowicy wiertarskiej są przesyłane jako fale dźwiękowe, które rozprzestrzeniają się przez chłodziwo.
Szybkość transmisji danych jest beznadziejna (~ 10 bitów na sekundę), ponieważ potrzebne jest duże rozproszenie częstotliwości, aby uzyskać sygnał, który można oddzielić od hałasu rzeczywistego wiercenia.
Jest to element technik pomiaru podczas wiercenia (MWD) i często nazywany komunikacją pulsową w błocie (sygnał jest przesyłany przez modulowanie płynów, które są ogólnie nazywane „błotem”)
źródło
Przeczytaj wpis w Wikipedii na temat „ Fluidics ”. Przekonasz się, że płynny komputer cyfrowy, nazwany FLODAC, został zbudowany w 1964 roku. Zobaczysz także opisy płynnych wersji bramek logicznych. Tego rodzaju komponenty były bardzo przydatne w aplikacjach, w których interferencje elektromagnetyczne i / lub poziomy promieniowania były zbyt wysokie dla elektroniki.
źródło
Tak, jest kilka przypadków, ale nie jestem pewien, czy będziesz zadowolony z odpowiedzi.
Przed wynalezieniem elektroniki duże organy rurowe używały małych rur ołowiowych do przenoszenia sygnału z konsoli do odpowiedniej rury. System nazywa się „cylindrycznym działaniem pneumatycznym”. Każdy klucz w instrukcjach wymaga własnej tuby, a każde „zatrzymanie” również wymaga tuby.
Gdy organista naciska klawisz, albo wypuszcza rurkę do atmosfery albo do źródła próżni lub ciśnienia, w zależności od konkretnego narządu. To rozprzestrzenia się w górę rury do podstawy rury, gdzie otwiera zawór, aby przedmuchać powietrze do odpowiedniej rury.
To naprawdę cyfrowy system, sygnał jest obecny lub nie, może po prostu nie jest tak, jak myślałeś.
Drugi przypadek jest trochę bardziej komputerowy. Już w początkowych czasach komputerów domowych stacje radiowe czasami nadawały przez radio kod gry jako dźwięk. Jeśli nie masz kabli do podłączenia komputera do radia lub magnetofonu, możesz użyć mikrofonu. Pierwsze modemy starej szkoły zostały zaprojektowane w taki sposób, że można ustawić na nich zwykły telefon, a modem ma głośnik i mikrofon, zamiast podłączać bezpośrednio do linii
źródło
Pamiętam to jako logikę płynów . Oto stara okładka Scientific American:
Kanały zostały utworzone z tworzywa sztucznego, a strumienie powietrza lub płynu wykorzystano do „przełączenia” „obwodów”.
źródło
Dziwi mnie, że nikt nie wspominał o akustycznie sprzężonym modemie , choć trzeba przyznać, że to trochę technologia komputerowa sprzed czasów, kiedy wiedziałem, co znaczy „komputer”. W każdym razie możesz zobaczyć jeden działający tutaj .
źródło
Zanim zdalne sterowanie oparte na diodach LED stało się powszechne, wiele z nich było ultradźwiękowych.
Niektóre nadajniki były nawet całkowicie mechaniczne, nie wymagając baterii.
https://www.youtube.com/watch?v=PlgSuaIHYsY
źródło
Wyszukaj „logikę powietrzną” lub „komputery pneumatyczne”.
Wątpię, czy znajdziesz wiele przykładów cyfrowych (jeśli w ogóle je znajdziesz), ponieważ zrobienie czegokolwiek w ogóle wymaga zbyt dużej ilości sprzętu, co jest niepraktyczne w przypadku niestabilnych, nieminiaturyzowanych technologii. Analog robi znacznie więcej przy mniejszym sprzęcie. Główną zaletą technologii cyfrowej jest elastyczność i programowalność, ale większość z nich nie ma znaczenia, jeśli komputer jest zbyt zawodny, aby go uruchomić.
Przykład: Pojedynczy pełny sumator (który jest tylko 1-bitowy) potrzebuje kilkudziesięciu tranzystorów. Możesz zrobić wzmacniacz operacyjny dla tej samej liczby tranzystorów, ale może on zrobić użyteczne uzupełnienie i wiele więcej. Jeśli byłyby to lampy próżniowe lub pneumatyka zamiast tranzystorów, nie ma wątpliwości, czy wybierzesz cyfrowy czy analogowy, chyba że jesteś kimś szalonym jak amerykańskie wojsko.
Wolisz uruchomić 8 cyfrowych potoków, aby zasygnalizować 256 różnych wartości? Czy tylko pojedyncza rura analogowa?
źródło
Oto trzy rzeczy, o których jeszcze nie wspomniano:
Programowanie audio zegarka sportowego
Kiedyś miałem zegarek sportowy (Polar RS 100) z konfiguracją dźwiękową. Podobnie jak wspomniany już modem kubka akustycznego, oprogramowanie na komputerze koduje informacje o ustawieniach jako dźwięki, które można następnie wysłać do zegarka, przełączając zegarek w tryb odbioru i wkładając słuchawki pod zegarek. Komputer wyśle dźwięk, a zegarek odbierze i zastosuje ustawienia. Miał tę zaletę, że był niedrogi i nie wymagał połączenia elektrycznego.
Kontrola i sygnalizacja przełączników kolejowych
Another system is the Bianchi and Servettaz hydraulic interlock used in lever frames for Italian railroads in the 19th century. The same hydraulic mechanism that operated a rail switch also controlled the signals to tell approaching trains which direction the switch was set, so one could use it as an example of a digital hydraulic signal.
Pneumatic thermostats
Pneumatic thermostats use air as the medium to transmit a control signal to an actuator. Essentially, it's a one-bit digital transmission system.
źródło
2012 i późniejsze zabawki Furby komunikują się ze sobą oraz z aplikacją na tablet / smartfon za pomocą sygnałów audio modulowanych za pomocą innych rozmów i piskliwych dźwięków; możesz to usłyszeć jako rodzaj syku w tle:
https://en.wikipedia.org/wiki/Furby#2012_Furbies
Someone has done some reverse engineering:
https://github.com/iafan/Hacksby
źródło
A few years ago there was a case where a security researcher concluded that his BIOS had been compromised by a virus which was transmitted using PC speakers and microphones. I think it's pretty universally accepted that he was incorrect in that case (and that it would be basically impossible to cause an initial infection via this vector, unless there was already some backdoor in which case it's not really worth the effort).
It did however encourage a group at Fraunhofer FKIE to test the feasibility of this data transfer method, where they managed to get a transfer rate of ~20 bit/s over about 20 metres line of sight.
źródło
Advertizers are using ultrasonic (or nearly sonic) beacons that are picked up by smartphone microphones to track people. I can imagine that such a beacon is emitting some kind of FSK data.
Examples:
źródło
Backhoes use pneumatic controls. It's more analog than digital Any pipe organ uses air controls, it's pretty close to on/off And some cars used a vacuum system to control vents. The carburetor & intake manifold of the engine have a low pressure zone. So tap into that and install a hose and you have a source of 'vacuum' that is used to control A/C and heating. You can't get, obviously, more than about 14 psi, and only for small devices, and only for occasional actuations not continuous flow.
źródło