Przykłady płynu (w tym powietrza) używanego do przesyłania danych cyfrowych? [Zamknięte]

25

Zamknięte . To pytanie musi być bardziej skoncentrowane . Obecnie nie przyjmuje odpowiedzi.

Chcesz poprawić to pytanie? Zaktualizuj pytanie, aby skupiało się tylko na jednym problemie, edytując ten post .

Zamknięte 5 miesięcy temu .

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!

digital-communications

— Ryan Griggs
źródło

79

Myślę, że nazywa się to „dźwiękiem” :-)

— Axis

2

Kiedyś użyłem 4-calowego węża ze stalowym oplotem jako (bardzo) nieszczelny falowód ... Czy to się liczy?

— brhans

2

„W jaki sposób dźwięki są wykorzystywane do przesyłania danych pod wodą?”

— JimmyB

11

Możesz wysłać 1-bitową wiadomość, że obiad jest gotowy z cząstkami pieczonego kurczaka.

— init_js

4

@init_js W rzeczywistości jest to system 3-stanowy - gotowanie (bez zapachu), przetwarzanie zakończone (pyszne!), spalone (czasem towarzyszy sygnał audio z zautomatyzowanego systemu przymocowanego do sufitu).

— manassehkatz-Reinstate Monica

44

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.

— Aaganrmu
źródło

To jest naprawdę fajne. Chciałbym zobaczyć, jak to działa.

— Ryan Griggs

1

Rejestr zawiera więcej szczegółów historycznych i zdjęcie. Alan Turing chciał użyć dżinu zamiast rtęci!

— Ben C

1

Tak. Na początku lat 70. współpracowałem z facetem (Walt Helvig), który wcześniej pracował na komputerze z pamięcią linii opóźniającej. Właśnie wymyślono wspomnienia półprzewodnikowe, a akustyczna linia opóźniająca szybko straciła przyczepność.

— Hot Licks

36

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”)

— Simon Richter
źródło

4

Ciekawa odpowiedź. Wydaje się to całkowicie nieznośną aplikacją do transmisji dźwięku z powodu wspomnianego powodu hałasu; Naprawdę zastanawiam się, dlaczego nie mogą zastosować jakiegoś rodzaju transmisji elektronicznej, skoro i tak istnieje mechaniczne połączenie z powierzchnią. Oczywiście akustyka ma sens w zastosowaniach podwodnych, w których nie ma połączenia (okręty podwodne / AUV), ponieważ ani światło, ani radio nie docierają bardzo daleko przez wodę.

— leftaroundabout

4

@leftaroundabout Może dlatego, że mocowanie wielu elastycznych prętów wiertniczych w brudnym środowisku o wysokich wibracjach w celu głębszego i głębszego osadzenia wiertła nie sprzyja stabilnym, czystym kontaktom elektrycznym. Trzeba też mieć kanały elektryczne biegnące wewnątrz wiertła, które obok płynu chłodzącego, który brzmi jak PITA i wymagałoby dedykowanych prętów wiertniczych do użycia z systemem telemetrycznym.

— DKNguyen

2

Jaki jest wymagany poziom mocy? Jak zasilane są urządzenia telemetryczne?

— TLW

2

Chłodziwo (błoto) jest przepychane przez system za pomocą pomp objętościowych, więc przepływ jest prawie stały. „Impulsy błota” są generowane przez utworzenie tymczasowej przeszkody na ścieżce przepływu, która z kolei generuje wzrost ciśnienia, a następnie zmniejsza się, gdy przeszkoda zostanie usunięta. Modulowanie aktywacji przeszkody pozwala wytworzyć sygnał ciśnienia wykrywalny z powierzchni. Urządzenie, które generuje niedrożność (tłok lub wirowanie), jest zasilane elektrycznie albo z własnych akumulatorów (najczęściej), albo czasami z wbudowanej turbiny wytwarzającej energię elektryczną.

— Hoki

2

A oto krótki przegląd 3 głównych rodzajów impulsów ciśnienia: telemetrie Mud Pulse

— Hoki

24

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.

— Barry
źródło

9

Tragedia polega na tym, że ta fizyka była znana wiktoriańczykom. W jakiejś alternatywnej rzeczywistości Babbage spotkał właściwą osobę, a komputer cyfrowy narodził się w latach 50. XIX wieku.

— nigel222

@ nigel222 nie ma mowy. Nie masz wentylatora z płynnymi bramami. Wymaga zbyt dużej mocy, aby zmienić stan każdej bramki. Naprawdę potrzebujesz do tego tranzystora i nie masz tranzystora bez mechaniki kwantowej, która została opracowana na początku XX wieku.

— user110971

3

@ user110971 artykuł wiki cytowany powyżej ( en.wikipedia.org/wiki/Fluidics#Amplifiers ) sugeruje inaczej, podobnie jak istnienie FLODAC.

— nigel222

9

@ user110971 istnienie komputerów z lampami próżniowymi oznacza, że nie potrzebujesz tranzystorów, aby mieć coś pożytecznego.

— mbrig

2

W 2009 r. Rhee and Burns wyprodukowali pneumatyczny (mikro) procesor .

— Eric Towers

15

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

— Andrew Crews
źródło

1

To doskonałe przykłady, dzięki! Pamiętam te stare modemy z gumowymi miseczkami, w których można postawić słuchawkę telefonu! Organy piszczałkowe to także naprawdę fajny przykład. Nie wiedziałem o tym.

— Ryan Griggs

1

W USA pierwsze modemy Ma Bell były podłączone i dzierżawione (tylko) z wysokimi miesięcznymi stawkami, ale (aż do decyzji Carterfone) konkurencyjne urządzenia musiały używać „sprzężenia akustycznego”, jak to opisano, i były to pierwsze najbardziej ludzie mogli sobie pozwolić

— dave_thompson_085

14

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”.

— Elliot Alderson
źródło

5

Myślę, że stare automatyczne skrzynie biegów (samochody) również używały logiki płynów.

— Marla

2

Dlaczego „przełączyć” w przestraszonych cytatach? Przepływy naprawdę są przełączane z jednego kanału do drugiego.

— Pete Kirkham

4

@PeteKirkham Zgadzam się z tobą o czasowniku „przełączony”, ale czułem, że terminy „przełącznik” i „obwód” były tak silnie powiązane z elementami elektrycznymi, że chciałem podkreślić analogiczne (takie same?) Funkcje w kontekście płynnym.

— Elliot Alderson

11

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 .

— nigel222
źródło

Andrew Crews wspomniał o tym w swojej odpowiedzi. :)

— Ryan Griggs

1

Przepraszam, przegapiłem to.

— nigel222

Właśnie miałem o tym wspomnieć!

— Hearth

9

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

— Matt Timmermans
źródło

Dobry! Pracowałem na telewizorach Zenith, które korzystały z tych mechanicznych pilotów zdalnego sterowania - w zasadzie tak jak mały ultradźwiękowy ksylofon.

— Edward

7

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?

— DKNguyen
źródło

W rzeczywistości szukałem przykładów, w których zastosowano płynne środki transmisji danych w taki sam sposób, jak przewody i światłowody. Tak naprawdę nie szukałem płynnego przetwarzania danych (ale i tak jest to absolutnie niesamowite!), Tylko przykłady przesyłania danych przez tego rodzaju medium. Tj. Magistrale danych Air lub fluid.

— Ryan Griggs

1

Są jednak w gruncie rzeczy tym samym. Powodem dla którego masz takie standardy, jak Ethernet, jest to, że elektronika może być produkowana masowo, a te same elementy są ponownie wykorzystywane i łączą się ze sobą. Z płynnym komputerem, każdy system jest prawdopodobnie (jak sądzę) całkowicie zbudowany na zamówienie. Kiedy jest budowany na zamówienie, nie ma żadnych standardów, ponieważ ponowne użycie i zamienność nie jest tak dużym problemem. W końcu ten komputer fluiduc musi jakoś wysyłać i odbierać sygnały do innych rzeczy w zakładzie (jak również w sobie, jak każdy inny komputer). Po prostu nie będzie miał nazwy „ethernet”.

— DKNguyen

2

Raczej. Jako przykład wykorzystujemy światło (światłowód) głównie do transmisji danych między cyfrowymi systemami elektronicznymi. Niewiele robimy z bramkami optycznymi i optycznym przetwarzaniem danych: ta praca jest wykonywana przez elektronikę. To była różnica, którą próbowałem wyjaśnić. Szukam mediów płynowych do połączenia między standardowymi elektronicznymi systemami cyfrowymi, podobnie jak światło jest stosowane w kablach światłowodowych.

— Ryan Griggs

@RyanGriggs Cóż, powodem, dla którego nie wykonujemy optycznego przetwarzania danych, jest to, że go nie rozwikłaliśmy. Gdybyśmy mogli, moglibyśmy i w tej dziedzinie trwają badania.

— DKNguyen

1

Absolutnie. Zgadzam się, że cyfrowe przetwarzanie światła byłoby niesamowite. Ale po prostu próbowałem wyjaśnić, że szukam mediów transmisyjnych, a nie możliwości przetwarzania.

— Ryan Griggs

5

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.

— Edward
źródło

Widziałem termostaty pneumatyczne. Zegarek jest fajny ... Jakie prędkości transmisji osiągnął?

— Ryan Griggs

Nie jestem pewien co do szybkości transmisji danych zegarka, ale możesz przeczytać instrukcję obsługi tutaj. To może gdzieś tam być. support.polar.com/e_manuals/RS100/…

— Edward

Podobnie jak Twój zegarek, niektóre lodówki LG mają tryb diagnostyczny, który emituje dane przez fale dźwiękowe.

— Jacob Krall

3

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

— Rob Crompton
źródło

2

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.

— llama
źródło

I remember reading about this. Obviously as you say, the initial infection vector would require a backdoor to already be in place. However it would let infected computers discover each other and possibly update or sync data. Also it would be cool to try sharing data between smartphones with this. You could even broadcast data like urls etc at events to anyone Iistening with a special app with no need to be connected to the venue's wifi or cellular data.

— Ryan Griggs

0

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:

— filo
źródło

0

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.

— Woody
źródło