Esempi di fluido (compresa l'aria) utilizzato per trasmettere dati digitali? [chiuso]

Di solito usiamo gli elettroni per comunicare i dati attraverso i fili e talvolta usiamo anche la luce. Qualcuno conosce i sistemi di esempio del mondo reale che usano fluidi (compresa l'aria) per fare questo, e i vantaggi rispetto all'uso dei fili? Quando cerco comunicazioni sulla pressione dell'aria ottengo il monitoraggio della pressione dei pneumatici TPMS o "come comunicare sotto pressione" lol. Inoltre, non mi riferisco ai sistemi di tubi che trasportano capsule messenger con carta all'interno, ma piuttosto a dirigere le comunicazioni digitali attraverso la modulazione della pressione dell'aria o del fluido attraverso un tubo o un tubo.

Ho sentito parlare dell'utilizzo della pressione dell'aria per comunicare dati di processo analogici nelle fabbriche prima dell'invenzione di 4-20 mA, ma non sono sicuro dei dettagli. Inoltre, questa è una tecnologia analogica e sono più interessato ai flussi di dati digitali.

Sono sicuro che questo tipo di sistema sarebbe lento, ma potrebbe essere interessante da studiare.

Grazie per qualsiasi informazione!

La memoria della linea di ritardo del mercurio utilizzava impulsi sonori nel mercurio per trasferire i bit. Il vantaggio di questo (rispetto ai segnali elettrici) è la velocità di propagazione relativamente lenta di 1 450 m / s mentre i segnali elettrici viaggiano a velocità superiori a 100.000.000 m / s.

Questa bassa velocità è stata sfruttata per creare memoria. Un emettitore e un ricevitore erano collegati usando una colonna di mercurio. La memorizzazione di un po 'viene effettuata emettendo un impulso nel mercurio. Questo impulso richiederà del tempo per viaggiare attraverso il mercurio fino al ricevitore. Una volta che l'impulso raggiunge il ricevitore, può essere nuovamente emesso (e ancora e ancora ...), consentendo di memorizzare il bit fino a quando non è più necessario. Più dati possono essere memorizzati in una singola linea di ritardo inviando treni di impulsi.

UNIVAC I è un famoso esempio di computer che utilizza questo tipo di memoria. Memorizzava 120 bit di dati per colonna.

È utilizzato nelle operazioni di trivellazione petrolifera. I dati di telemetria dalla testa del trapano vengono trasmessi come onde sonore che si propagano attraverso il liquido di raffreddamento.

Le velocità dei dati sono spaventose (~ 10 bit al secondo) perché è necessaria molta diffusione della frequenza per ottenere un segnale che può essere separato dal rumore della perforazione effettiva.

Fa parte delle tecniche di misurazione durante la perforazione (MWD) e spesso indicato come comunicazioni a impulsi di fango (il segnale viene trasmesso modulando i fluidi che sono genericamente chiamati "fango")

Leggi la voce di Wikipedia su " Fluidics ". Scoprirai che un fluido computer digitale, chiamato FLODAC, fu costruito nel 1964. Vedrai anche le descrizioni delle versioni fluide delle porte logiche. Questi tipi di componenti erano molto utili in applicazioni in cui le interferenze elettromagnetiche e / o i livelli di radiazione erano troppo alti per l'elettronica.

Sì, ci sono alcuni casi, ma non sono sicuro che saresti felice con le risposte.

Prima che fosse inventata l'elettronica, grandi organi a canne usavano piccoli tubi di piombo per trasportare il segnale dalla console al tubo in questione. Il sistema è chiamato "Azione pneumatica tubolare". Ogni chiave nei manuali richiede un proprio tubo e ogni "arresto" ha richiesto anche un tubo.

Quando l'organista preme il tasto, sfiatano il tubo in atmosfera o verso una fonte di vuoto o pressione, a seconda dell'organo specifico. Ciò si propaga fino al tubo alla base del tubo dove apre una valvola per soffiare aria nel relativo tubo.

Questo è un sistema veramente digitale, il segnale è presente o no, forse non è proprio quello che pensavi.

Il secondo caso è un po 'più computer-y. Nei primi tempi dei computer di casa, le stazioni radio a volte trasmettevano il codice di gioco alla radio come audio. Se non si disponevano di cavi per collegare il computer alla radio o a un registratore, è possibile utilizzare un microfono. I primissimi modem della vecchia scuola erano progettati in modo tale da impostare un normale telefono su di essi e il modem aveva un altoparlante e un microfono, invece di collegarsi direttamente alla linea

Lo ricordo come logica fluida . Ecco una vecchia copertina di Scientific American:

I canali sono stati formati in plastica e flussi di aria o fluido sono stati utilizzati per "commutare" i "circuiti".

Sono sorpreso che nessuno abbia menzionato il modem accoppiato acusticamente , anche se è vero che è un po 'di tecnologia informatica risalente a prima che sapessi cosa significasse "computer". Ad ogni modo, puoi vederne uno in funzione qui .

Prima che i telecomandi basati su LED diventassero comuni, molti erano ad ultrasuoni.

Alcuni trasmettitori erano persino interamente meccanici, senza batterie.

https://www.youtube.com/watch?v=PlgSuaIHYsY

Cerca "air logic" o "computer pneumatici".

Dubito che troverai molti esempi digitali (se ne trovi qualcuno) perché fare qualsiasi cosa richiede troppo hardware che è impraticabile con tecnologie a stato non solido, non miniaturizzate. Analog fa molto di più con meno hardware. Il vantaggio principale del digitale è la flessibilità e la programmabilità, ma la maggior parte di ciò non importa se la macchina è troppo inaffidabile per funzionare.

Esempio: un singolo sommatore completo (che è solo 1 bit) richiede una dozzina di transistor. Puoi creare un amplificatore operazionale per lo stesso numero di transistor ma può fare un'aggiunta utile e molto altro. Se questi fossero tubi a vuoto o pneumatici invece di transistor, non è un problema se si andrebbe digitale o analogico se non si è pazzi come i militari statunitensi.

Preferiresti far funzionare 8 pipe digitali per segnalare 256 valori diversi? O solo una singola pipe analogica?

Ecco tre cose non ancora menzionate:

Programmazione audio dell'orologio sportivo

Una volta possedevo un orologio sportivo (Polar RS 100) che presentava la configurazione tramite audio. Proprio come il già citato modem della coppa acustica, il software su un computer codificherebbe le informazioni sull'impostazione come suoni che potrebbero quindi essere inviati all'orologio impostando l'orologio in una modalità di ricezione e mettendo gli auricolari sotto l'orologio. Il computer inviava l'audio e l'orologio riceveva e applicava le impostazioni. Aveva il vantaggio di essere economico e di non richiedere un collegamento elettrico.

Controllo e segnalazione dell'interruttore ferroviario

Un altro sistema è l'interblocco idraulico Bianchi e Servettaz utilizzato nei telai a leva per le ferrovie italiane nel XIX secolo. Lo stesso meccanismo idraulico che azionava un interruttore ferroviario controllava anche i segnali per indicare ai treni in avvicinamento in quale direzione era impostato l'interruttore, in modo da poterlo usare come esempio di un segnale idraulico digitale.

Termostati pneumatici

I termostati pneumatici utilizzano l'aria come mezzo per trasmettere un segnale di controllo a un attuatore. In sostanza, è un sistema di trasmissione digitale a un bit.

I giocattoli Furby del 2012 e successivi comunicano tra loro e un'app per tablet / smartphone utilizzando segnali audio modulati con le altre chiacchiere e rumori cigolanti che fanno; puoi sentirlo come una specie di sibilo di sottofondo:

https://en.wikipedia.org/wiki/Furby#2012_Furbies

Qualcuno ha fatto un po 'di reverse engineering:

https://github.com/iafan/Hacksby

Qualche anno fa si è verificato un caso in cui un ricercatore di sicurezza ha concluso che il suo BIOS era stato compromesso da un virus che era stato trasmesso utilizzando altoparlanti e microfoni per PC. Penso che sia universalmente accettato che in quel caso non fosse corretto (e che sarebbe sostanzialmente impossibile causare un'infezione iniziale tramite questo vettore, a meno che non ci fosse già qualche backdoor nel qual caso non vale davvero la pena).

Ha tuttavia incoraggiato un gruppo del Fraunhofer FKIE a testare la fattibilità di questo metodo di trasferimento dei dati , dove sono riusciti a ottenere una velocità di trasferimento di ~ 20 bit / s su una linea visiva di circa 20 metri.

Gli inserzionisti utilizzano beacon ad ultrasuoni (o quasi sonori) che vengono rilevati dai microfoni degli smartphone per tracciare le persone. Posso immaginare che un tale faro emetta una specie di dati FSK.

Esempi:

• https://www.wired.com/2016/11/block-ultrasonic-signals-didnt-know-tracking/
• https://www.zdnet.com/article/hundreds-of-apps-are-using-ultrasonic-sounds-to-track-your-ad-habits/
• https://www.alienvault.com/blogs/security-essentials/ultrasound-tracking-beacons-making-things-sort-of-creepy-for-consumers

I backhoes utilizzano comandi pneumatici. È più analogico che digitale Qualsiasi organo a canne utilizza i controlli dell'aria, è abbastanza vicino all'accensione / spegnimento e alcune auto hanno usato un sistema di aspirazione per controllare le prese d'aria. Il carburatore e il collettore di aspirazione del motore hanno una zona di bassa pressione. Quindi attingi a quello e installa un tubo e hai una fonte di 'vuoto' che viene utilizzata per controllare l'aria condizionata e il riscaldamento. Ovviamente, non è possibile ottenere più di circa 14 psi, e solo per piccoli dispositivi e solo per attuazioni occasionali e non flusso continuo.