Примеры использования жидкости (включая воздух) для передачи цифровых данных? [закрыто]

25

Закрыто . Этот вопрос должен быть более сфокусированным . В настоящее время не принимает ответы.

Хотите улучшить этот вопрос? Обновите вопрос, чтобы он фокусировался только на одной проблеме, редактируя этот пост .

Закрыто 5 месяцев назад .

Обычно мы используем электроны для передачи данных по проводам, а иногда мы также используем свет. Кто-нибудь знает примеры реальных систем, в которых для этого используются жидкости (в том числе воздух), и преимущества по сравнению с использованием проводов? Когда я ищу сообщения о давлении воздуха, я получаю мониторинг давления в шинах TPMS или «как общаться под давлением», лол. Кроме того, я не имею в виду системы трубок, которые несут капсулы посыльного с бумагой внутри, но вместо этого, чтобы направлять цифровые коммуникации через модуляцию давления воздуха или жидкости через трубу или шланг.

Я слышал об использовании давления воздуха для передачи аналоговых данных процесса на фабриках до того, как было изобретено 4-20 мА, но я не уверен в деталях. Кроме того, это аналоговая технология, и меня больше интересуют потоки цифровых данных.

Я уверен, что этот тип системы будет медленным, но может быть интересным для изучения.

Спасибо за любую информацию!

digital-communications

— Райан Григгс
источник

79

Я думаю, что это называется "звук" :-)

— Ось

2

Однажды я использовал 4-дюймовый стальной воздушный шланг в качестве (очень) негерметичного волновода ... Это считается?

— Бржанс

2

«Как звуки используются для передачи данных под водой?»

— JimmyB

11

Вы можете отправить 1-битное сообщение, что ужин готов с молекулами жареной курицы.

— init_js

4

@init_js На самом деле это система с тремя состояниями - готовка (без запаха), обработка завершена (вкуснятина!), сгорает (иногда сопровождается звуковым сигналом от автоматической системы, прикрепленной к потолку).

— Manassehkatz-Восстановить Монику

44

Память линии задержки ртути использовала звуковые импульсы в ртути для передачи битов. Преимущество этого (по сравнению с электрическими сигналами) заключается в относительно медленной скорости распространения 1 450 м / с, в то время как электрические сигналы распространяются со скоростью выше 100 000 000 м / с.

Эта медленная скорость была использована для создания памяти. Излучатель и приемник были связаны с использованием столбца ртути. Хранение немного сделано, испуская импульс в ртуть. Этот импульс займет некоторое время, чтобы пройти через ртуть к приемнику. Как только импульс достигает приемника, он может быть переиздан снова (и снова, и снова ...), позволяя сохранять бит до тех пор, пока он больше не понадобится. Больше данных может быть сохранено в одной линии задержки, посылая последовательности импульсов.

UNIVAC I является известным примером компьютера, использующего этот тип памяти. В каждом столбце хранилось 120 бит данных.

— Aaganrmu
источник

Это действительно круто. Я хотел бы увидеть это в действии.

— Райан Григгс

1

В реестре есть еще несколько исторических деталей и фотографии. Алан Тьюринг хотел использовать джин вместо ртути!

— Бен С

1

Ага. В начале 70-х я работал с парнем (Уолтом Хелвигом), который ранее работал на компьютере с памятью линии задержки. Полупроводниковая память только что была изобретена, и линия акустической задержки быстро потеряла сцепление с дорогой.

— Hot Licks

36

Используется в буровых работах. Телеметрические данные от буровой головки передаются в виде звуковых волн, которые распространяются через охлаждающую жидкость.

Скорости передачи данных ужасны (~ 10 бит в секунду), потому что для получения сигнала, который можно отделить от шума фактического бурения, требуется много разброса частот.

Он является частью методов измерения во время бурения (MWD) и часто называется передачей импульсов бурового раствора (сигнал передается путем модуляции жидкостей, которые обычно называются «буровыми растворами»)

— Саймон Рихтер
источник

4

Интересный ответ. Это кажется совершенно отвратительным приложением для передачи звука по причине шума, которую вы упомянули; Мне действительно интересно, почему они не могут использовать какую-то электронную передачу, поскольку механическая связь с поверхностью все равно существует. Конечно, акустика имеет большой смысл, хотя для подводных применений, где нет соединения (подводные лодки / AUV), потому что ни свет, ни радио не проходят очень далеко через воду.

— осталось около

4

@leftaroundabout Возможно, потому что установка нескольких гибких бурильных штанг в грязной среде с высокой вибрацией, которая позволяет бурильной головке все глубже и глубже, не способствует созданию стабильных, чистых электрических контактов. Вы также должны были бы иметь электрические каналы, проходящие внутри буровой штанги, которая рядом с охлаждающей жидкостью, которая звучит как PITA и требовала бы использования специальных бурильных штанг для использования с вашей системой телеметрии.

— DKNguyen

2

Какой уровень мощности необходим для этого? Как работает телеметрическое оборудование?

— TLW

2

Охлаждающая жидкость (грязь) проталкивается через систему объемными насосами, поэтому поток почти постоянен. «Импульсы бурового раствора» генерируются путем создания временного препятствия на пути потока, которое, в свою очередь, создает повышение давления, а затем уменьшается, когда устраняется препятствие. Модуляция активации препятствия позволяет создавать сигнал давления, обнаруживаемый с поверхности. Устройство, которое создает препятствие (поршневое или вращающееся), приводится в действие электрическим током, либо от собственных батарей (чаще всего), либо иногда от встроенной турбины, вырабатывающей электричество.

— Хоки

2

И вот краткий обзор 3 основных типов импульсов давления: телеметрия с

— хоки

24

Прочитайте статью в Википедии " Fluidics ". Вы обнаружите, что в 1964 году был создан жидкостный цифровой компьютер, названный FLODAC. Вы также увидите описания текучих версий логических вентилей. Эти типы компонентов были очень полезны в приложениях, где уровни электромагнитных помех и / или излучения были слишком высоки для электроники.

— Барри
источник

9

Трагедия в том, что эта физика была известна викторианцам. В какой-то альтернативной реальности Бэббидж встретил нужного человека, и цифровой компьютер родился в 1850-х годах.

— nigel222

@ nigel222 ни за что. У вас нет вентилятора с жидкостными воротами. Требуется слишком много энергии для переключения состояния каждого элемента. Для этого вам действительно нужен транзистор, и у вас нет транзистора без квантовой механики, которая была разработана в начале 20-го века.

— user110971

3

@ user110971 цитируемая выше статья в вики ( en.wikipedia.org/wiki/Fluidics#Amplifiers ) предлагает иное, наряду с существованием FLODAC.

— nigel222

9

@ user110971 Наличие компьютеров с вакуумными трубками означает, что вам не нужны транзисторы, чтобы иметь что-то полезное.

— Мбриг

2

В 2009 году Rhee and Burns изготовили пневматический (микро) процессор .

— Эрик Тауэрс

15

Да, есть несколько случаев, но я не уверен, что вы будете довольны ответами.

До изобретения электроники большие органы трубы использовали маленькие свинцовые трубки для передачи сигнала от консоли к соответствующей трубе. Система называется «Трубчатое пневматическое действие». Для каждого ключа в руководствах требуется собственная трубка, а для каждой «остановки» также требуется трубка.

Когда органист нажимает клавишу, они либо выпускают трубу в атмосферу, либо в вакуум или источник давления, в зависимости от конкретного органа. Это распространяется вверх по трубе к основанию трубы, где он открывает клапан для подачи воздуха в соответствующую трубу.

Это действительно цифровая система, сигнал присутствует или нет, просто, может быть, это не совсем то, что вы подумали.

Второй случай немного более компьютерный. Еще в первые годы существования домашних компьютеров радиостанции иногда транслировали игровой код по радио в виде аудио. Если у вас не было кабелей для подключения компьютера к радио или к магнитофону, вы можете использовать микрофон. Самые первые модемы старой школы были сконструированы таким образом, чтобы на них можно было установить обычный телефон, а на модеме был динамик и микрофон, а не подключаться к сети напрямую.

— Эндрю Крюс
источник

1

Это отличные примеры, спасибо! Я помню те старые модемы с резиновыми чашками, где вы бы поместили телефонную трубку! Трубный орган также является действительно классным примером. Не знал об этом.

— Райан Григгс

1

В США первые модемы от Ma Bell были подключены и арендованы (только) по высокой месячной ставке, но (до принятия решения Carterfone) конкурирующие устройства должны были использовать «акустическую связь», как вы описываете, и это были первые из них наиболее люди могли позволить себе

— dave_thompson_085

14

Я помню это как плавную логику. Вот старая обложка от Scientific American:

Каналы были сформированы из пластика, а потоки воздуха или жидкости использовались для «переключения» «контуров».

— Эллиот Олдерсон
источник

5

Я думаю, что старые автоматические коробки передач (автомобили) также использовали жидкостную логику.

— Марла

2

Почему "переключатель" в кавычках? Потоки действительно переключаются с одного канала на другой.

— Пит Киркхем

4

@PeteKirkham Я согласен с вами по поводу глагола «переключено», но я чувствовал, что термины «переключатель» и «цепь» были так сильно связаны с электрическими элементами, что я хотел подчеркнуть аналогичные (одинаковые?) Функции в текучем контексте.

— Эллиот Олдерсон

11

Я удивлен, что никто не упомянул модем с акустической связью , хотя по общему признанию, это немного компьютерной технологии, появившейся еще до того, как я понял, что означает «компьютер». Во всяком случае, вы можете увидеть один в действии здесь .

— nigel222
источник

Эндрю Круз упомянул об этом в своем ответе. :)

— Райан Григгс

1

Извините, пропустил это.

— nigel222

Я как раз собирался поднять это!

— Очаг

9

До появления светодиодных пультов дистанционного управления многие были ультразвуковыми.

Некоторые из передатчиков были даже полностью механическими, не требующими батарей.

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

— Мэтт Тиммерманс
источник

Хороший! Я работал на телевизорах Zenith, которые использовали эти механические пульты дистанционного управления - в основном, как крошечный ультразвуковой ксилофон.

— Эдвард

7

Ищите «воздушную логику» или «пневматические компьютеры».

Я сомневаюсь, что вы найдете много цифровых примеров (если вы вообще их найдете), потому что для того, чтобы что-то делать вообще, требуется слишком много аппаратного обеспечения, что нецелесообразно при использовании не твердотельных, не миниатюрных технологий. Analog делает намного больше с меньшим количеством оборудования. Основным преимуществом цифровых технологий является гибкость и программируемость, но в большинстве случаев это не имеет значения, если ваша машина слишком ненадежна для работы.

Пример: для одного полного сумматора (который составляет всего 1 бит) требуется пара десятков транзисторов. Вы можете создать операционный усилитель для того же количества транзисторов, но он может сделать полезное дополнение и многое другое. Если бы это были вакуумные трубки или пневматика, а не транзисторы, то неважно, станете ли вы цифровым или аналоговым, если вы не сумасшедший, как американские военные.

Вы бы предпочли запустить 8 цифровых каналов для сигнализации 256 различных значений? Или только одна аналоговая труба?

— DKNguyen
источник

Я на самом деле искал примеры, в которых флюидики использовались в качестве средства передачи данных таким же образом, как используются провода и волоконная оптика. Я не был действительно ищу Флюидику данные обработки (но это совершенно удивительные в любом случае!) Только примеры передачи данных через этот тип среды. Т.е. воздушные или жидкостные шины данных.

— Райан Григгс

1

Они, по сути, одно и то же. Причина, по которой у вас есть стандарты, такие как Ethernet, заключается в том, что электронику можно производить массово, а одни и те же компоненты можно использовать повторно и взаимодействовать друг с другом. С плавным компьютером каждая система, вероятно, (я предполагаю) полностью построена на заказ. Когда он изготовлен по индивидуальному заказу, нет никаких стандартов, поскольку повторное использование и взаимозаменяемость не так важны. В конце концов, этот компьютер Fluuc должен каким-то образом отправлять и получать сигналы на другие объекты на заводе (а также внутри себя, как и любой компьютер). У этого просто не будет названия как "ethernet".

— Нгуен

2

Вроде. В качестве примера мы используем свет (оптоволокно) в основном для передачи данных между цифровыми электронными системами. Мы мало делаем с оптическими воротами и оптической обработкой данных: эту работу выполняет электроника. Эту разницу я пытался объяснить. Я ищу текучие среды для взаимодействия между стандартными электронными цифровыми системами, так же как свет используется в оптоволоконных кабелях.

— Райан Григгс

@RyanGriggs Ну, причина, по которой мы не занимаемся оптической обработкой данных, заключается в том, что мы не поняли это. Если бы мы могли, мы бы и есть исследования в этой области.

— Нгуен

1

Абсолютно. Я согласен, что цифровая обработка света была бы потрясающей. Но я просто пытался объяснить, что я ищу средства передачи, а не возможности обработки.

— Райан Григгс

5

Вот три вещи, которые еще не упомянуты:

Аудио программирование спортивных часов

Я когда-то владел спортивными часами (Polar RS 100), которые отличались настройкой через звук. Подобно уже упомянутому модему с акустической чашкой, программное обеспечение на компьютере будет кодировать информацию о настройках в виде звуков, которые затем можно отправлять на часы, переводя часы в режим приема и помещая наушники под часы. Компьютер посылает звук, а часы получают и применяют настройки. У него было то преимущество, что он был недорогим и не требовал электрического подключения.

Управление и сигнализация стрелочных переводов

Другая система - гидравлическая блокировка Bianchi и Servettaz, используемая в рычажных рамах для итальянских железных дорог в 19 веке. Тот же гидравлический механизм, который управлял рельсовым переключателем, также контролировал сигналы, чтобы сообщать приближающимся поездам, в каком направлении был установлен переключатель, так что его можно было использовать в качестве примера цифрового гидравлического сигнала.

Пневматические термостаты

Пневматические термостаты используют воздух в качестве среды для передачи управляющего сигнала на привод. По сути, это однобитная система цифровой передачи.

— Эдвард
источник

Я видел пневматические термостаты. Часы классные ... Каких скоростей передачи он достиг?

— Райан Григгс

Я не уверен насчет скорости передачи данных, но вы можете прочитать руководство пользователя здесь. Это может быть где-то там. support.polar.com/e_manuals/RS100/…

— Эдвард

Подобно вашим часам, некоторые холодильники LG имеют диагностический режим, который выдает данные по звуковым волнам.

— Джейкоб Кралл

3

2012 и более поздние игрушки Furby общаются друг с другом и приложением для планшета / смартфона, используя звуковые сигналы, модулированные другими разговорами и скрипучими звуками, которые они издают; вы можете услышать это как своего рода фоновое шипение:

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

Кто-то сделал реверс-инжиниринг:

https://github.com/iafan/Hacksby

— Роб Кромптон
источник

2

Несколько лет назад был случай, когда исследователь безопасности пришел к выводу, что его BIOS был скомпрометирован вирусом, который был передан с использованием динамиков ПК и микрофонов. Я думаю, что это довольно общепризнанно, что он был неверен в этом случае (и что было бы в принципе невозможно вызвать первоначальную инфекцию через этот вектор, если не было уже некоторого черного хода, и в этом случае это не стоило бы усилий).

Тем не менее, это подтолкнуло группу во Fraunhofer FKIE к проверке осуществимости этого метода передачи данных , где им удалось получить скорость передачи ~ 20 бит / с на линии обзора около 20 метров.

— гуанако
источник

Я помню, как читал об этом. Очевидно, как вы говорите, первоначальный вектор заражения потребует наличия черного хода. Однако это позволит зараженным компьютерам обнаруживать друг друга и, возможно, обновлять или синхронизировать данные. Также было бы здорово попробовать поделиться данными между смартфонами с этим. Вы даже можете транслировать такие данные, как URL-адреса и т. Д. На мероприятиях любому, кто пользуется специальным приложением без необходимости подключения к Wi-Fi или сотовой сети.

— Райан Григгс

0

Рекламодатели используют ультразвуковые (или почти звуковые) маяки, которые улавливаются микрофонами смартфонов для отслеживания людей. Я могу представить, что такой маяк испускает какие-то данные FSK.

Примеры:

— фило
источник

0

Экскаваторы используют пневматическое управление. Он более аналоговый, чем цифровой. Любой трубоукладчик использует воздушные регуляторы, он довольно близок к включению / выключению, а некоторые автомобили используют вакуумную систему для управления вентиляционными отверстиями. Карбюратор и впускной коллектор двигателя имеют зону низкого давления. Так что подключитесь к нему и установите шланг, и у вас есть источник «вакуума», который используется для управления кондиционером и отоплением. Вы не можете получить, очевидно, больше, чем около 14 фунтов на квадратный дюйм, и только для небольших устройств, и только для случайных срабатываний, а не непрерывного потока.

— лесистый
источник