Beispiele für Flüssigkeiten (einschließlich Luft), die zur Übertragung digitaler Daten verwendet werden? [geschlossen]

Wir verwenden normalerweise Elektronen, um Daten über Kabel zu übertragen, und manchmal verwenden wir auch Licht. Kennt jemand reale Beispielsysteme, die Flüssigkeiten (einschließlich Luft) verwenden, um dies zu tun, und die Vorteile gegenüber der Verwendung von Drähten? Wenn ich nach Luftdruckkommunikation suche, erhalte ich eine TPMS-Reifendrucküberwachung oder "Kommunikation unter Druck" lol. Außerdem beziehe ich mich nicht auf Röhrensysteme, in denen Kurierkapseln mit Papier enthalten sind, sondern auf die digitale Kommunikation über die Modulation des Luft- oder Flüssigkeitsdrucks durch ein Rohr oder einen Schlauch.

Ich habe schon vor der Erfindung von 4-20mA davon gehört, Luftdruck zur Übermittlung analoger Prozessdaten in Fabriken zu verwenden, bin mir jedoch nicht sicher, welche Details es gibt. Das ist auch eine analoge Technologie und ich interessiere mich mehr für digitale Datenströme.

Ich bin sicher, dass diese Art von System langsam wäre, aber es könnte interessant sein, es zu studieren.

Danke für jede Info!

Der Quecksilber-Verzögerungsleitungsspeicher verwendete Schallimpulse in Quecksilber, um Bits zu übertragen. Der Vorteil davon (im Vergleich zu elektrischen Signalen) ist die relativ langsame Ausbreitungsgeschwindigkeit von 1 450 m / s, während sich elektrische Signale mit Geschwindigkeiten über 100 000 000 m / s ausbreiten.

Diese langsame Geschwindigkeit wurde ausgenutzt, um Speicher zu erstellen. Ein Sender und ein Empfänger wurden unter Verwendung einer Quecksilbersäule verbunden. Das Speichern eines Teils erfolgt durch Aussenden eines Impulses in das Quecksilber. Dieser Impuls benötigt einige Zeit, um durch das Quecksilber zum Empfänger zu gelangen. Sobald der Impuls den Empfänger erreicht, kann er erneut gesendet werden (und immer wieder ...), sodass das Bit gespeichert werden kann, bis es nicht mehr benötigt wird. Durch Senden von Impulsfolgen können mehr Daten in einer einzelnen Verzögerungsleitung gespeichert werden.

UNIVAC I ist ein berühmtes Beispiel für einen Computer, der diese Art von Speicher verwendet. Es wurden 120 Datenbits pro Spalte gespeichert.

Es wird bei Ölbohrungen eingesetzt. Telemetriedaten vom Bohrkopf werden als Schallwellen übertragen, die sich durch das Kühlmittel ausbreiten.

Die Datenraten sind miserabel (~ 10 Bit pro Sekunde), da eine große Frequenzspreizung erforderlich ist, um ein Signal zu erhalten, das vom eigentlichen Bohrgeräusch getrennt werden kann.

Es ist Teil der MWD-Technik (Measurement While Drilling) und wird oft als Schlammpulskommunikation bezeichnet.

Lesen Sie den Wikipedia-Eintrag zu " Fluidics ". Sie werden feststellen, dass ein fluidischer Digitalcomputer mit dem Namen FLODAC im Jahr 1964 gebaut wurde. Sie werden auch Beschreibungen von Fluidversionen von Logikgattern sehen. Diese Art von Komponenten war sehr nützlich bei Anwendungen, bei denen elektromagnetische Interferenzen und / oder Strahlungspegel für die Elektronik zu hoch waren.

Ja, es gibt einige Fälle, aber ich bin mir nicht sicher, ob Sie mit den Antworten zufrieden sind.

Vor der Erfindung der Elektronik verwendeten große Pfeifenorgeln kleine Bleiröhren, um das Signal von der Konsole zur entsprechenden Pfeife zu leiten. Das System heißt "Tubular Pneumatic Action". Für jede Taste in den Handbüchern ist eine eigene Röhre erforderlich, und für jeden "Stopp" ist auch eine Röhre erforderlich.

Wenn der Organist die Taste drückt, entlüftet er den Schlauch entweder in die Atmosphäre oder zu einer Vakuum- oder Druckquelle, abhängig von dem spezifischen Organ. Dadurch wird das Rohr zum Boden des Rohrs befördert, wo es ein Ventil öffnet, um Luft in das betreffende Rohr zu blasen.

Dies ist ein wirklich digitales System, das Signal ist entweder vorhanden oder nicht, es ist nur vielleicht nicht ganz das, was Sie dachten.

Der zweite Fall ist ein wenig mehr Computer-y. In den Anfängen von Heimcomputern sendeten Radiosender manchmal Spielcode als Audio über das Radio. Wenn Sie keine Kabel hatten, um Ihren Computer mit dem Radio oder einem Kassettenrekorder zu verbinden, könnten Sie ein Mikrofon verwenden. Die allerersten Modems der alten Schule waren so konzipiert, dass Sie ein normales Telefon daran anschließen konnten und das Modem über einen Lautsprecher und ein Mikrofon verfügte, anstatt direkt an die Leitung anzuschließen

Ich erinnere mich als flüssige Logik. Hier ist ein altes Cover von Scientific American:

Kanäle wurden in Kunststoff geformt und Luft- oder Flüssigkeitsströme wurden verwendet, um die "Kreisläufe" "umzuschalten".

Ich bin überrascht, dass niemand das akustisch gekoppelte Modem erwähnt hat , obwohl dies zugegebenermaßen ein bisschen Computertechnologie ist, als ich noch nicht wusste, was "Computer" bedeutet. Jedenfalls können Sie hier einen in Betrieb sehen .

Bevor LED-basierte Fernbedienungen zum Standard wurden, handelte es sich bei vielen um Ultraschall.

Einige der Sender waren sogar vollständig mechanisch und erforderten keine Batterien.

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

Suchen Sie nach "Luftlogik" oder "pneumatischen Computern".

Ich bezweifle, dass Sie viele digitale Beispiele finden werden (wenn Sie überhaupt welche finden), denn um etwas zu tun, ist zu viel Hardware erforderlich, was mit nicht-festen, nicht-miniaturisierten Technologien nicht praktikabel ist. Analog kann mit weniger Hardware viel mehr. Der Hauptvorteil von Digital ist Flexibilität und Programmierbarkeit, aber das meiste spielt keine Rolle, wenn Ihre Maschine zu unzuverlässig ist, um ausgeführt zu werden.

Beispiel: Ein einzelner Volladdierer (nur 1 Bit) benötigt ein paar Dutzend Transistoren. Sie können einen Operationsverstärker für die gleiche Anzahl von Transistoren herstellen, aber er kann nützlich sein und vieles mehr. Wenn dies Vakuumröhren oder Pneumatik statt Transistoren wären, ist es kein Problem, ob Sie digital oder analog arbeiten, es sei denn, Sie sind verrückt wie das US-Militär.

Möchten Sie lieber 8 digitale Pipes ausführen, um 256 verschiedene Werte zu signalisieren? Oder nur eine einzige analoge Pipe?

Hier sind drei Dinge, die noch nicht erwähnt wurden:

Audio-Programmierung von Sportuhren

Ich besaß einmal eine Sportuhr (Polar RS 100), die über Sound konfiguriert werden konnte. Ähnlich wie das bereits erwähnte akustische Bechermodem verschlüsselt die Software auf einem Computer die Einstellungsinformationen als Töne, die dann an die Uhr gesendet werden können, indem die Uhr in einen Empfangsmodus versetzt und Ohrhörer unter die Uhr gelegt werden. Der Computer würde den Ton senden und die Uhr würde die Einstellungen empfangen und anwenden. Es hatte den Vorteil, dass es kostengünstig war und keinen elektrischen Anschluss benötigte.

Weichensteuerung und Signalisierung

Ein anderes System ist das Bianchi und Servettaz hydraulische Verriegelung verwendet in Hebelrahmen für den italienischen Eisenbahnen im 19. Jahrhundert. Derselbe Hydraulikmechanismus, der einen Schienenschalter betätigte, steuerte auch die Signale, um den sich nähernden Zügen mitzuteilen, in welche Richtung der Schalter eingestellt war, sodass man ihn als Beispiel für ein digitales Hydrauliksignal verwenden konnte.

Pneumatische Thermostate

Pneumatische Thermostate verwenden Luft als Medium, um ein Steuersignal an einen Stellantrieb zu übertragen. Im Wesentlichen handelt es sich um ein digitales Ein-Bit-Übertragungssystem.

2012 und später Furby Toys kommunizieren miteinander und über eine Tablet- / Smartphone-App mithilfe von Audiosignalen, die mit den anderen Chat- und Quietschgeräuschen, die sie verursachen, moduliert wurden. Sie können dies als eine Art Hintergrundrauschen hören:

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

Jemand hat ein Reverse Engineering durchgeführt:

https://github.com/iafan/Hacksby

Vor einigen Jahren kam ein Sicherheitsforscher zu dem Schluss, dass sein BIOS von einem Virus befallen wurde, der über PC-Lautsprecher und Mikrofone übertragen wurde. Ich denke, es ist allgemein anerkannt, dass er in diesem Fall falsch war (und dass es im Grunde unmöglich wäre, eine Erstinfektion über diesen Vektor zu verursachen, es sei denn, es gab bereits eine Hintertür, in diesem Fall ist es den Aufwand nicht wirklich wert).

Es ermutigte jedoch eine Gruppe am Fraunhofer FKIE, die Durchführbarkeit dieser Datenübertragungsmethode zu testen , bei der es gelang, eine Übertragungsrate von ~ 20 Bit / s über eine Sichtweite von etwa 20 Metern zu erzielen.

Werbetreibende verwenden Ultraschall- (oder nahezu Schall-) Baken, die von Smartphone-Mikrofonen aufgenommen werden, um Personen zu verfolgen. Ich kann mir vorstellen, dass solch ein Beacon eine Art FSK-Daten aussendet.

Beispiele:

• 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

Baggerlader verwenden pneumatische Steuerungen. Es ist mehr analog als digital. Jede Pfeifenorgel verwendet Luftregler, es ist ziemlich nah am Ein- und Ausschalten. Einige Autos verwendeten ein Vakuumsystem, um die Belüftungsöffnungen zu steuern. Der Vergaser und der Ansaugkrümmer des Motors haben eine Niederdruckzone. Also klopfen Sie darauf und installieren Sie einen Schlauch, und Sie haben eine Vakuumquelle, mit der die Klimaanlage und die Heizung geregelt werden. Offensichtlich können Sie nicht mehr als 14 psi erreichen, und dies nur für kleine Geräte und nur für gelegentliche Betätigungen, bei denen kein kontinuierlicher Fluss auftritt.