Exemplos de fluido (incluindo ar) sendo usado para transmitir dados digitais? [fechadas]

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Fechado há 5 meses .

Geralmente usamos elétrons para comunicar dados através de fios e, às vezes, também usamos luz. Alguém conhece sistemas de exemplo do mundo real que usam fluidos (incluindo ar) para fazer isso e as vantagens em relação aos fios? Quando procuro comunicações de pressão de ar, recebo o monitoramento da pressão dos pneus TPMS ou "como se comunicar sob pressão" lol. Além disso, não estou me referindo aos sistemas de tubos que transportam cápsulas mensageiras com papel dentro, mas para direcionar as comunicações digitais através da modulação da pressão do ar ou do fluido através de um cano ou mangueira.

Já ouvi falar do uso da pressão do ar para comunicar dados de processos analógicos em fábricas antes da invenção de 4-20mA, mas não tenho certeza dos detalhes. Além disso, é uma tecnologia analógica e estou mais interessado em fluxos de dados digitais.

Tenho certeza de que esse tipo de sistema seria lento, mas poderia ser interessante estudar.

Obrigado por qualquer informação!

digital-communications

— Ryan Griggs
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Eu acho que se chama "som" :-)

— Axis

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Uma vez eu usei uma mangueira de ar trançada em aço de 4 "como um guia de ondas com vazamento (muito) ... Isso conta?

— brhans

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"Como os sons são usados para transmitir dados debaixo d'água?"

— JimmyB

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Você pode enviar uma mensagem de 1 bit informando que o jantar está pronto com moléculas de frango assado.

— init_js 4/07

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@init_js Na verdade, é um sistema de três estados: cozinhar (sem cheiro), processar completo (gostoso!), queimado (às vezes acompanhado por um sinal de áudio de um sistema automatizado conectado ao teto).

— manassehkatz-Reinstate Monica

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A memória da linha de retardo de mercúrio usou pulsos sonoros em mercúrio para transferir bits. A vantagem disso (em comparação com os sinais elétricos) é a velocidade de propagação relativamente lenta de 1 450 m / s, enquanto os sinais elétricos viajam a velocidades acima de 100 000 000 m / s.

Essa velocidade lenta foi aproveitada para criar memória. Um emissor e um receptor foram conectados usando uma coluna de mercúrio. Armazenar um pouco é feito emitindo um pulso no mercúrio. Esse pulso levará algum tempo para viajar através do mercúrio até o receptor. Quando o pulso atinge o receptor, ele pode ser reemitido novamente (e novamente e novamente ...), permitindo que o bit seja armazenado até que não seja mais necessário. Mais dados podem ser armazenados em uma única linha de atraso enviando trens de pulsos.

O UNIVAC I é um exemplo famoso de um computador usando esse tipo de memória. Ele armazenou 120 bits de dados por coluna.

— Aaganrmu
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Isso é muito legal. Eu adoraria ver isso em operação.

— Ryan Griggs

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O Registro tem mais alguns detalhes históricos e uma imagem. Alan Turing queria usar gin em vez de mercúrio!

— Ben C

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Sim. No início dos anos 70, trabalhei com um cara (Walt Helvig) que já havia trabalhado em um computador com memória de linha de atraso. As memórias de semicondutores estavam apenas sendo inventadas, e a linha de atraso acústico perdeu rapidamente a tração.

— Hot Licks

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É usado em operações de perfuração de petróleo. Os dados de telemetria da cabeça de perfuração são transmitidos como ondas sonoras que se propagam através do líquido de refrigeração.

As taxas de dados são péssimas (~ 10 bits por segundo) porque é necessária muita propagação de frequência para obter um sinal que pode ser separado do ruído da perfuração real.

Faz parte das técnicas de Medição durante a perfuração (MWD) e é frequentemente chamada de comunicação por pulso de lama (o sinal é transmitido modulando os fluidos que são genericamente chamados de 'lama')

— Simon Richter
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Resposta interessante. Essa parece ser uma aplicação totalmente desagradável para a transmissão de som, pelo motivo do ruído que você mencionou; Eu realmente me pergunto por que eles não podem usar algum tipo de transmissão eletrônica, visto que, de qualquer maneira, existe um link mecânico para a superfície. É claro que a acústica faz muito sentido para aplicações subaquáticas onde não há conexão (submarinos / AUVs), porque nem a luz nem o rádio ficam muito longe da água.

— leftaroundabout 04/07

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@leftaroundabout Talvez porque a conexão de várias hastes de perfuração flexíveis em um ambiente sujo e de alta vibração para aprofundar e aprofundar a cabeça de perfuração não seja propícia a contatos elétricos limpos e estáveis. Você também teria que ter canais elétricos funcionando dentro da haste de perfuração que, ao lado do líquido de arrefecimento, que soa como uma PITA e exigiria hastes de perfuração dedicadas para uso com seu sistema de telemetria.

— DKNguyen

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Qual é o nível de energia necessário para isso? Como o equipamento de telemetria é alimentado?

— TLW 5/07

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O líquido de arrefecimento (a lama) é forçado através do sistema por bombas volumétricas, de modo que o fluxo é quase constante. Os "pulsos de lama" são gerados criando uma obstrução temporária no caminho do fluxo, que por sua vez gera um aumento de pressão e depois diminui quando a obstrução é removida. Modular a ativação da obstrução permite criar um sinal de pressão detectável da superfície. O dispositivo que gera a obstrução (pistão ou rotação) é alimentado eletricamente, seja por baterias próprias (na maioria das vezes) ou às vezes por uma turbina geradora de eletricidade incorporada.

— Hoki

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E aqui está uma rápida visão geral dos 3 principais tipos de pulsos de pressão: Telemetrias de pulso de lama

— Hoki

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Leia a entrada da Wikipedia sobre " Fluidics ". Você descobrirá que um computador digital fluídico, chamado FLODAC, foi construído em 1964. Você também verá descrições de versões fluidas de portas lógicas. Esses tipos de componentes foram muito úteis em aplicações em que os níveis de interferência eletromagnética e / ou radiação eram altos demais para a eletrônica.

— Barry
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A tragédia é que essa física era conhecida pelos vitorianos. Em alguma realidade alternativa, Babbage conheceu a pessoa certa, e o computador digital nasceu na década de 1850.

— nigel222 4/07

@ nigel222 de jeito nenhum. Você não tem ventilador com portões de fluido. Requer muita energia para mudar o estado de cada porta. Você realmente precisa do transistor para isso e não possui o transistor sem a mecânica quântica, que foi desenvolvida no início do século XX.

— user110971 4/07

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@ user110971, o artigo wiki citado acima ( en.wikipedia.org/wiki/Fluidics#Amplifiers ) sugere o contrário, juntamente com a existência do FLODAC.

— nigel222 4/07

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@ user110971 a existência de computadores com tubo de vácuo implica que você não precisa de transistores para ter algo útil.

— mbrig 4/07

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Em 2009, Rhee e Burns fabricaram um (micro) processador pneumático .

— Eric Towers

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Sim, existem alguns casos, mas não tenho certeza se você ficaria feliz com as respostas.

Antes da invenção da eletrônica, os grandes órgãos de tubos usavam pequenos tubos de chumbo para transportar o sinal do console para o tubo relevante. O sistema é chamado de "Ação pneumática tubular" Cada tecla nos manuais requer seu próprio tubo, e cada "parada" também requer um tubo.

Quando o organista pressiona a tecla, ele ventila o tubo para a atmosfera ou para uma fonte de vácuo ou pressão, dependendo do órgão específico. Isso propaga o tubo para a base do tubo, onde abre uma válvula para soprar ar no tubo relevante.

Este é um sistema verdadeiramente digital, o sinal está presente ou não, talvez não seja exatamente o que você pensava.

O segundo caso é um pouco mais computadorizado. Nos primórdios dos computadores domésticos, as estações de rádio às vezes transmitiam códigos de jogos pelo rádio como áudio. Se você não tiver cabos para conectar o computador ao rádio ou a um gravador, use um microfone. Os primeiros modems da velha escola foram projetados de forma que você colocasse um telefone comum neles e o modem tivesse um alto-falante e um microfone, em vez de conectar diretamente à linha

— Andrew Crews
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Esses são excelentes exemplos, obrigado! Lembro-me daqueles modems antigos com copos de borracha onde você colocava um telefone! O órgão de tubos também é um exemplo muito legal. Não sabia disso.

— Ryan Griggs

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Nos EUA, os primeiros modems da Ma Bell foram conectados e alugados (apenas) a altas taxas mensais, mas (até a decisão da Carterfone) os dispositivos competitivos tinham que usar 'acoplamento acústico' como você descreve, e esses foram os primeiros mais pessoas poderiam pagar

— dave_thompson_085

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Lembro-me disso como lógica fluídica . Aqui está uma capa antiga da Scientific American:

Os canais foram formados em plástico e correntes de ar ou fluido foram usadas para "alternar" os "circuitos".

— Elliot Alderson
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Penso que as antigas transmissões automáticas (automóveis) também usavam a lógica fluídica.

— Marla

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Por que "switch" está entre aspas assustadoras? Os fluxos são realmente trocados de um canal para outro.

— Pete Kirkham

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@PeteKirkham Concordo com você sobre o verbo "comutado", mas senti que os termos "alternar" e "circuito" tinham sido tão fortemente associados aos elementos elétricos que eu queria enfatizar as funções análogas (iguais?) No contexto fluídico.

— Elliot Alderson

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Estou surpreso que ninguém tenha mencionado o modem acusticamente acoplado , apesar de admitir que é um pouco de tecnologia de computador que data de antes de eu entender o que "computador" significava. De qualquer forma, você pode ver um em operação aqui .

— nigel222
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Andrew Crews mencionou isso em sua resposta. :)

— Ryan Griggs

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Desculpe, perdi isso.

— nigel222 4/07

Eu estava prestes a trazer isso à tona!

— Hearth

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Antes que os controles remotos baseados em LED se tornassem comuns, muitos eram ultrassônicos.

Alguns dos transmissores eram totalmente mecânicos, sem necessidade de baterias.

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

— Matt Timmermans
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Um bom! Eu costumava trabalhar em TVs Zenith que usavam esses controles remotos mecânicos - basicamente como um pequeno xilofone ultrassônico.

— Edward

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Consulte "lógica do ar" ou "computadores pneumáticos".

Duvido que você encontre muitos exemplos digitais (se houver), porque fazer qualquer coisa requer muito hardware, o que é impraticável com tecnologias não sólidas e não miniaturizadas. O analógico faz muito mais com menos hardware. A principal vantagem do digital é a flexibilidade e a programação, mas a maior parte disso não importa se a sua máquina não é confiável demais para funcionar.

Exemplo: Um único somador completo (de apenas 1 bit) precisa de algumas dezenas de transistores. Você pode fazer um amplificador operacional para o mesmo número de transistores, mas pode fazer acréscimos úteis e muito mais. Se estes eram tubos de vácuo ou pneumáticos, em vez de transistores, não é difícil saber se você seria digital ou analógico, a menos que seja alguém louco como os militares dos EUA.

Você prefere executar 8 canais digitais para sinalizar 256 valores diferentes? Ou apenas um único tubo analógico?

— DKNguyen
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Na verdade, eu estava procurando exemplos em que fluídicos eram usados como um meio de transmissão de dados da mesma maneira que fios e fibras ópticas são usados. Eu realmente não estava procurando por processamento de dados fluídicos (mas é totalmente incrível de qualquer maneira!) Apenas exemplos de transmissão de dados por esse tipo de mídia. Ou seja, Barramentos de dados aéreos ou fluidos.

— Ryan Griggs

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Eles são essencialmente a mesma coisa. A razão pela qual você tem padrões como a Ethernet é porque os eletrônicos podem ser fabricados em massa e os mesmos componentes serem reutilizados e interfaceados. Com um computador fluídico, cada sistema é provavelmente (eu acho) completamente construído sob medida. Quando é personalizado, não há padrões, pois a reutilização e a intercambiabilidade não são um problema tão grande. Afinal, esse computador fluiduc precisa enviar e receber sinais para outras coisas na fábrica de alguma forma (e também dentro de si, como qualquer computador). Apenas não terá um nome como "ethernet".

— DKNguyen 04/07

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Tipo de. Como exemplo, usamos luz (fibra ótica) principalmente para transmissão de dados entre sistemas eletrônicos digitais. Não fazemos muito com portões ópticos e processamento óptico de dados: esse trabalho é feito pela eletrônica. Essa é a diferença que eu estava tentando explicar. Estou procurando meios fluídicos para fazer a interface entre sistemas digitais eletrônicos padrão, assim como a luz é usada em cabos de fibra ótica.

— Ryan Griggs

@RyanGriggs Bem, a razão pela qual não processamos dados ópticos é porque ainda não descobrimos isso. Se pudéssemos, faríamos e há pesquisas em andamento nessa área.

— DKNguyen 04/07

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Absolutamente. Concordo que o processamento digital de luz seria incrível. Mas eu estava simplesmente tentando explicar que estou procurando mídia de transmissão, não capacidade de processamento.

— Ryan Griggs

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Aqui estão três coisas ainda não mencionadas:

Programação de áudio do relógio esportivo

Uma vez eu possuía um relógio esportivo (Polar RS 100), que apresentava configuração via som. Assim como o já mencionado modem acústico para copos, o software em um computador codifica as informações de configuração como sons que podem ser enviados ao relógio, colocando o relógio no modo de recebimento e colocando fones de ouvido sob o relógio. O computador enviaria o som e o relógio receberia e aplicaria as configurações. Tinha a vantagem de ser barato e não exigir conexão elétrica.

Controle e sinalização de interruptores ferroviários

Outro sistema é o intertravamento hidráulico Bianchi e Servettaz, usado em quadros de alavanca para ferrovias italianas no século XIX. O mesmo mecanismo hidráulico que operava um comutador de trilho também controlava os sinais para dizer aos trens que se aproximavam em que direção o comutador foi ajustado, para que se pudesse usá-lo como um exemplo de sinal hidráulico digital.

Termostatos pneumáticos

Os termostatos pneumáticos usam o ar como meio para transmitir um sinal de controle a um atuador. Essencialmente, é um sistema de transmissão digital de um bit.

— Edward
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Eu já vi termostatos pneumáticos. O relógio é legal ... Que taxas de dados ele conseguiu?

— Ryan Griggs

Não tenho certeza sobre a taxa de dados do relógio, mas você pode ler o manual do proprietário aqui. Isso pode estar lá em algum lugar. support.polar.com/e_manuals/RS100/…

— Edward

Semelhante ao seu relógio, alguns frigoríficos LG têm um modo de diagnóstico que emite dados através de ondas sonoras.

— Jacob Krall

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2012 e mais tarde, os brinquedos Furby se comunicam e um aplicativo para tablet / smartphone usando sinais de áudio modulados com os outros ruídos de conversa e estridente que eles fazem; você pode ouvir isso como uma espécie de chiado de fundo:

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

Alguém fez alguma engenharia reversa:

https://github.com/iafan/Hacksby

— Rob Crompton
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Alguns anos atrás, houve um caso em que um pesquisador de segurança concluiu que seu BIOS havia sido comprometido por um vírus transmitido por alto-falantes e microfones de PC. Eu acho que é universalmente aceito que ele estava incorreto nesse caso (e que seria basicamente impossível causar uma infecção inicial por esse vetor, a menos que já houvesse alguma backdoor nesse caso, não vale a pena o esforço).

No entanto, incentivou um grupo da Fraunhofer FKIE a testar a viabilidade desse método de transferência de dados , onde eles conseguiram obter uma taxa de transferência de ~ 20 bits / s em uma linha de visão de cerca de 20 metros.

— lhama
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Lembro-me de ler sobre isso. Obviamente, como você diz, o vetor inicial de infecção exigiria que um backdoor já estivesse instalado. No entanto, permitiria que os computadores infectados se descobrissem e possivelmente atualizassem ou sincronizassem dados. Também seria legal tentar compartilhar dados entre smartphones com isso. Você pode até transmitir dados como URLs etc. em eventos para qualquer pessoa que esteja ouvindo um aplicativo especial, sem a necessidade de estar conectado ao wifi ou aos dados celulares do local.

— Ryan Griggs

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Os anunciantes estão usando faróis ultrassônicos (ou quase sônicos) captados pelos microfones de smartphones para rastrear pessoas. Eu posso imaginar que esse farol esteja emitindo algum tipo de dado FSK.

Exemplos:

— filo
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Retroescavadeiras usam controles pneumáticos. É mais analógico do que digital. Qualquer órgão de tubos usa controles de ar, é muito próximo de ligar / desligar. E alguns carros usavam um sistema de vácuo para controlar as saídas de ar. O carburador e o coletor de admissão do motor têm uma zona de baixa pressão. Portanto, toque nisso e instale uma mangueira e você terá uma fonte de 'vácuo' usada para controlar o A / C e o aquecimento. Obviamente, você não pode obter mais do que 14 psi e apenas para dispositivos pequenos, e apenas para atuações ocasionais e não para fluxo contínuo.

— Woody
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