Exemples de fluide (y compris l'air) utilisé pour transmettre des données numériques? [fermé]

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Fermé . Cette question doit être plus ciblée . Il n'accepte pas actuellement de réponses.

Voulez-vous améliorer cette question? Mettez à jour la question afin qu'elle se concentre sur un problème uniquement en modifiant ce message .

Fermé il y a 5 mois .

Nous utilisons généralement des électrons pour communiquer des données à travers des fils, et parfois nous utilisons également la lumière. Quelqu'un connaît-il des exemples de systèmes réels qui utilisent des fluides (y compris de l'air) pour ce faire, et les avantages par rapport à l'utilisation de fils? Lorsque je recherche des communications de pression atmosphérique, je reçois une surveillance de la pression des pneus TPMS ou "comment communiquer sous pression" lol. De plus, je ne fais pas référence aux systèmes de tubes qui transportent des capsules messageres avec du papier à l'intérieur, mais plutôt pour diriger les communications numériques via la modulation de la pression de l'air ou du fluide à travers un tuyau ou un tuyau.

J'ai entendu parler de l'utilisation de la pression atmosphérique pour communiquer des données de processus analogiques dans les usines avant l'invention de 4-20 mA, mais je ne suis pas sûr des détails. C'est aussi une technologie analogique et je suis plus intéressé par les flux de données numériques.

Je suis sûr que ce type de système serait lent, mais pourrait être intéressant à étudier.

Merci pour toute info!

digital-communications

— Ryan Griggs
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Je pense que cela s'appelle "son" :-)

— Axe

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J'ai utilisé une fois un tuyau à air tressé en acier de 4 "comme guide d'ondes (très) qui fuit ... Est-ce que ça compte?

— brhans

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"Comment les sons sont-ils utilisés pour transmettre des données sous l'eau?"

— JimmyB

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Vous pouvez envoyer un message de 1 bit que le dîner est prêt avec des molécules de poulet rôties.

— init_js

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@init_js En fait, c'est un système à 3 états - cuisson (pas d'odeur), traitement complet (délicieux!), brûlé (parfois accompagné d'un signal audio provenant d'un système automatisé fixé au plafond).

— manassehkatz-Reinstate Monica

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La mémoire de la ligne à retard du mercure utilise des impulsions sonores dans le mercure pour transférer les bits. L'avantage de ceci (par rapport aux signaux électriques) est la vitesse de propagation relativement lente de 1 450 m / s tandis que les signaux électriques voyagent à des vitesses supérieures à 100 000 000 m / s.

Cette vitesse lente a été mise à profit pour créer de la mémoire. Un émetteur et un récepteur ont été connectés à l'aide d'une colonne de mercure. Le stockage d'un bit se fait en émettant une impulsion dans le mercure. Cette impulsion prendra un certain temps pour traverser le mercure jusqu'au récepteur. Une fois que l'impulsion atteint le récepteur, elle peut être réémise à nouveau (et encore et encore ...), permettant au bit d'être stocké jusqu'à ce qu'il ne soit plus nécessaire. Plus de données peuvent être stockées sur une seule ligne à retard en envoyant des trains d'impulsions.

UNIVAC I est un exemple célèbre d'un ordinateur utilisant ce type de mémoire. Il stockait 120 bits de données par colonne.

— Aaganrmu
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C'est vraiment cool. J'adorerais voir cela en opération.

— Ryan Griggs

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Le registre contient quelques détails historiques et une photo. Alan Turing voulait utiliser du gin au lieu du mercure!

— Ben C

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Oui. Au début des années 70, j'ai travaillé avec un gars (Walt Helvig) qui avait auparavant travaillé sur un ordinateur avec une mémoire à retard. Les mémoires à semi-conducteurs venaient tout juste d'être inventées, et la ligne à retard acoustique a rapidement perdu de sa traction.

— Hot Licks

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Il est utilisé dans les opérations de forage pétrolier. Les données de télémétrie de la tête de forage sont transmises sous forme d'ondes sonores qui se propagent à travers le liquide de refroidissement.

Les débits de données sont abyssaux (~ 10 bits par seconde) car un grand étalement de fréquence est nécessaire pour obtenir un signal qui peut être séparé du bruit du forage réel.

Il fait partie des techniques de mesure pendant le forage (MWD) et est souvent appelé communications d'impulsions de boue (le signal est transmis en modulant les fluides qui sont génériquement appelés `` boue '')

— Simon Richter
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Réponse intéressante. Cela semble une application tout à fait désagréable pour la transmission du son, pour la raison du bruit que vous avez mentionnée; Je me demande vraiment pourquoi ils ne peuvent pas utiliser une sorte de transmission électronique, car il y a quand même un lien mécanique avec la surface. Bien sûr, l'acoustique a beaucoup de sens pour les applications sous-marines où il n'y a pas de connexion (sous-marins / AUV), car ni la lumière ni la radio ne vont très loin dans l'eau.

— leftaroundabout

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@leftaroundabout Peut-être parce que la fixation de plusieurs tiges de forage flexibles dans un environnement sale et à fortes vibrations pour obtenir la tête de forage de plus en plus profonde n'est pas propice à des contacts électriques stables et propres. Vous devriez également avoir des canaux électriques à l'intérieur de la tige de forage qui, à côté du liquide de refroidissement qui ressemble à un PITA, et nécessiteraient des tiges de forage dédiées à utiliser avec votre système de télémétrie.

— DKNguyen

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Quel est le niveau de puissance requis pour cela? Comment l'équipement de télémétrie est-il alimenté?

— TLW

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Le liquide de refroidissement (la boue) est forcé à travers le système par des pompes volumétriques, de sorte que le débit est presque constant. Les «impulsions de boue» sont générées en créant une obstruction temporaire sur le trajet d'écoulement, qui à son tour génère une augmentation de pression, puis diminue lorsque l'obstruction est supprimée. La modulation de l'activation de l'obstruction permet de créer un signal de pression détectable depuis la surface. L'appareil qui génère l'obstruction (à piston ou en rotation), est alimenté électriquement, soit par ses propres batteries (le plus souvent), soit parfois par une turbine génératrice d'électricité embarquée.

— Hoki

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Et voici un rapide aperçu des 3 principaux types d'impulsions de pression: Télémétrie à impulsion de boue

— Hoki

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Lisez l'entrée Wikipedia sur " Fluidics ". Vous constaterez qu'un ordinateur numérique fluidique, nommé FLODAC, a été construit en 1964. Vous verrez également des descriptions des versions fluides des portes logiques. Ces types de composants étaient très utiles dans les applications où les niveaux d'interférence électromagnétique et / ou de rayonnement étaient trop élevés pour l'électronique.

— Barry
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La tragédie est que cette physique était connue des Victoriens. Dans une réalité alternative, Babbage a rencontré la bonne personne et l'ordinateur numérique est né dans les années 1850.

— nigel222

@ nigel222 aucun moyen. Vous n'avez pas de ventilateur avec des portes fluides. Il faut trop de puissance pour commuter l'état de chaque porte. Vous avez vraiment besoin du transistor pour cela et vous n'avez pas le transistor sans mécanique quantique, qui a été développé au début du 20e siècle.

— user110971

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@ user110971 l'article wiki cité ci-dessus ( en.wikipedia.org/wiki/Fluidics#Amplifiers ) suggère le contraire, ainsi que l'existence de FLODAC.

— nigel222

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@ user110971 l'existence d'ordinateurs à tubes sous vide implique que vous n'avez pas besoin de transistors pour avoir quelque chose d'utile.

— mbrig

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En 2009, Rhee and Burns a fabriqué un (micro) processeur pneumatique .

— Eric Towers

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Oui, il y a quelques cas, mais je ne suis pas sûr que vous seriez satisfait des réponses.

Avant l'invention de l'électronique, les grands orgues à tuyaux utilisaient de petits tubes de plomb pour transporter le signal de la console au tuyau correspondant. Le système est appelé «Action pneumatique tubulaire». Chaque touche des manuels nécessite son propre tube et chaque «arrêt» nécessite également un tube.

Lorsque l'organiste appuie sur la touche, ils ventilent le tube vers l'atmosphère ou vers une source de vide ou de pression, selon l'organe spécifique. Cela se propage vers le haut du tube jusqu'à la base du tuyau où il ouvre une valve pour souffler de l'air dans le tuyau correspondant.

Il s'agit d'un système vraiment numérique, le signal est présent ou non, ce n'est peut-être pas tout à fait ce que vous pensiez.

Le deuxième cas est un peu plus informatique. Au tout début des ordinateurs personnels, les stations de radio diffusaient parfois le code du jeu sur la radio sous forme audio. Si vous ne disposiez pas de cordons pour connecter votre ordinateur à la radio ou à un magnétophone, vous pouvez utiliser un microphone. Les tout premiers modems old school ont été conçus de manière à ce que vous y mettiez un téléphone normal et que le modem ait un haut-parleur et un microphone, au lieu de se brancher directement sur la ligne

— Andrew Crews
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Ce sont d'excellents exemples, merci! Je me souviens de ces vieux modems avec des tasses en caoutchouc où vous placeriez un combiné téléphonique! L'orgue à tuyaux est également un exemple vraiment cool. Je n'en savais rien.

— Ryan Griggs

1

Aux États-Unis, les premiers modems de Ma Bell étaient câblés et loués (uniquement) à des taux mensuels élevés, mais (jusqu'à la décision Carterfone) , les appareils concurrents devaient utiliser le «couplage acoustique» comme vous le décrivez, et ce sont les premiers les plus les gens pouvaient se permettre

— dave_thompson_085

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Je m'en souviens comme d' une logique fluidique . Voici une vieille couverture de Scientific American:

Des canaux étaient formés de plastique et des courants d'air ou de fluide étaient utilisés pour "commuter" les "circuits".

— Elliot Alderson
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Je pense que les vieilles transmissions automatiques (automobiles) utilisaient également la logique fluidique.

— Marla

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Pourquoi "switch" entre guillemets effrayants? Les flux sont vraiment commutés d'un canal à l'autre.

— Pete Kirkham

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@PeteKirkham Je suis d'accord avec vous sur le verbe "commuté" mais je sentais que les termes "interrupteur" et "circuit" avaient été si fortement associés aux éléments électriques que je voulais souligner les fonctions analogues (identiques?) Dans le contexte fluidique.

— Elliot Alderson

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Je suis surpris que personne n'ait mentionné le modem couplé acoustiquement , mais il s'agit certes d'un peu de technologie informatique datant d'avant que je ne sache ce que signifiait "ordinateur". Quoi qu'il en soit, vous pouvez en voir un en fonctionnement ici .

— nigel222
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Andrew Crews l'a mentionné dans sa réponse. :)

— Ryan Griggs

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Désolé, j'ai raté ça.

— nigel222

J'étais sur le point d'en parler!

— Hearth

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Avant que les télécommandes à LED ne deviennent courantes, beaucoup étaient à ultrasons.

Certains émetteurs étaient même entièrement mécaniques, ne nécessitant pas de piles.

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

— Matt Timmermans
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Bon! Je travaillais sur des téléviseurs Zenith qui utilisaient ces télécommandes mécaniques - essentiellement comme un minuscule xylophone à ultrasons.

— Edward

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Recherchez la «logique aérienne» ou les «ordinateurs pneumatiques».

Je doute que vous trouverez de nombreux exemples numériques (si vous en trouvez), car faire quoi que ce soit nécessite trop de matériel, ce qui n'est pas pratique avec les technologies non statiques et non miniaturisées. Analog fait beaucoup plus avec moins de matériel. Le principal avantage du numérique est la flexibilité et la programmabilité, mais la plupart de cela n'a pas d'importance si votre machine est trop peu fiable pour fonctionner.

Exemple: un seul additionneur complet (qui n'est que de 1 bit) a besoin de quelques dizaines de transistors. Vous pouvez créer un ampli opérationnel pour le même nombre de transistors, mais il peut être utile et bien plus encore. S'il s'agissait de tubes à vide ou de pneumatiques au lieu de transistors, il est évident que vous iriez au numérique ou à l'analogue, sauf si vous êtes un fou comme l'armée américaine.

Préférez-vous exécuter 8 canaux numériques pour signaler 256 valeurs différentes? Ou juste un seul tube analogique?

— DKNguyen
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En fait, je cherchais des exemples où la fluidique était utilisée comme moyen de transmission de données de la même manière que les fils et la fibre optique sont utilisés. Je ne cherchais pas vraiment le traitement de données fluidique (mais c'est quand même vraiment génial!) Juste des exemples de transmission de données via ce type de support. Autrement dit, bus de données à air ou à fluide.

— Ryan Griggs

1

Mais c'est essentiellement la même chose. La raison pour laquelle vous avez des normes comme Ethernet est parce que l'électronique peut être fabriquée en série et les mêmes composants réutilisés et interfacés les uns avec les autres. Avec un ordinateur fluidique, chaque système est probablement (je suppose) entièrement construit sur mesure. Lorsqu'il est construit sur mesure, il n'y a pas de normes, car la réutilisation et l'interchangeabilité ne sont pas un problème aussi important. Après tout, cet ordinateur fluiduc doit envoyer et recevoir des signaux vers d'autres choses dans l'usine d'une manière ou d'une autre (comme en lui-même comme n'importe quel ordinateur). Il n'aura tout simplement pas de nom comme "ethernet".

— DKNguyen

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Sorte de. Par exemple, nous utilisons la lumière (fibre optique) principalement pour la transmission de données entre des systèmes électroniques numériques. Nous ne faisons pas grand chose avec les portes optiques et le traitement optique des données: ce travail est fait par l'électronique. C'est la différence que j'essayais d'expliquer. Je recherche des médias fluidiques pour interfacer entre les systèmes numériques électroniques standard, tout comme la lumière est utilisée dans les câbles à fibres optiques.

— Ryan Griggs

@RyanGriggs Eh bien, la raison pour laquelle nous ne faisons pas de traitement optique des données est parce que nous ne l'avons pas compris. Si nous le pouvions, nous le ferions et des recherches sont en cours dans ce domaine.

— DKNguyen

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Absolument. Je suis d'accord que le traitement numérique de la lumière serait génial. Mais j'essayais simplement d'expliquer que je cherchais des supports de transmission, pas des capacités de traitement.

— Ryan Griggs

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Voici trois choses non encore mentionnées:

Programmation audio d'une montre de sport

J'ai déjà possédé une montre de sport (Polar RS 100) qui comportait une configuration via le son. Tout comme le modem de tasse acoustique déjà mentionné, un logiciel sur un ordinateur coderait les informations de réglage sous forme de sons qui pourraient ensuite être envoyés à la montre en mettant la montre en mode de réception et en plaçant des écouteurs sous la montre. L'ordinateur enverrait le son et la montre recevrait et appliquerait les paramètres. Il avait l'avantage d'être peu coûteux et ne nécessitait pas de connexion électrique.

Contrôle et signalisation des aiguillages ferroviaires

Un autre système est le verrouillage hydraulique Bianchi et Servettaz utilisé dans les cadres de levier pour les chemins de fer italiens au 19ème siècle. Le même mécanisme hydraulique qui actionnait un interrupteur ferroviaire contrôlait également les signaux pour indiquer aux trains en approche dans quelle direction l'interrupteur était réglé, de sorte que l'on pouvait l'utiliser comme exemple de signal hydraulique numérique.

Thermostats pneumatiques

Les thermostats pneumatiques utilisent l'air comme moyen de transmission d'un signal de commande à un actionneur. Il s'agit essentiellement d'un système de transmission numérique à un bit.

— Edward
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J'ai vu des thermostats pneumatiques. La montre est cool ... Quels débits de données a-t-elle atteints?

— Ryan Griggs

Je ne suis pas sûr du débit de la montre, mais vous pouvez lire le manuel du propriétaire ici. Cela pourrait être quelque part. support.polar.com/e_manuals/RS100/…

— Edward

Semblable à votre montre, certains réfrigérateurs LG ont un mode de diagnostic qui émet des données sur les ondes sonores.

— Jacob Krall

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2012 et plus tard, les jouets Furby communiquent entre eux et avec une application pour tablette / smartphone utilisant des signaux audio modulés avec les autres bruits de chat et grinçants qu'ils font; vous pouvez l'entendre comme une sorte de sifflement de fond:

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

Quelqu'un a fait de l'ingénierie inverse:

https://github.com/iafan/Hacksby

— Rob Crompton
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Il y a quelques années, un chercheur en sécurité a conclu que son BIOS avait été compromis par un virus transmis à l'aide de haut-parleurs et de microphones de PC. Je pense qu'il est assez universellement admis qu'il était incorrect dans ce cas (et qu'il serait fondamentalement impossible de provoquer une infection initiale via ce vecteur, à moins qu'il y ait déjà une porte dérobée, auquel cas cela ne vaut pas vraiment la peine).

Cela a cependant encouragé un groupe de Fraunhofer FKIE à tester la faisabilité de cette méthode de transfert de données , où ils ont réussi à obtenir un taux de transfert de ~ 20 bit / s sur une ligne de vue d'environ 20 mètres.

— lama
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Je me souviens d'avoir lu à ce sujet. Évidemment, comme vous le dites, le vecteur d'infection initial nécessiterait déjà une porte dérobée. Cependant, cela permettrait aux ordinateurs infectés de se découvrir et éventuellement de mettre à jour ou de synchroniser les données. Il serait également intéressant d'essayer de partager des données entre smartphones avec cela. Vous pouvez même diffuser des données comme des URL, etc. lors d'événements à toute personne écoutant avec une application spéciale sans avoir besoin d'être connectée au wifi ou aux données cellulaires du lieu.

— Ryan Griggs

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Les annonceurs utilisent des balises à ultrasons (ou presque sonores) qui sont captées par les microphones des smartphones pour suivre les gens. Je peux imaginer qu'une telle balise émet une sorte de données FSK.

Exemples:

— filo
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Les rétrocaveuses utilisent des commandes pneumatiques. C'est plus analogique que numérique Tout orgue à tuyaux utilise des commandes d'air, il est assez proche de la marche / arrêt Et certaines voitures utilisaient un système de vide pour contrôler les évents. Le carburateur et le collecteur d'admission du moteur ont une zone de basse pression. Alors, branchez-vous dessus et installez un tuyau et vous avez une source de «vide» qui est utilisée pour contrôler la climatisation et le chauffage. Vous ne pouvez pas obtenir, évidemment, plus d'environ 14 psi, et seulement pour les petits appareils, et uniquement pour des actionnements occasionnels et non un débit continu.

— Boisé
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