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!
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Respostas:
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.
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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')
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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.
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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
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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".
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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 .
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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
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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?
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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.
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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
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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.
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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:
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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.
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