हमने दुनिया में सबसे छोटा सोनार मॉडेम बनाया

प्रणाम, हमारे प्यारे हेब्रेटिटेल!

"इस प्रकार स्पिरिट्स में गिरावट आई, और चैम्बर
बेशुमार तलवारें पकड़ता है
विशाल। ”
(सी) जॉन मिल्टन, पैराडाइज लॉस्ट

पानी के नीचे संचार और नेविगेशन के अंधेरे कागल के अनुयायी इस बहुत पानी के नीचे संचार और नेविगेशन को जनता तक पहुंचाने के लिए दिन-रात काम कर रहे हैं, और आज उनमें से एक, जैसा कि वादा किया गया है, काम किए गए कामों और प्राप्त की गई सफलताओं पर रिपोर्ट करेगा।



इसलिए, मुझे लगता है कि इस बार हम भौतिक सीमा तक पहुँच गए हैं और सबसे अधिक संभावना है कि पानी के माध्यम से ध्वनि द्वारा डिजिटल डेटा संचारित करने के लिए कोई भी उपकरण 1000 मीटर की दूरी तक पहुंचाना असंभव है।

कौन विषय के बारे में उत्साहित था - आगे, सोनार बहुतायत में, कटौती के तहत!

परंपरागत रूप से यह महसूस करते हुए कि हाइड्रोकार्बन संचार और संबंधित समस्याओं का विषय हर किसी के लिए परिचित नहीं है, मैं हमारा (और न केवल) का एक सेट प्रदान करता हूं


मैं संक्षेप में उल्लेख करता हूं कि यहां 95% महासागर बेरोज़गार हैं, और कठिनाई केवल इस तथ्य में नहीं है कि हम अब पानी के नीचे नहीं रह सकते हैं, बल्कि इस तथ्य में भी है कि रेडियो तरंगें (एक पर्याप्त आवृत्ति की) पानी के लिए प्रचार नहीं करती हैं, और तदनुसार सभी , जो रेडियो संचार की मदद से पृथ्वी और आकाश में संभव है, पानी की एक पतली परत के नीचे भी यह लगभग असंभव हो जाता है, और हाँ, यह अभी भी ज्यादातर अंधेरा और बादल छा जाता है।

मैनकाइंड बाहर निकलने की कोशिश कर रहा है, और आज पानी के तहत रेडियो संचार का एकमात्र या कम व्यापक विकल्प एकैस्टिक, या बल्कि हाइड्रोसेक्टिक्स है। ध्वनि तरंगों की मदद से, जो हवा से पांच गुना तेजी से पानी में फैलती है:

• आवाज संदेशों का आदान-प्रदान । वॉइस मैसेजिंग डिवाइस संकीर्ण सर्कल में सबसे सरल और सबसे आम हैं। विकास, उदाहरण के लिए, ओटीएस , ओशनरिफ़ , और पिछले साल से हम भी ;
• लंबी दूरी की नेविगेशन प्रणालियों का उपयोग करके पानी के नीचे की वस्तुओं की दिशा और स्थान;
• वे नीचे की शूटिंग में लगे हुए हैं , मछली और विभिन्न पनडुब्बियों की खोज कर रहे हैं;
  

और वे सिर्फ डिजिटल डेटा प्रसारित करते हैं, और अक्सर हमारे समय में, यह नेविगेशन के साथ डेटा ट्रांसमिशन को संयोजित करने का एक अच्छा रूप है।

ऐसे उपकरण जिनके साथ डिजिटल डेटा पानी के माध्यम से प्रेषित होता है (विचित्र रूप से पर्याप्त) एक हाइड्रोकार्बन मॉडेम कहा जाता है।

पानी के माध्यम से ध्वनि स्थानांतरण मुश्किल है, लेकिन आप कर सकते हैं

यह समझने के लिए कि यह क्यों मुश्किल है, कल्पना करें कि आप नीचे स्थित एक अखबार में एक बड़बड़ाहट धारा के माध्यम से देख रहे हैं और इसे पढ़ने की कोशिश कर रहे हैं। चल रहे तरंगों और चकाचौंध के माध्यम से बाहर निकालने के लिए आप जो भी प्रबंध करते हैं, वह शीर्षक है। अपनी आंखों को बहुत अधिक तनाव देने से, आप मोटे तौर पर (यहां तक ​​कि अधिक अनुमान लगा सकते हैं) सबहडिंग्स के पाठ को समझने के लिए, यह समझने के लिए कि कॉलम में जो लिखा गया है, वह बहुत सौभाग्य से बाहर निकलेगा, जब तरंगों को एक पल के लिए चिकना किया जाता है और लामिनार बहने वाली पानी की एक पतली परत आंख और पाठ के बीच बनी रहती है।

पानी में ध्वनि गैर-अस्पष्ट रूप से गुजरती है, झुकता (अपवर्तन), प्रतिबिंब, जोड़ और संकेत की परावर्तित प्रतियों के घटाव (पुनर्वितरण और बहुपथ प्रसार), डॉपलर शिफ्ट, और स्पेक्ट्रम विस्तार और संपीड़न भी।

हमारे सादृश्य के बाद, हेडर जितना बड़ा होता है - पढ़ने में जितना आसान होता है, उतनी ही ट्रांसमिशन गति कम होती है - सामान्य मामले में कनेक्शन जितना अधिक विश्वसनीय होगा, "अनुमान लगाना" जो छोटे पाठ में लिखा गया है, उसकी तुलना शोर-प्रतिरोधी कोडिंग से की जा सकती है (इसमें समय और अतिरिक्त जानकारी लगती है) , और आप बहुत छोटे पाठ केवल अच्छी स्थितियों में पढ़ सकते हैं।

रेडियो संचार के करीबी लोग ठीक से ध्यान देंगे कि सभी सूचीबद्ध कठिनाइयाँ रेडियो चैनल में एक डिग्री या दूसरे में अंतर्निहित हैं, हालांकि, मुख्य अंतर यह है कि डेटा ट्रांसमिशन के लिए हाइड्रोकेक्टिक्स में हमारे पास एक बैंड है जो 5 से 100 किलोहर्ट्ज़ तक बहुत अधिक खिंचाव के साथ है ( वास्तव में, यह काफ़ी छोटा है), और सिर पर नियंत्रण: यदि (प्लस या माइनस) 5-15 kHz बैंड में डेटा संचारित करने के लिए, यह 10-20 किमी के लिए कड़ी मेहनत करेगा, तो बैंड में 80-100 kHz के साथ 1 किमी की सीमा तक पहुंचना संभव है भाग्य की हिस्सेदारी, क्षीणन की मजबूत असमानता के कारण मैं विभिन्न आवृत्तियों की ध्वनि तरंगें हूं।

अच्छी तरह से और हाँ, ध्वनि की गति प्रकाश की गति से थोड़ी कम है - केवल 200,000 बार।

आधुनिक सोनार मोडेम की क्षमताओं का वर्णन करने के लिए, मैं यहां शोध प्रबंध (पीडीएफ पर पृष्ठ 54) ब्रिजेट बेंसन से एक टैबलेट दूंगा, जो उन लोगों में बहुत लोकप्रिय है जो सोनार मॉडेम को "अपने घुटनों पर" बनाने की कोशिश कर रहे हैं । टैबलेट थोड़ा पुराना है, क्योंकि 2010 से संकेतित कार्य तिथियां, और, दुर्भाग्य से, मैं इसे अफवाहों के आधार पर ठीक नहीं कर सकता, इसलिए मैं इसे अपरिवर्तित उद्धृत करता हूं:

उत्पादक	मोडम	बैंड, kHz	बिजली की खपत (ट्रांसमिशन), डब्ल्यू	रेंज, किमी
Aquatec	AQUAModem	8-16	20	10
DSPComm	AquaComm	16-30	विभिन्न	3
Tritech	MicronModem	20-24	7.92	0.5
WHOI	MicroModem	25	50	1-10
benthos	ATM885	16-21	28-84	2-6
EvoLogics	S2CM48 / 78	48-78	2.5-80	1
LinkQuest	UWM2000H	एन एस	1.5	0.8
UCSD	UCSDModem	40	1.3-7.0	0.4

उत्पादक	मोडम	बिजली की खपत (रिसेप्शन), डब्ल्यू	मॉडुलन	बिट दर	मूल्य, $
Aquatec	AQUAModem	0.6	DSSS	300-2000	7600
DSPComm	AquaComm	विभिन्न	DSSS / OFDM	480	6600
Tritech	MicronModem	0.72	DSSS	40	3500
WHOI	MicroModem	0.23 / 2	एफएसके / पीएसके	80/5400	8100-9400
benthos	ATM885	0.7	एफएसके / पीएसके	140-15,360	7,200-11,000
EvoLogics	S2CM48 / 78	0.5	S2C	15000	12500
LinkQuest	UWM2000H	एन एस	मालिकाना	9600	7000
UCSD	UCSDModem	0.42	FSK	200	350 *

* घटक लागत का केवल अनुमान

2010 के बाद से क्या बदल गया है? Benthos को Teledyne द्वारा खरीदा गया था, Aquatec अब एक एक्टल मॉडेम नहीं बनाता है (अब यह केवल वैकल्पिक रूप से 1 मीटर की दूरी पर करता है), और EvoLogics मोडेम, मेरे द्वारा पहुंची अफवाहों से, काफी सस्ता हो गए हैं। लेकिन मेरे दृष्टिकोण से सबसे वैश्विक परिवर्तन हाल ही में हुआ है: सोनार मोडेम अलिम्ब-ए पर दिखाई दिया । लगभग $ 1,000- $ 2,000 की कीमत पर। चीन में प्रौद्योगिकी है, और सबसे अधिक संभावना है कि यह नागरिकों की श्रेणी में आ गया है। टेबलेट के जेंटलमैन नए सदस्यों को अपने रैंक में स्वीकार करते हैं।
लेकिन जब धीमे चीनी निर्माताओं ने $ 1,000- $ 2,000 के लिए उपकरण जारी किए हैं, तो $ 600 से मॉडेम के साथ अनुभवी डीएसपीसीओएम ने अपनी वेबसाइट पर लंबे समय तक लिखा है कि उनका लक्ष्य $ 1,000 से सस्ता है।

लोग सोनार को सस्ता बनाने की कोशिश कर रहे हैं

और यहाँ मुख्य शब्द "सस्ता" है - सिर्फ Google "कम लागत वाला पानी के नीचे ध्वनिक मॉडेम"। यदि हम बहुत सारे शोधों को छोड़ देते हैं, संदिग्ध रूप से बी बेंसन की थीसिस को दोहराते हैं, तो अभी भी पर्याप्त संख्या में दिलचस्प परियोजनाएं होंगी। मेरी राय में एक दिलचस्प सामान्यीकरण स्पेनिश कामरेडों द्वारा किया गया था। कई मायनों में, बहुत ईमानदार, कुछ को सुशोभित करने के प्रयास के बिना।

लेकिन लेख के विषय पर वापस

उल्लेख किए गए चीनी उत्पाद अपनी संपूर्णता के साथ डराते हैं: F120x600, वजन 12 किलो, ट्रांसमीटर के 40 वाट के डेटा को 140 किलोमीटर से 140 बिट तक की गति के साथ पुश डेटा 20 किलोमीटर की दूरी पर। संचरण की गति के संबंध में - मैं हमेशा सीमा की निचली सीमा को देखने की सलाह देता हूं।

टैबलेट में प्रस्तुत किए गए सबसे छोटे (और सबसे सस्ते) मॉडेम - न्यू कैसल यूनिवर्सिटी कंपनी के इंग्लिश स्पिन-ऑफ से माइक्रोनोडेम में आयाम F56x79 मिमी, 235 ग्राम का एक सूखा वजन और निर्माता के अनुसार, 40 बिट / एस की गति से डेटा संचारित कर सकते हैं। 500 मीटर तक की दूरी।

बुरा नहीं है, लेकिन 2016 में हमने अपना रेडलाइन जारी किया, जिसमें 64x62 मिमी के आयाम और 360 ग्राम के सूखे वजन को 80 मीटर / सेकंड की गति से 8000 मीटर की दूरी पर डिजिटल डेटा प्रसारित कर सकते हैं, जबकि एक प्रतियोगी की तुलना में बहुत सस्ता है, और यहां तक ​​कि रिले फ़ंक्शन के साथ। कई मायनों में, "चैम्बर में आत्माओं" को पैक करना संभव था, इसलिए बहुत मुश्किल से स्टैडमिट्रीक के प्रयासों के लिए धन्यवाद, और थोड़ी सी खान। हमारे विचार ने तब पूरे पेटेंट में आकार लिया।

पीछे भाग रहा है

हम खुद से पूछते हैं, एक मॉडेम में क्या होता है? एक नियम के रूप में, एक या अधिक पीज़ोइलेक्ट्रिक रिंग, एक पावर एम्पलीफायर, एक preamplifier और फिल्टर के साथ-साथ कुछ प्रकार के डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर से बने ट्रांसीवर एंटीना से। ऐसा लगता है कि रॉकेट विज्ञान नहीं है? लेकिन एक रॉकेट में भी, सभी सामग्रियों और विधानसभाओं की लागत रॉकेट की लागत का केवल 10% से कम है।

जबकि प्रौद्योगिकी ने बड़े पैमाने पर स्थिति हासिल नहीं की है, यह महंगा है।

और हम एक सोनार मॉडेम खरीदना चाहते हैं अरुदिनो, जीपीएस या रेडियो मॉड्यूल खरीदने से ज्यादा मुश्किल नहीं था।

इसके लिए हम क्या कर रहे हैं? हमारे पेटेंट का दोहन करना जारी रखते हुए, इस बार StDmitriev ने "आत्माओं को" एक छोटे से कक्ष में धकेल दिया, और मैंने तदनुसार एक नया फर्मवेयर दायर किया जो पूरी तरह से रिकॉर्ड किए गए लोहे का उपयोग कर सकता है।

इस uWAVE से मिलिए - दुनिया का सबसे छोटा और सस्ता सोनार मॉडेम



अब आत्माओं को F40x45 मिलीमीटर मापने वाले सिलेंडर में भीड़ होती है, जिसका वजन 160 ग्राम से अधिक नहीं होता है। आत्माओं का हिसिंग आपको 1000 मीटर तक की दूरी पर 78 बिट / एस की गति से डेटा स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। और मॉडेम को USB से भी संचालित किया जा सकता है।

निम्नलिखित तस्वीरें RedLINE (पीले) और uWAVE (लाल) के आकार की तुलना करती हैं:





लेकिन यह सब नहीं है: मॉडेम न केवल तथाकथित द्वारा संचरण का समर्थन करता है। ग्राहकों के कोड डिवीजन के साथ एक पारदर्शी चैनल, लेकिन यह भी एक कमांड मोड है जिसमें आप दूर से गहराई, तापमान (बोर्ड पर एक अंतर्निहित सेंसर) और सिग्नल प्रसार समय की माप के साथ रिमोट सब्सक्राइबर के वोल्टेज का अनुरोध कर सकते हैं। और टेलीकंट्रोल टास्क के लिए 9 कोड यूजर कमांड दिए गए हैं।

लेकिन यहां तक ​​कि यह मुख्य बात नहीं है, लेकिन मुख्य बात यह है कि हम अपने स्वयं के मूल्य रिकॉर्ड को तोड़ने में कामयाब रहे और uWAVE मॉडेम के लिए खुदरा मूल्य $ 480 है। यह 6 (SIX, KARL!) टाइम्स निकटतम अंग्रेजी समकक्ष की तुलना में सस्ता है, दो बार लंबी रेंज के साथ, और आधे आकार के रूप में। हम बड़े करीने से उम्मीद करते हैं कि उत्पादन की मात्रा में वृद्धि के साथ कीमत को और कम किया जा सकता है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, हमने पिछले लेख में मतदान करने वाले 7.6% लोगों की अपेक्षाओं को पूरा किया, और यह मूल्य सीमा अब तक अप्राप्य $ 100- $ 200 के बाद वोट में दूसरे स्थान पर है।

यदि कोई अब समान विशेषताओं के साथ कम और सस्ता हो सकता है - मैं अपना शब्द देता हूं: मैं तुरंत पेशा छोड़ देता हूं!

जब मैंने इस तथ्य के बारे में बात की कि हम भौतिक आकार सीमा के नीचे पहुंच गए हैं, तो इसका मतलब यह था कि भले ही हम सभी इलेक्ट्रॉनिक्स को कम मात्रा में फिट करने का प्रबंधन करें, लेकिन उपयोग की जाने वाली रिंग का आकार हमें इस आवृत्ति बैंड में प्रभावी ढंग से काम करने की अनुमति नहीं देगा, और ऊर्जा प्राप्त करना असंभव है निर्दिष्ट विशेषताएँ पीजोइलेक्ट्रिक तत्व जितना छोटा होता है, उतनी ही कम आवृत्ति, उच्च आवृत्ति, संचार दूरी कम होती जाती है। ऐसी बातें।

यह सब क्यों जरूरी है?

“अज्ञात कब्रों में अरबों की हड्डियां नहीं थीं, जो हमें अपील करती हैं, हमें मांगती हैं या हमें फटकारती हैं? मैं अरबों पिछले मानव जीवन को देखता हूं, जिसमें युवा, सौंदर्य और जीवन की खुशियाँ तुरन्त उंगलियों के बीच रेत की तरह बह जाती हैं - वे समय के महान रहस्य को प्रकट करने के लिए, उससे लड़ने की मांग करते हैं! अंतरिक्ष पर जीत समय के साथ जीत है - यही कारण है कि मुझे अपने अधिकार में और गर्भ धारण व्यवसाय की महानता में विश्वास है! " (सी) आई एफ्रेमोव, एंड्रोमेडा नेबुला

"सबसे पहले, यह सिर्फ सुंदर है ..." (सी)

गंभीरता से, हाल ही में स्वायत्त उपकरणों के झुंड के साथ संचार का विषय, पानी के नीचे की चीजों की इंटरनेट, और अन्य अविश्वसनीय चीजों की मांग की गई है। इसलिए, सहकर्मी बहुत अलग-अलग आकार के स्वायत्त उपकरण (ग्लाइडर) बनाते हैं, जिस पर यह 12 किलोग्राम वजन वाले चीनी उद्योग के उत्पाद को रखने के लिए समस्याग्रस्त नहीं है, लेकिन थोड़ा असंभव है, और इस उपकरण के साथ इसे विशेष रूप से असंभव है, उदाहरण के लिए, इस बच्चे पर एक नज़र डालें

स्वादिष्ट के लिए

मैं बताना चाहता हूं कि हमने पिछले लेख के अनुभव को कैसे दोहराया, जहां हमने रेडियो मोड पर एक ही मॉडेम, जीपीएस मॉड्यूल और एक चीनी चारा नाव का उपयोग करके RedGTR मॉडेम में से एक की भौगोलिक स्थिति निर्धारित की।

मैंने एप्लिकेशन को व्हिप किया ताकि यह uWAVE मोडेम के साथ काम कर सके, और नाव के ऑनबोर्ड फर्मवेयर को भी बदलना नहीं पड़ा। मॉडेम इंटरफ़ेस प्रोटोकॉल को और भी सरल बनाया गया है।

समय की कमी के कारण, हम अपने प्रिय पिचुगा के पास नहीं गए, लेकिन बैकअप विकल्प से संतुष्ट थे - याज़नी तालाब , एक पानी का जलाशय जिसे हम जानते हैं, 2 से 1.5 मीटर की गहराई के साथ।

इस बार "लाइटहाउस" ठोस थर्मल इन्सुलेशन से बने एक बेड़ा पर स्थित था, और पावर बैंक द्वारा संचालित किया गया था, जैसा कि फोटो में देखा जा सकता है:



नाव पर एक लाइटहाउस के साथ एक बेड़ा लोड करना:



काम के पल:


सामान्य तौर पर, सब कुछ अपेक्षित रूप से काम करता था, और अंत में हमें 1 मीटर से अधिक की सटीकता के साथ कुछ ट्रैक मिले। इस तरह:



और इस तरह:



ऊपर दी गई तस्वीर ट्रैक के बढ़े हुए हिस्से को दिखाती है, और यह सब निम्नलिखित में जलाशय की वृद्धि को देखते हुए है:



माप ट्रैक को हरे रंग में दिखाया गया है - उन बिंदुओं पर जहां प्रतिवादी की दूरी को मापा गया था, और जहां यह नीले (नाव ट्रैक) से पीछे था, ध्वनिक कनेक्शन काट दिया गया था। इसका कारण काफी सरल और सामान्य है - हाइड्रोलॉजिकल स्थितियां ऐसी हैं कि यह संभावना नहीं है कि शहरी ल्यूनेटिक्स के अलावा किसी ने भी इस तरह के उपकरणों को ऐसे जलाशय में डुबाने और वहां डेटा संचारित करने की कोशिश की होगी।

दोनों मामलों में, 70-90 सेंटीमीटर के क्षेत्र में प्रकाशस्तंभ की वास्तविक स्थिति से एक विचलन प्राप्त किया गया था।

यह रिमोट एप्लिकेशन की स्क्रीन पर कैसा दिखता है:



नाव पर मॉडेम एक लीड-एसिड बैटरी द्वारा संचालित होता है, इसके वोल्टेज के साथ-साथ गहराई और प्रसार समय शीर्ष बाईं ओर प्रदर्शित होता है, "उत्तरदाता" मॉडेम पावर बैंक द्वारा संचालित किया गया था, इसका वोल्टेज 5 सेंटीमीटर होने की उम्मीद है, और गहराई 80 सेमी है। अनुरोध के अनुसार पानी का तापमान 14.7 ° है। सी, और प्रतिवादी 13.8 डिग्री सेल्सियस के अनुसार।

उपकरणों की इस शाखा से जुड़ी संभावनाओं से

• हम uWAVE के साथ काम करने के लिए एंटीना खोजने की दिशा बनाने की योजना बनाते हैं;
• लंबे समय से आधार प्रणाली के लिए फर्मवेयर पहले से ही तैयार है, जिसमें uWAVE मॉडेम एक पिंजर के रूप में कार्य करता है, और इसके स्थान को चार छोटे बियों का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। जैसे ही हमें वर्तमान कार्यों से छुटकारा मिलेगा, हम मामलों और बोर्डों के विकास को पूरा करेंगे।

निष्कर्ष में

आपका ध्यान के लिए धन्यवाद, हमेशा की तरह, ध्वनि आलोचना और सुझावों का स्वागत है!

पुनश्च

और वह बहुत अच्छा है, छोटा =)

हमें अपने सबसे आधुनिक मॉडेम को विकसित करने की प्रक्रिया में एक वास्तविक खुशी मिली, यह उन क्षणों में से एक है जिसके लिए हम काम करते हैं।

पी पी एस

चाय पीने से उद्यम की सफलता को कश्ती से बाहर निकाले बिना चिह्नित किया गया था।