Können Sie einen automatischen Geschützturm mit viktorianischer Technologie bauen?

Bietet das viktorianische Zeitalter die notwendigen Materialien für optoelektronische Sensoren?

Es sieht so aus, als ob der photoelektrische Effekt in der viktorianischen Ära entdeckt wurde

Die Heidelberger Studenten Johann Elster (1854–1920) und Hans Geitel (1855–1923) untersuchten die Wirkung von Licht auf elektrifizierte Körper und entwickelten die ersten praxistauglichen Photozellen, mit denen sich die Lichtintensität messen ließ. Sie ordneten Metalle nach ihrer Fähigkeit, negative Elektrizität zu entladen: Rubidium, Kalium, Legierungen aus Kalium und Natrium, Natrium, Lithium, Magnesium, Thallium und Zink; für Kupfer, Platin, Blei, Eisen, Kadmium, Kohlenstoff und Quecksilber waren die Effekte mit gewöhnlichem Licht zu gering, um messbar zu sein. Die Reihenfolge der Metalle für diesen Effekt war dieselbe wie in Voltas Reihe für Kontaktelektrizität, wobei die elektropositivsten Metalle den größten photoelektrischen Effekt ergeben.

Materialtechnisch also eine positive Antwort: Sie hatten die nötigen Materialien dafür.

Verwenden Sie biologische Augäpfel.

Trainieren Sie insbesondere Tiere. Während des Zweiten Weltkriegs gab es Bestrebungen, Tauben zum Leitsystem für Raketen zu machen .

Es müssen natürlich keine Tauben sein. Jedes Tier mit anständigem Sehvermögen (oder sogar übermenschlichem Sehvermögen ... dieses Ding könnte im Dunkeln funktionieren!) Sollte ausreichen. Die meisten sind trainierbar. Natürlich müssten die Tiere in Schichten arbeiten, also gibt es einige Wartungsarbeiten, bei denen das Paar oder Drilling nach 8-12 Stunden ausgetauscht und durch eine frische "Crew" ersetzt wird. Es würde auch Details geben, wie zum Beispiel, wie man sie am besten vom Schlummern abhält, ohne dass sie sich so unwohl fühlen, dass ihre Leistung beeinträchtigt wird. Aber Sie bekommen so viel mehr dafür ... ihnen kann wahrscheinlich beigebracht werden, zwischen Uniformen zu unterscheiden, zum Beispiel. Man kann ihnen beibringen, nur auf Menschen und nicht auf andere Tiere abzuzielen. Nicht auf Blätter zu schießen, die bei einer steifen Brise durch die Luft wehen.

Und außer dem Tiertraining (das bis zu einem gewissen Grad bereits in der viktorianischen Ära existierte) ist alles mechanisch und innerhalb ihrer Fähigkeit, mit ausreichenden Toleranzen zu produzieren.

Verwenden Sie Kontaktplatten - Schalter, die durch Betreten aktiviert werden, und/oder eine Kapazitätserkennung für Personen, die Zaundrähte berühren.

Primitives Schalten kann erkennen, welcher Detektor ausgelöst hat, und die Waffe darauf richten.

Ein einfacher sichtbarer Fotosensor reicht zum Zielen nicht aus, und selbst ein Fotodiodenarray (das schwer oder gar unmöglich herzustellen wäre) wäre von begrenztem Nutzen. Infrarot würde mehr Optionen bieten, aber alles, was helfen würde, ist zu neu.

Andererseits wurde die akustische Ortung im Ersten Weltkrieg verwendet, was nur ein wenig spät ist. Wie ich unter einer anderen Antwort kommentierte, ist das Erkennen nur ein Teil der Geschichte. Um Zielmotoren mit einem kleinen Signal anzutreiben, benötigen Sie einen Verstärker (sowie eine Möglichkeit zum Vergleichen von Eingängen, wenn Sie die Differenz zwischen zwei Signalen verwenden, wie es viele optische oder akustische Systeme tun würden). Ich würde ein Datum von 1906 festlegen, basierend auf Entwicklungen bei Ventilen (Vakuumröhren). Sie würden auch eine Art Feuerleitcomputer benötigen, der mechanisch sein könnte.

Alles in allem denke ich, dass das frühe 20. Jahrhundert Ihre Grenze für einen Ansatz des Sinn-Ziel-Schießens ist, es sei denn, Sie bringen ein paar reale Erfindungen um ein paar Jahrzehnte voran.

Sie könnten so etwas mechanisch machen, indem Sie Kacheln in einem Raster auf dem Boden in Reichweite des Turms platzieren. Jede dieser Kacheln könnte hydraulisch oder mechanisch mit einem mechanischen Computer verbunden werden, der das Ziel berechnet und auslöst.

Es könnte gemacht werden, dass jede Kachel nur einen oder wenige Schüsse auslöst, sodass der Turm, sobald der Angreifer stationär bleibt, ihn nicht weiter angreifen wird.

Eine gute Einführung in mechanische Computer, die auf Marineschiffen vor dem Aufkommen der Elektronik zum Antrieb von Geschütztürmen verwendet wurden, finden Sie hier: https://www.youtube.com/watch?v=gwf5mAlI7Ug

Ich weiß, dass Sie sich speziell für rein optische (für den Menschen sichtbare Lichtbereiche) entschieden haben, aber - die ersten thermografischen Sensoren wurden vor der viktorianischen Ära erfunden: https://en.wikipedia.org/wiki/Thermographic_camera#Discovery_and_research_of_infrared_radiation (dies ist das relevante Zitat : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0020089162900234 ) behauptet, dass es 1833 einen Sensor gab, der einen Menschen in 10 Metern Entfernung erkennen konnte, und „1901 war es [ein etwas anderes Gerät, das Bolometer] konnte die Strahlung einer Kuh aus 400 Metern Entfernung erkennen und war empfindlich gegenüber Temperaturunterschieden von einem Hunderttausendstel (0,00001 °C) Grad Celsius".

Mit etwas Tuning könnte man also definitiv eines dieser Geräte als Sensor verwenden - stimmen Sie es auf die menschliche Körpertemperatur ab, stimmen Sie den Bereich der Sensoren usw. ab, um Ihren Kriterien zu entsprechen (zielen Sie nur auf große Änderungen ab, bei denen beispielsweise 50 % der Sensoransicht hat menschliche Körpertemperatur).

Es wird teuer, aber es könnte zu jedem Zeitpunkt nach der Entwicklung des Fotowiderstands durchgeführt werden. Es wird jedoch nicht perfekt zu dem passen, wonach Sie suchen.

Der Mangel an Verstärkern wird ein Problem sein und Ihre Möglichkeiten stark einschränken. Sie haben einige Optiken, die das Bild auf einen Sensor fokussieren. Jedes Pixel des Sensors ist ein Fotowiderstand. Dies ist die Hälfte eines Spannungsteilers. Der Verbindungspunkt ist mit einem kleinen, empfindlichen bidirektionalen Relais mit großem Kondensator verbunden. Eine Änderung des Widerstands des Fotowiderstands ändert die Spannung am Teiler, der Kondensator passt sich an und verursacht nur dann einen Stromfluss, wenn sich die Lichtstärke ändert. Eine sehr langsame Änderung (der normale Tag/Nacht-Zyklus) wird nicht genügend Durchfluss verursachen, um ihn auszulösen.

Beide Seiten dieses Relais sind miteinander verdrahtet, Sie kümmern sich nur um den Stromfluss, nicht um die Richtung. Dieser Strom erregt ein größeres Relais, das verriegelt (wenn es schließt, speist es Spannung zurück, um es geschlossen zu halten), und ein separater Stromkreis im Relais verbindet einen Punkt auf einem Potentiometer. Die eigentliche Pistole ist ebenfalls mit einem identischen Potentiometer verbunden. Diese beiden Punkte sind mit einem weiteren bidirektionalen Relais verbunden, eine Seite bewirkt, dass sich der Turm in eine Richtung bewegt, die andere bewirkt, dass er sich in die andere Richtung bewegt. Wenn die Spannungen übereinstimmen, wird die Pistole darauf gerichtet, wo der Sensor sagte, dass etwas da war, und das Relais öffnet sich wieder. Währenddessen wurde ein Kondensator aufgeladen, wenn er über eine Referenzspannung (ein weiterer Spannungsteiler) aufgeladen wird, fließt Strom durch ein Relais und zieht den Auslöser. Wenn die Waffe feuert, schließt sie auch einen Stromkreis, der vorübergehend die Stromversorgung zum Zündteil des Stromkreises unterbricht, wodurch das/die zwischengespeicherte(n) Pixel(s) freigegeben wird/werden. Diese Schaltung ist auch strombegrenzt, wenn zu viele Pixel ausgelöst werden, der Zug zu stark ist, die Spannung zu niedrig wird und das System ohne Zündung zurückgesetzt wird. Dies ist ein notwendiger Sicherheitsschaltkreis, da es sonst denken wird, dass jede Wolke, die über die Sonne geht, ein Bösewicht ist. (Aber es bedeutet auch, dass der Bösewicht etwas über die Linse schieben kann.)

Das ist lange vor Elektrolytkondensatoren, und diese Kondensatoren müssen groß sein – was bedeutet, dass sie sperrig und teuer sind. Ich weiß nicht, wie empfindlich die Relais sein können, daher kann ich keine Zahlen nennen.