Можете ли вы построить автоматическую турель с технологиями викторианской эпохи?

Предлагает ли викторианская эпоха необходимые материалы для фотоэлектрических датчиков?

Похоже, фотоэлектрический эффект был открыт в викторианскую эпоху.

Иоганн Эльстер (1854–1920) и Ганс Гейтель (1855–1923), студенты в Гейдельберге, исследовали воздействие света на наэлектризованные тела и разработали первые практические фотоэлементы, которые можно было использовать для измерения интенсивности света. Они расположили металлы по их способности отводить отрицательное электричество: рубидий, калий, сплав калия и натрия, натрий, литий, магний, таллий и цинк; для меди, платины, свинца, железа, кадмия, углерода и ртути эффекты обычного света были слишком малы, чтобы их можно было измерить. Порядок металлов для этого эффекта был таким же, как и в ряду Вольта для контактного электричества, наиболее электроположительные металлы давали наибольший фотоэлектрический эффект.

Что касается материалов, то это положительный ответ: у них были для этого необходимые материалы.

Используйте биологические глазные яблоки.

В частности, дрессировать животных. Во время Второй мировой войны пытались сделать голубей системой наведения ракет .

Конечно, это не обязательно должны быть голуби. Любого животного с приличным зрением (или даже сверхчеловеческим зрением... эта штука может работать в темноте!) должно хватить. Большинство поддаются дрессировке. Конечно, животным придется работать посменно, так что есть определенный уход, когда пару или тройку меняют через 8-12 часов и заменяют свежей «бригадой». Также будут подробности, например, как лучше всего уберечь их от дремоты, не доставляя им такого дискомфорта, чтобы их производительность ухудшилась. Но вы получаете за это гораздо больше... их, вероятно, можно научить различать униформу, например. Их можно научить нацеливаться только на людей, а не на других животных. Чтобы не стрелять по листьям, развевающимся в воздухе на сильном ветру.

И кроме дрессировки животных (которая в той или иной степени уже существовала в викторианскую эпоху), все механическое и вполне в пределах их возможностей производить с достаточными допусками.

Используйте контактные пластины - переключатели, активируемые при нажатии на них и/или обнаружение емкости для людей, прикасающихся к проводам забора.

Примитивное переключение может определить, какой детектор сработал, и навести на него пушку.

Простого видимого фотодатчика недостаточно для прицеливания, и даже матрица фотодиодов (что было бы трудно или даже невозможно сделать) будет иметь ограниченное применение. Инфракрасный диапазон предлагает больше возможностей, но все, что может помочь, появилось слишком недавно.

С другой стороны, акустическая локация использовалась во время Первой мировой войны, но с небольшим опозданием. Как я прокомментировал в другом ответе, ощущение - это только часть истории. Чтобы управлять двигателями прицеливания с помощью слабого сигнала, вам нужен усилитель (а также способ сравнения входных сигналов, если вы используете разницу между двумя сигналами, как в некоторых системах, оптических или акустических). Я бы поставил дату 1906 год, основываясь на разработках в области клапанов (вакуумных трубок). Вам также понадобится компьютер управления огнем, который может быть механическим.

В общем, я считаю, что начало 20-го века — это ваш предел для подхода «чувство-цель-стрельба», если вы не выдвинете несколько реальных изобретений за несколько десятилетий.

Вы можете сделать что-то подобное механическому, разместив плитки в сетке на земле в пределах досягаемости башни. Каждая из этих плиток может быть гидравлически или механически связана с механическим компьютером, который вычисляет цель и запускает ее.

Можно сделать так, чтобы каждая плитка запускала только один или несколько выстрелов, поэтому, когда атакующий остается неподвижным, турель не будет продолжать сражаться с ним.

Вы можете найти хорошее введение в механические компьютеры, которые использовались на кораблях ВМФ до появления электроники для управления турелями, здесь: https://www.youtube.com/watch?v=gwf5mAlI7Ug

Я знаю, что вы специально стремились к чисто оптическому (диапазон видимого света человека), но - первые термографические датчики были изобретены до викторианской эпохи: https://en.wikipedia.org/wiki/Thermographic_camera#Discovery_and_research_of_infrared_radiation (это соответствующая цитата : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0020089162900234 ) утверждает, что в 1833 году существовал датчик, который мог обнаружить человека на расстоянии 10 метров, и «к 1901 году он [немного другое устройство, болометр] мог обнаружить излучение коровы на расстоянии 400 метров и был чувствителен к перепадам температуры в стотысячные (0,00001 С) градуса Цельсия».

Таким образом, с некоторой настройкой можно определенно использовать одно из этих устройств в качестве датчика — настроить его на температуру человеческого тела, настроить диапазон датчиков и т. д. в соответствии с вашими критериями (нацельтесь только на большие изменения, где, например, 50% вид датчика соответствует температуре тела человека).

Это будет дорого, но это можно будет сделать в любой момент после разработки фоторезистора. Однако это не будет идеальной парой для того, что вам нужно.

Отсутствие усилителей будет проблемой, сильно ограничивающей ваши возможности. У вас есть оптика, которая фокусирует изображение на сенсоре. Каждый пиксель сенсора представляет собой фоторезистор. Это половина делителя напряжения. Точка соединения подключена к маленькому чувствительному двунаправленному реле к большому конденсатору. Изменение сопротивления фоторезистора изменяет напряжение на делителе, конденсатор будет регулироваться, вызывая протекание тока только при изменении уровня освещенности. Очень медленное изменение (нормальный цикл день/ночь) не приведет к достаточному потоку, чтобы отключить его.

Обе стороны этого реле соединены вместе, вас интересует только ток, а не направление. Этот ток возбуждает более крупное реле, которое фиксируется (когда оно замыкается, оно возвращает напряжение, чтобы удерживать его в замкнутом состоянии), а отдельная цепь в реле соединяет точку на потенциометре. Реальный пистолет также подключен к идентичному потенциометру. Эти две точки подключены к другому двунаправленному реле, одна сторона заставляет башню двигаться в одну сторону, другая — в другую. Когда напряжения совпадают, пистолет направляется туда, где датчик сказал, что что-то было, и реле снова размыкается. Тем временем конденсатор заряжается, когда он заряжается выше опорного напряжения (другой делитель напряжения), ток течет через реле и нажимает на курок. Когда пушка стреляет, она также замыкает цепь, которая временно отключает питание стреляющей части цепи, тем самым освобождая зафиксированные пиксели. Эта схема также имеет ограничение по току: если срабатывает слишком много пикселей, отрисовка слишком велика, напряжение становится слишком низким, и система перезагружается без срабатывания. Это необходимая схема безопасности, потому что иначе он будет думать, что каждое облако, пересекающее солнце, — плохой парень. (Но это также означает, что плохой парень может подсунуть что-то через объектив.)

Это задолго до появления электролитических конденсаторов, а эти конденсаторы должны быть большими, а значит громоздкими и дорогими. Я не знаю, насколько чувствительными могут быть реле, поэтому не могу назвать никаких цифр.