Cook and Wheatstone- telegrafen uppfanns på 1830-talet av den engelske uppfinnaren William Cook och vetenskapsmannen Charles Wheatstone . Det var det första kommersiella elektriska telegrafsystemet . Mottagaren bestod av en uppsättning pilar som drevs av en elektromagnetisk spole och pekade på bokstäverna på tavlan. Denna metod var bekväm för de tidiga användarna av telegrafen eftersom den inte krävde att lära sig kodsystemet och gjorde det möjligt för arbetsgivare att inte investera i personalutbildning.
Senare versioner av systemet kanske inte har använt en bokstavstavla, eftersom användarna lärde sig att läsa text direkt genom att följa pilarnas rörelse. Detta blev möjligt eftersom antalet pilar minskade och själva koden blev mer komplex. Denna förändring var en följd av minskningen av antalet telegraftrådar, som måste matcha antalet pilar som användes i apparaten för att ange symboler. Tidigare telegrafledningar misslyckades gradvis, vilket gjorde användningen av flera trådar för att bära varje karaktär oekonomisk. Den mest kommersiellt framgångsrika varianten av Cooke och Wheatstone-telegrafen använde bara en hand och förblev i tjänst fram till 1930-talet.
Cook och Winston-telegrafen spelade en roll i arresteringen av John Tavellför mordet han begick. Meddelandet om att Tavell hade tagit ett tåg till London telegraferades från stationen i Slough till Paddingtons ändstation och tillät polisen att arrestera gärningsmannen. De ovanliga nyheterna om användningen av telegrafen i kampen mot brottsligheten väckte stort intresse bland allmänheten och populariserade användningen av telegrafen.
Telegrafen skapades i samarbete med William Cook och Charles Wheatstone. Charles Wheatstone är också känd för sina andra uppfinningar, särskilt Wheatstone-mätbryggan. Allt eftersom arbetet fortskred uppstod friktion mellan dem, eftersom de satte upp olika mål för sig själva. Cook var en uppfinnare och entreprenör, så han ansåg att syftet med sitt arbete var kommersiellt lönsamt. Wheatstone var dock en vetenskapsman och eftersträvade akademiska mål. Han ville publicera resultaten av sitt arbete så att andra fritt kunde använda dem. [1] Dessa meningsskillnader resulterade i att Cooke och Wheatstone bråkade om vem som hade prioritet för uppfinningen. Tvisten löstes av Marc Isambard Brunel som representerade Cook och John Frederick Daniel som representerade Wheatstone. Till slut köpte Cook rättigheterna från Wheatstone i utbyte mot en andel i spiken. [2] Cooke hade tidigare idéer om telegrafen och rådfrågade Michael Faraday om dem innan han samarbetade med Wheatstone. Den vetenskapliga motiveringen som krävs för implementeringen av modellen gjordes dock av Wheatstone. Cookes tidiga idéer, som beskrev en elektromekanisk telegraf med urverk och ett elektromagnetiskt stopp, förkastades. [3] År 1854 publicerade Cook en uppsats med titeln The Electric Telegraph. Uppfanns det av professor Wheatstone?" [4] [5] .
I januari 1837 föreslog Cook designen av en telegraf med sextio kod för Liverpool-Manchester- järnvägen . Koden var för komplex för den krävda uppgiften. Kunden ville ha ett enkelt signalsystem mellan Liverpool station och ångmaskinen, placerad på toppen av en lång, brant sluttning i en tunnel utanför stationen. Ångmaskinen drev repet som drog tågen till stationen. På den tiden användes ofta kabeldragning för att föra tåg till huvudstationerna för att undvika buller och föroreningar, och i det här fallet, om lutningen var för brant, för att loket skulle kunna resa sig utan hjälp. Allt som behövdes var några enkla signaler, som att säga till linbanan att börja röra på sig. Cooke ombads att bygga en enklare version med färre koder, som han gjorde i slutet av april 1837. [6] Men järnvägen bestämde sig för att istället använda en pneumatisk telegraf med visselpipor. [7] Efter samråd med Michael Faraday, rekommenderades William Cook att kontakta Charles Wheatstone. I brev till hushållsmedlemmar skrev Cook att han hänvisades till "en professor i kemi från University of London". Han gjorde ett misstag med ämnet och med universitetet, men han hade tur med en kamrat.Kort därefter ingick Cook ett samarbete med Wheatstone. [åtta]
Ansökan om patent varade ganska länge och avslutades först den 12 juni 1837. Fram till 1852 publicerades inte patent officiellt i Storbritannien, dessutom fanns det olika förfaranden i England, Skottland, Wales och Irland. Och det var gott om folk som ville registrera alla rättigheter till den elektriska telegrafen. Redan våren 1837 försökte Edward Davy, som hade hört mycket om Wheatstones experiment, göra detta. I Davys telegraf krävdes en separat tråd för att överföra varje (!) bokstav, men detta faktum störde honom inte [9] . I Skottland motarbetades Wheatstone och Cookes telegraf av William Alexander, men patentet lämnades in den 12 december 1837, och på Irland lämnades det in den 23 april 1838 [10] .
Detta system använde ett antal pilar på tavlan som kunde flyttas för att peka på bokstäverna i alfabetet. Patentet rekommenderar ett system med fem pilar, men valfritt antal pilar kan användas beroende på antalet tecken som behövde kodas. Fyrpunktssystemet installerades mellan stationerna Euston och Camden Town i London på den järnvägslinje som byggdes av Robert Stevenson mellan London och Birmingham. Den demonstrerades framgångsrikt den 25 juli 1837. [11] Detta system liknade det som gjordes för Liverpool. Bilarna kopplades loss vid Camden Town station och rullade nedförsbacke under gravitationen till Euston station. Systemet behövdes för att signalera till Camden Town att dra tillbaka bilarna till det väntande loket. Liksom i Liverpool övergavs den elektriska telegrafen så småningom till förmån för ett pneumatiskt system med visselpipor [12] .
Den första kommersiella framgången för Cooke och Wheatstone-telegrafen var dess installation på Great Western Railway över 13 miles (21 km ) sektionen från Paddington station till West Drayton 1838. Det var den första kommersiella telegrafen i världen. [13] Systemet använde fem pilar och sex trådar. [12] Kablarna installerades ursprungligen under jord i ett stålrör. Kablarna började dock snart att försämras på grund av försämringen av isoleringen och ersattes av oisolerade ledningar på stolpar. [14] Som en mellanåtgärd användes ett tvåswitchsystem med tre kvarvarande fungerande underjordiska ledningar, som trots att de bara använde två strömbrytare hade ett större antal koder. [15] Men när linjen förlängdes till Slough 1843, installerades ett enpunktssystem med två trådar. [16] Från och med denna tidpunkt började användningen av den elektriska telegrafen växa på de nya järnvägarna som byggdes från London. Blackwall Tunnel Railway (också kabeldragen) var utrustad med Cooke och Wheatstone-telegrafen när den öppnade 1840, och många andra därefter. [17] Enpunktstelegrafen visade sig vara mycket framgångsrik på brittiska järnvägar, och 15 000 uppsättningar var fortfarande i bruk i slutet av artonhundratalet. Några av dem var kvar i drift på 1930-talet. [18] I september 1845 bildade finansmannen John Lewis Ricardo och Cook Electric Telegraph Company. Detta företag köpte Cooke- och Wheatstone-patenten och startade sin egen hållbara telegrafverksamhet. 1869 förstatligades företaget och blev en del av Storbritanniens huvudsakliga posttjänst, General Post Office . [19]
John Towell, misstänkt för att ha förgiftat sin älskarinna, greps efter att ha fått ett telegrafmeddelande [20] från Slough till Paddington den 1 januari 1845. Detta tros ha varit den första användningen av telegrafen för att fånga en mördare. Meddelandet löd:
Mordet hade precis begåtts i Salt Hill och den påstådda mördaren sågs köpa en förstaklassbiljett på tåget 19:42 från Slough till London. Han är klädd som en kväkare, i en stor kappa som når nästan till hälarna. Han kom in i andra klassens vagns sista kupé.
Originaltext (engelska)[ visaDölj] ETT MORD HAR BEGÅTTS PÅ SALT HILL OCH DEN MISSTÄNKTE MÖRDARE SETTES TA EN BILJETT AV FÖRSTA KLASS TILL LONDON MED TÅGET SOM GÅR AV SLOUGH KL. 742. HANS FÖTTER HAN ÄR I SISTA FACKET I ANDRA KLASSENCooke och Wheatstone-systemet stödde inte skiljetecken, gemener och skickade inte alla bokstäver. Även tvåhandssystemet utelämnade bokstäverna J, Q och Z; Följaktligen var orden JUST (nyss) och QUAKER (Quaker) felstavade. Detta orsakade vissa svårigheter för den mottagande operatören i Paddington, som upprepade gånger begärde en återsändning efter att ha mottagit en KWA (istället för en QUA) som han trodde var felaktig. Detta fortsatte tills den lilla pojken bad den sändande operatören att slutföra ordet, varvid meddelandet förstods. Vid ankomsten följde polisdetektiver efter Tavell till ett närliggande kafé och arresterade honom där. Tidningsbevakningen av denna incident skapade stor berömmelse för den elektriska telegrafen och satte den i den allmänna opinionen till dess fördel. [21] Tawells mycket publicerade arrestering var en av två händelser som gjorde att telegrafen kom till allmänhetens uppmärksamhet och ledde till att den användes i stor utsträckning utanför järnvägssignalering. En annan händelse var tillkännagivandet per telegraf av nyheten om födelsen av Alfred Ernest Albert , andra son till drottning Victoria) . Nyheten publicerades i tidningen The Times med oöverträffad hastighet, bara 40 minuter efter tillkännagivandet. [22]
Cooke och Wheatstone-telegrafen bestod av en serie magnetiska nålar som kunde vridas en kort sträcka antingen medurs eller moturs genom elektromagnetisk induktion i en lindning. Rörelseriktningen bestämdes av strömriktningen i telegraftrådarna. Pilarna var fästa på tavlan i ett markerat diamantrutnät med en bokstav vid varje skärningspunkt mellan linjerna så att de två pilarna skulle peka på rätt bokstav när de aktiverades. Antalet kablar som krävs av Cook and Wheatstone-systemet är lika med antalet använda strömbrytare. Antalet pilar avgjorde antalet tecken som kunde kodas. Cooke och Wheatstones patent rekommenderade fem händer, vilket var antalet i tidiga demonstrationsmodeller. Antalet koder som kan härledas från 2, 3, 4, 5, 6... pilar är 2, 6, 12, 20, 30... respektive. [23] Sändningsänden hade två rader med knappar, ett par knappar för varje rulle på varje rad. Operatören valde en knapp från varje rad. Detta kopplade två spolar till de positiva respektive negativa ändarna av batteriet. Spolarnas andra ändar kopplades till telegraftrådar och därifrån till ena änden av spolarna vid mottagningsstationen. Mottagningsspolarnas andra ände kopplades ihop när maskinen var i mottagningsläge. Således flyter ström genom samma två spolar i båda ändar och aktiverar samma två nålar. Med detta system var pilarna alltid påslagna i par och alltid roterade i motsatta riktningar. [24]
En femhandstelegraf med tjugo möjliga handpositioner gjorde det möjligt att komponera sex koder som inte kunde koda hela alfabetet. De saknade bokstäverna var C, J, Q, U, X och Z. [25] Fördelen med denna design, som avgjorde dess kommersiella framgång, var att den var lätt att använda och krävde lite operatörsutbildning. Det fanns inget behov av att studera komplex kod, eftersom det skickade e-postmeddelandet tydligt visas som en skicka och ta emot operatör. Paddington Telegraph - West Drayton använde ursprungligen sex trådar istället för fem, även om det var ett femnålssystem. En sjätte tråd krävdes för att ge en gemensam signalretur så att händerna kunde fungera oberoende, vilket gjorde att fler koder kunde användas. [12] Användningen av dessa koder skulle dock kräva mer operatörsutbildning, eftersom displayen inte kunde läsas som ett rutnät som visar enkla alfabetiska koder. Senare telegrafsystem började använda jordning för att undvika behovet av ytterligare tråd, men denna princip var ännu inte känd vid tiden för Cooke och Wheatstone-telegrafen. Det ekonomiska behovet av att minska antalet ledningar slutade med att vara ett starkare incitament än användarvänlighet, och ledde till att Cook och Wheatstone utvecklade tvånålstelegrafen. [femton]
Tvåhandstelegrafen krävde tre trådar, en för varje hand och en gemensam retur. Kodningen skilde sig något från femhandstelegrafen och måste läras in istället för att läsas från en display. Pilarna kunde röra sig åt vänster eller höger en, två eller tre gånger i rad, eller samtidigt i båda riktningarna i snabb följd. Varje pil var för sig eller båda tillsammans kan flyttas. Detta gav totalt 24 koder, varav en var upptagen av en stoppkod. Således utelämnades tre bokstäver: J, Q och Z, som ersattes av G, K respektive S. [21]
Detta system designades för att ersätta den misslyckade flertrådstelegrafen på Paddington till West Drayton-linjen. Det krävdes bara två trådar, men mer komplex kod och en långsammare överföringshastighet. Medan tvåhandssystemet behövde en trekomponentskod (dvs. upp till tre handrörelser för att representera varje bokstav), använde enhandssystemet en fyrkomponentskod men hade tillräckligt med koder för att koda hela alfabetet. Liksom de två föregående -handsystem, kodblocket bestod av pilavböjningar åt vänster eller höger i snabb följd. När du flyttade träffade pilen den restriktiva kolumnen och ringde ett samtal. Olika toner gavs för vänster och höger rörelser så att operatören kunde höra i vilken riktning pilen rörde sig utan att titta på den. [arton]
Koderna förfinades och anpassades allt eftersom de användes. 1867 lades siffror till fempekarkoden. Detta uppnåddes genom att använda en sjätte tråd för en gemensam retur, så att endast en nål kunde flyttas. Med de ursprungliga fem trådarna var det bara möjligt att flytta pilarna i par och alltid i motsatta riktningar, eftersom det inte fanns någon gemensam tråd. Teoretiskt är många fler koder med vanliga återkopplingssignaler möjliga, men alla är inte bekväma att använda med en rutnätsdisplay. Siffrorna bearbetades genom att markera dem längs kanten på det diamantformade gallret. Pilarna från 1 till 5, när de var påslagna, pekade på siffrorna 1 till 5 respektive och till vänster mot siffrorna 6 till 9 och 0. Två ytterligare knappar fanns på telegraferna, så att du kunde ansluta en gemensam återgå till den positiva eller negativa batteripolen i enlighet med önskad pilriktning. [27] Också 1867 lades kodkoderna Q ) och Z ( ) till enhandskoden, men inte för J. Koderna för Q ( ), Z ( ) och J ( ) noterades dock på plåtar av senare växeltelegrafer, tillsammans med sex koder för att byta till nummeröverföringsläge ( ) och för att byta till brevöverföringsläge ( ). [28] Många sammansatta koder som vänta och upprepa har lagts till för att kontrollera operatören. Dessa anslutningar liknar de overhead-signaler som används i morsekod , där två tecken fungerar tillsammans utan mellanslag. Koder för att ändra två bokstäver och skifta bokstäver är också sammansatta. [29] Koderna som används för fyrhandstelegrafen är inte kända, och inte en enda kopia av utrustningen för dem har överlevt. Det är inte ens känt vilka bokstäver som tilldelades de tolv möjliga koderna. [12]