Cooke und Weizenstein Telegraph

Cooke und Wheatstones Zwei-Bedürfnis-Telegraph, wie es auf dem verwendet wird Große westliche Eisenbahn

Das Cooke und Weizenstein Telegraph war früh elektrischer Telegraph System aus den 1830er Jahren, die vom englischen Erfinder erfunden wurden William Fothergill Cooke und englischer Wissenschaftler Charles Wheatstone. Es war eine Form von Nadel -Telegraphund das erste Telegraphensystem, das in den kommerziellen Dienst gesteckt wird. Der Empfänger bestand aus einer Reihe von Nadeln, die von elektromagnetischen Spulen bewegt werden konnten, um auf Briefe auf einer Platine zu verweisen. Diese Funktion wurde von frühen Nutzern gemocht, die nicht bereit waren, Codes zu lernen, und Arbeitgeber, die nicht in die Schulung der Mitarbeiter investieren wollten.

In späteren Systemen wurde die Briefkartonin aufgegeben und der Code direkt aus der Bewegung der Nadeln gelesen. Dies geschah, weil die Anzahl der Nadeln reduziert wurde, was zu komplexeren Codes führte. Die Änderung war durch die wirtschaftliche Notwendigkeit motiviert, die Anzahl der verwendeten Telegraphendrähte zu verringern, was mit der Anzahl der Nadeln zusammenhängt. Die Änderung wurde dringender, da sich die Isolierung einiger der frühen Anlagen verschlechterte, was dazu führte, dass einige der ursprünglichen Drähte unbrauchbar waren. Das erfolgreichste System von Cooke und Wheatstone war schließlich ein Einsatzsystem, das bis in die 1930er Jahre in Betrieb war.

Cooke und Wheatstones Telegraph spielten eine Rolle bei der Besorgnis des Mörders John Tawell. Als bekannt war, dass Tawell in einen Zug nach London gestiegen war, wurde der Telegraph verwendet, um dem Terminus in Paddington im Voraus zu signalisieren und ihn dort festnehmen zu lassen. Die Neuheit dieser Verwendung des Telegraphen in der Kriminalitätsbekämpfung führte zu viel Werbung und führte zu einer erhöhten Akzeptanz und Verwendung des Telegraphen durch die Öffentlichkeit.

Erfinder

Weizenstein (links) und Cooke (rechts)

Der Telegraph entstand aus einer Zusammenarbeit zwischen William Fothergill Cooke und Charles Wheatstone, am bekanntesten für Schulkinder aus dem gleichnamigen Weizensteinbrücke. Dies war keine glückliche Zusammenarbeit aufgrund der unterschiedlichen Ziele der beiden Männer. Cooke war ein Erfinder und Unternehmer, der seine Erfindungen patentiert und kommerziell ausnutzte. Weizenstein hingegen war ein Akademiker ohne Interesse an kommerziellen Unternehmungen. Er beabsichtigte, seine Ergebnisse zu veröffentlichen und anderen zu erlauben, sie frei zu nutzen.^[1] Dieser Unterschied in der Aussicht führte schließlich zu einem bitteren Streit zwischen den beiden Männern über die Prioritätsansprüche für die Erfindung. Ihre Unterschiede wurden zum Schiedsverfahren mitgenommen Marc Iambard Brunel für Cooke und John Frederic Daniell für Weizenstein handeln. Cooke kaufte schließlich das Interesse von Wheatstone an Austausch für Lizenzgebühren aus.^[2]

Cooke hatte vor seiner Partnerschaft mit Wheatstone einige Ideen für den Aufbau eines Telegraphen gehabt und Wissenschaftler konsultiert Michael Faraday Für fachkundige Beratung. 1836 baute Cooke beide ein experimentelles Elektrometer System und ein mechanischer Telegraphen, der einen Uhrwerkmechanismus mit einem elektromagnetischen Mechanismus beinhaltet Entspannung. Ein Großteil des wissenschaftlichen Wissens für das Modell, das tatsächlich in die Praxis umgesetzt wurde, kam jedoch von Weizenstein. Cookes frühere Ideen wurden weitgehend aufgegeben.^[3]

Geschichte

Cooke und Wheatstone's Fünf-Bedürfnis-Sechs-Draht-Telegraph

Im Januar 1837 schlug Cooke einen Entwurf für einen mechanischen Telegraphen von 60 Coden an die Direktoren der Direktoren vor Liverpool und Manchester Railway.^[4] Dies war für ihre Zwecke zu kompliziert; Der unmittelbare Bedarf war eine einfache Signalkommunikation zwischen den Liverpool Station und ein Seilhausmotorhaus oben auf einer steilen Steigung durch einen langen Tunnel außerhalb der Station. Seilehau in Hauptstationen war zu diesem Zeitpunkt üblich, um Lärm und Verschmutzung zu vermeiden, und in diesem Fall war der Gradient zu steil, als dass die Lokomotive ohne Hilfe aufstieg. Alles, was erforderlich war, waren einige einfache Signale wie ein Hinweis auf das Motorhaus, um mit dem Transport zu beginnen. Cooke wurde gebeten, eine einfachere Version mit weniger Codes zu erstellen, die er bis Ende April 1837 tat.^[5] Die Eisenbahn entschied sich jedoch, stattdessen einen pneumatischen Telegraphen mit Pfeifen zu verwenden.^[6] Kurz darauf ging Cooke mit Wheatstone in eine Partnerschaft ein.^[7]

Im Mai 1837 patentierten Cooke und Wheatstone ein Telegraphensystem, das eine Reihe von Nadeln auf einem Board verwendete, das auf Buchstaben des Alphabets verlegt werden konnte. Das Patent empfahl ein System mit fünf Bedürfnissen, aber eine beliebige Anzahl von Nadeln kann je nach Anzahl der Zeichen verwendet werden, die es zum Code benötigt. Ein Vier-Nadel-System wurde zwischen installiert Euston und Camden Town in London auf einer Eisenbahnlinie, die von gebaut wird von Robert Stephenson zwischen London und Birmingham. Es wurde erfolgreich am 25. Juli 1837 demonstriert.^[8] Dies war eine ähnliche Anwendung wie das Liverpool -Projekt. Die Kutschen wurden in Camden Town getrennt und unter Schwerkraft nach Euston gereist. Ein System wurde benötigt, um einem Motorhaus in Camden Town zu signalisieren, dass sie die Kutschen wieder auf die wartende Lokomotive transportieren. Wie in Liverpool wurde der elektrische Telegraph am Ende zugunsten eines pneumatischen Systems mit Pfeifen abgelehnt.^[9]

5-Draht-Telegraphenkabel von Cooke und Wheatstone in einem Holzhalter

Cooke und Wheatstone hatten ihren ersten kommerziellen Erfolg mit einem Telegraph, der auf dem installiert war Große westliche Eisenbahn über die 21 km von 13 Meilen entfernt Paddington Station zu West Drayton 1838 war dies der erste kommerzielle Telegraph der Welt.^[10] Dies war ein Fünf-Nadel-Sechs-Draht^[9] System. Die Kabel wurden ursprünglich unterirdisch in einer Stahlkanal installiert. Die Kabel scheiterten jedoch bald aufgrund einer sich verschlechternden Isolierung.^[11] Als Zwischenmaßnahme wurde ein Zwei-Bedürfnis-System mit drei der verbleibenden Arbeitskabel verwendet, die trotz der Verwendung von nur zwei Nadeln eine größere Anzahl von Codes hatten.^[12] Da der neue Code gelernt werden musste, las nicht nur das Display ab, sondern das erste Mal in der Telegraphengeschichte, dass qualifizierte Telegraphenbetreiber erforderlich waren.^[13]

Als die Linie 1843 auf Slough ausgedehnt wurde, wurde ein Zwei-Draht-System mit einem Bedarf installiert.^[14] Cooke wechselte auch von der Ausführung der Kabel in vergrabenen Bleirohren zu dem günstigeren und leichteren Aufrechterhalten von Systemen, die nicht iinsulierte Drähte an Stangen von Keramikisolatoren suspendieren, ein System, das er patentierte.^[15] und was schnell zur häufigsten Methode wurde.^[16] Diese Erweiterung erfolgte auf Cookes eigene Kosten, da die Eisenbahngesellschaft nicht bereit war, ein System zu finanzieren, das sie noch als experimentell angesehen. Bis zu diesem Zeitpunkt hatte der Great Western auf der exklusiven Verwendung bestanden und die Cooke -Erlaubnis abgelehnt, öffentliche Telegraphenbüros zu eröffnen. Die neue Vereinbarung von Cooke gab der Eisenbahn die freie Nutzung des Systems im Austausch für das Recht von Cooke, öffentliche Ämter zu eröffnen und zum ersten Mal einen öffentlichen Telegraphendienst zu errichten.^[17] Ein Pauschalsatz wurde (im Gegensatz zu allen späteren Telegraphendiensten, die pro Wort angeklagt) angeklagt SchillingAber viele Leute bezahlten das nur, um die seltsame Ausrüstung zu sehen.^[18]

Von diesem Zeitpunkt an begann die Verwendung des elektrischen Telegraphen auf den neuen Eisenbahnen aus London zu wachsen. Das London und Blackwall Railway (Ein weiterer Seilbewerb) wurde mit dem Cooke- und Wheatstone-Telegraph ausgestattet, als er 1840 eröffnet wurde, und viele andere folgten.^[19] Die Entfernung der Blackwall Railway (vier Meilen) war zu weit für die Dampfsignalisierung, und der Ingenieur, Robert Stephenson, stützte die elektrische Lösung stark.^[20] Im Februar 1845 eine 88-Meilen-Linie von Neun Elmen zu Gosport wurde entlang der abgeschlossen London und Südwestsbahn, weit länger als jede andere Reihe bis zu dieser Zeit. Das Admiralität bezahlte die Hälfte der Kapitalkosten und 1.500 Pfund pro Jahr für einen privaten Zwei-Bedarf-Telegraph in dieser Linie, um ihn mit seiner Basis in der Basis zu verbinden Portsmouth, endlich ersetzen die Optischer Telegraph.^[21] Im September 1845 der Finanzierer John Lewis Ricardo und Cooke bildete die Electric Telegraph Company. Dieses Unternehmen kaufte die Cooke- und Weizensteinpatente und etablierte das Telegraphengeschäft fest. 1869 wurde das Unternehmen verstaatlicht und Teil der Allgemeines Postamt.^[22] Der One-Nedle-Telegraph erwies sich bei britischen Eisenbahnen als äußerst erfolgreich, und am Ende des 19. Jahrhunderts waren noch 15.000 Sets verwendet. Einige blieben in den 1930er Jahren im Dienst.^[23]

Der Telegraph Cooke und Wheatstone war weitgehend auf das Vereinigte Königreich und das britische Empire beschränkt. Es wurde jedoch auch für eine Zeit in Spanien verwendet.^[24] Nach der Verstaatlichung des Telegraphensektors in Großbritannien ersetzte das Postamt langsam die verschiedenen Systeme, die es geerbt hatte, einschließlich des Cooke and Wheatstone Telegraph, durch das Morse Telegraph -System.^[25]

Tawell Verhaftung

John Tawell bei seinem Prozess

Mordverdächtiger John Tawell wurde nach Verwendung einer Nadel -Telegraphen -Nachricht von der Nadel -Telegraphen -Nachricht festgenommen Sumpf zu Paddington Am 1. Januar 1845. Es wird angenommen, dass dies die erste Verwendung des Telegraphen zur Fang eines Mörders ist. Die Nachricht war:

Ein Mord wurde in Salt Hill begangen, und der mutmaßliche Mörder wurde mit dem Zug ein erstklassiges Ticket nach London mit dem Zug, der um 742 Uhr Slough ließ Seine Füße sind er im letzten Abteil des Abteils der zweiten Klasse^[26]

Das Cooke- und Wheatstone -System unterstützte keine Interpunktion, niedrigeren Fall oder einige Briefe. Sogar das Zwei-Bedarf-System ließ die Buchstaben J, Q und Z aus; Daher die Rechtschreibfehler von 'Just' und 'Quaker'. Dies verursachte den Empfangsbetreiber in Paddington, der wiederholt einen Wiederversend hatte, nach Erhalt von K-W-A, von dem er angenommen hatte, dass er ein Fehler war. Dies dauerte, bis ein kleiner Junge vorschlug, dass der Versandbetreiber das Wort vervollständigen darf, nach dem es verstanden wurde. Nach seiner Ankunft wurde Tawell von einem Detektiv in ein nahe gelegenes Café verfolgt und dort verhaftet. Die Berichterstattung über diesen Vorfall über die Zeitung übergab dem elektrischen Telegraph viel Werbung und brachte ihn fest in die Öffentlichkeit.^[26]

Die weit verbreitete Verhaftung von Tawell war eines von zwei Ereignissen, die den Telegraph mehr öffentlich aufmerksam machten und zu seiner weit verbreiteten Verwendung über die Bahnsignale hinaus führten. Die andere Veranstaltung war die Ankündigung durch Telegraph der Geburt von Alfred Ernest Albert, zweiter Sohn von Königin Victoria. Die Nachrichten wurden in veröffentlicht in Die Zeiten bei beispielloser Geschwindigkeit von 40 Minuten nach der Ankündigung.^[27]

Eisenbahnblock funktioniert

Das Signalisierungsblocksystem ist ein Zugsicherheitssystem, das die Strecke in Blöcke unterteilt und Signale verwendet, um einen weiteren Zug zu verhindern, dass ein Zug in einen Block eintritt, bis ein Zug im Block noch übrig ist. Das System wurde von Cooke 1842 in vorgeschlagen Telegraphische Eisenbahnen oder der einzelne Weg als sicherere Art, daran zu arbeiten einzelne Zeilen. Zuvor hatte sich die Trennung von Zügen nur auf strenge Zeitplan stützt, die nicht in der Lage war, unvorhergesehene Ereignisse zu ermöglichen. Die erste Verwendung von Blockarbeit war wahrscheinlich 1839, als George Stephenson hatte einen Cooke- und Weizenstein -Telegraph in der installiert Tonkreuz -Tunnel des North Midland Railway. Instrumente, die speziell für die Blockarbeit spezifisch sind, wurden 1841 installiert.^[28] Blockarbeit wurde zur Norm und bleibt bis heute, außer dass moderne Technologie es ermöglicht hat, dass feste Blöcke ersetzt werden Umzug von Blöcken Auf den am stärksten verkehrsreichsten Eisenbahnen.^[29]

Betrieb

Fünf-Bedarf-Telegraph erhält den Brief G.

Das Cooke- und Weizenstein-Telegraph bestand aus einer Reihe von Magnetnadeln, die dazu gebracht werden konnten, einen kurzen Abstand entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn zu drehen Elektromagnetische Induktion aus einer energetisierenden Wicklung. Die Bewegungsrichtung wurde durch die Richtung des Stroms in den Telegraphendrähten bestimmt. Das Board war mit einem diamantförmigen Gitter mit einem Buchstaben an jeder Gitterkreuzung markiert und stellte so ein, dass zwei Nadeln auf einen bestimmten Buchstaben verweist.

Die Anzahl der Drähte, die vom Cooke- und Wheatstone -System erforderlich sind, entspricht der Anzahl der verwendeten Nadeln. Die Anzahl der Nadeln bestimmt die Anzahl der Zeichen, die codiert werden können. Das Patent von Cooke und Wheatstone empfiehlt fünf Nadeln, und dies war die Zahl ihrer frühen Demonstrationsmodelle. Die Anzahl der Codes, die aus 2, 3, 4, 5, 6 ... Nadeln erhalten werden können, beträgt 2, 6, 12, 20, 30 ...^[30] beziehungsweise.

Am sendenden Ende befanden sich zwei Tastenreihen, ein Paar Knöpfe für jede Spule in jeder Reihe. Der Bediener wählte eine Taste aus jeder Zeile aus. Dies verband zwei der Spulen mit den positiven bzw. negativen Enden der Batterie. Die anderen Enden der Spulen wurden an die Telegraphendrähte und von dort an ein Ende der Spulen an der Empfangsstation verbunden. Das andere Ende der empfangenden Spulen, während sie im Empfangsmodus sind, waren alle zusammen. Somit floss der Strom an beiden Enden durch dieselben zwei Spulen und energetisierte dieselben zwei Nadeln. Mit diesem System wurden die Nadeln immer paarweise mit Energie versorgt und immer in entgegengesetzte Richtungen gedreht.^[31]

Fünf-Nadel-Telegraph

Der Fünf-Needle-Telegraph mit zwanzig möglichen Nadelpositionen bestand aus sechs Codes, die nicht in der Lage waren, das gesamte Alphabet zu codieren. Die weggelassenen Buchstaben waren C, J, Q, U, X und Z.^[32] Ein großartiges Verkaufsargument dieses Telegraphen war, dass es einfach zu bedienen war und wenig Bedienerschulung erforderte. Es gibt keinen Code zum Erlernen, da der Sendungsschreiben sowohl auf den Sendungsbetreiber sichtbar angezeigt wurde.

Irgendwann wurde die Fähigkeit, eine einzelne Nadel unabhängig zu bewegen, hinzugefügt. Dies erforderte einen zusätzlichen Leiter für eine gemeinsame Rendite, möglicherweise über eine Erde kehrt zurück.^[9] Dies erhöhte die dramatisch die Codespace Verfügbar, aber die Verwendung willkürlicher Codes hätte ein umfangreicheres Bedienertraining benötigt, da das Display mit den einfachen alphabetischen Codes nicht über Sehen aus dem Netz gelesen werden konnte. Aus diesem Grund wurde die zusätzliche Funktionalität nur verwendet, um Ziffern hinzuzufügen, indem eine Nadel auf die erforderliche Ziffer hingewiesen wurde, die am Rand des Bretts markiert ist.^[33] Die wirtschaftliche Notwendigkeit, die Anzahl der Drähte am Ende zu reduzieren, erwies sich als stärker als die Einfachheit des Gebrauchs und führte Cooke und Wheatstone an, um die Zwei-Bedürfnis- und Ein-Bedarf-Telegraphen zu entwickeln.^[12]

Schaltplan des Fünf-Nadel A

Zwei-Bedürfnis-Telegraph

Der Zwei-Bedarf-Telegraph benötigte drei Drähte, eine für jede Nadel und eine gemeinsame Rückkehr. Die Codierung war etwas anders als der Fünf-Nadel-Telegraph und musste gelernt werden, anstatt aus einer Anzeige zu lesen. Die Nadeln können sich schnell nach links oder rechts, zwei oder dreimal in schneller Folge oder ein einziges Mal in beide Richtungen in schneller Folge bewegen. Entweder Nadel oder beide zusammen könnten bewegt werden. Dies ergab insgesamt 24 Codes, von denen einer vom Stop -Code aufgenommen wurde. Somit wurden drei Buchstaben weggelassen: J, Q und Z, die durch G, K und S ersetzt wurden.^[26]

Ursprünglich war der Telegraph mit einer Glocke ausgestattet, die eingeliefert wurde, als ein anderer Bediener Aufmerksamkeit wünschte. Dies erwies sich als so ärgerlich, dass es entfernt wurde. Es wurde festgestellt, dass das Klicken der Nadel gegen ihren Endstop ausreichte, um die Aufmerksamkeit auf sich zu ziehen.^[34]

Ein-Bedürfnis-Telegraph

Dieses System wurde entwickelt, um den fehlerhaften Multi-Wire-Telegraph der Paddington nach West Drayton Line zu ersetzen. Es erforderte nur zwei Drähte, aber eine komplexere Code und eine langsamere Übertragungsgeschwindigkeit. Während das Zwei-Bedürfnis-System einen Code mit drei Einheiten benötigte (dh bis zu drei Bewegungen der Nadeln, um jeden Buchstaben darzustellen), verwendete das One-Bedelungs-System einen Code mit vier Einheiten, hatte jedoch genügend Codes, um das gesamte Alphabet zu codieren . Wie das vorhergehende Zwei-Bedien-System bestanden die Codeeinheiten aus schnellen Ablenkungen der Nadel nach links oder rechts in schneller Folge. Die Nadel traf einen Pfosten, als er sich bewegte, wodurch er klingelte. Für die linken und rechten Bewegungen wurden unterschiedliche Töne bereitgestellt, damit der Bediener hören konnte, in welche Richtung sich die Nadel bewegt hatte, ohne sie anzusehen.^[23]

Codes

Originalcodes für die Ein-, Zwei- und Fünf-Nadel-Telegraphen.^{[Anmerkung 1]} Ein nach links liegender Schlaganfall zeigt eine Nadel an, die gegen den Uhrzeigersinn gedreht wurde, dh die Oberseite zeigt nach links. Ein nach rechts lehnter Schlaganfall zeigt eine Nadel an, die nach rechts zeigt. Bei mehreren Hubcodes befindet sich die erste Bewegung in Richtung des kurzen Schlaganfalls. Zum Beispiel ist in dem One-Needle-Code E links nach rechts links, L ist rechts-links-links und u links-links-Rechts-Recht.^{[Anmerkung 2][35]}

Die Codes wurden mit Verwendung verfeinert und angepasst. Bis 1867 wurden zum fünfköpfigen Code mit Ziffern hinzugefügt. Dies wurde durch die Bereitstellung eines sechsten Drahtes für die gemeinsame Rückkehr erreicht, sodass es nur eine einzige Nadel bewegen kann. Mit den ursprünglichen fünf Drähten war es nur möglich, die Nadeln paarweise und immer in entgegengesetzte Richtungen zu bewegen, da kein gemeinsamer Draht vorhanden war. Viele weitere Codes sind theoretisch mit gemeinsamer Rückkehrsignalisierung möglich, aber nicht alle können bequem mit einer Gitteranzeigeanzeige verwendet werden. Die Ziffern wurden bearbeitet, indem sie am Rande des Diamantnetzes markiert wurden. Nadeln 1 bis 5, wenn sie nach rechts mit Ziffern 1 bis 5 bzw. zu den linken Zahlen 6 bis 9 bzw. 0 gerichtet sind. An den Telegraphensätzen wurden zwei zusätzliche Tasten bereitgestellt, damit die gemeinsame Rendite entweder mit dem positiven oder negativen Anschluss der Batterie angeschlossen werden kann, je nachdem, wie es die Nadel bewegen sollte.^[36]

Auch bis 1867 Codes für Q () und z ()^{[Notiz 3]} wurden dem One-Nedle-Code hinzugefügt, aber nicht anscheinend für J. jedoch Codes für q (), Z () und j () sind auf den Platten späterer Nadel-Telegraphen zusammen mit Sechs-Einheiten-Codes für die Zahlenverschiebung markiert () und Briefverschiebung ().^[37] Zahlreiche Verbindungscodes wurden für Operatorkontrollen wie z. Warten und wiederholen. Diese Verbindungen ähneln dem Prosignien gefunden in Morse-Code wo die beiden Zeichen ohne Charakterlücke zusammenlaufen werden. Die Verschiebungs- und Buchstabenschichtcodes mit zwei Bedürfnissen sind ebenfalls Verbindungen, wobei sie mit einem Überbär geschrieben wurden.^[38]

Die Codes, die für den Vier-Nadel-Telegraph verwendet werden, sind nicht bekannt, und keines der Geräte hat überlebt. Es ist nicht einmal bekannt, welche Buchstaben den zwölf möglichen Codes zugeordnet wurden.^[9]

Anmerkungen

Verweise

Literaturverzeichnis

• Beauchamp, Ken, Geschichte der Telegraphie, Iet, 2001 ISBN0852967926.
• Bowers, Brian, Sir Charles Wheatstone: 1802–1875, Iet, 2001 ISBN0852961030.
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• Shaffner, Taliaferro Preston, Das Telegraphenhandbuch, Pudney & Russell, 1859.