Cookův a Wheatstoneův telegraf byl vynalezen ve 30. letech 19. století anglickým vynálezcem Williamem Cookem a vědcem Charlesem Wheatstonem . Byl to první komerční elektrický telegrafní systém . Přijímač se skládal ze sady šipek, které byly poháněny elektromagnetickou cívkou a ukazovaly na písmena na desce. Tato metoda byla vhodná pro rané uživatele telegrafu, protože nevyžadovala učení se systému kódu a umožňovala zaměstnavatelům neinvestovat do školení zaměstnanců.
Pozdější verze systému možná nepoužívaly tabuli s písmeny, protože uživatelé se naučili číst text přímo sledováním pohybu šipek. To se stalo možným, protože se snížil počet šipek a samotný kód se stal složitějším. Tato změna byla důsledkem snížení počtu telegrafních drátů, které musely odpovídat počtu šipek používaných v přístroji k označení znaků. Dřívější telegrafní drátové linky postupně selhávaly, takže použití vícenásobných drátů pro přenášení každého znaku bylo neekonomické. Komerčně nejúspěšnější varianta Cookeova a Wheatstoneova telegrafu používala pouze jednu ruku a zůstala v provozu až do 30. let 20. století.
Telegraf Cook a Winston sehrál roli při zatčení Johna Tavellaza vraždu, kterou spáchal. Zpráva, že Tavell jela vlakem do Londýna , byla telegrafována ze stanice v Slough na konečnou Paddington a umožnila policii zatknout pachatele. Neobvyklá zpráva o využití telegrafu v boji proti zločinu vzbudila velký zájem veřejnosti a zpopularizovala používání telegrafu.
Telegraf vznikl ve spolupráci Williama Cooka a Charlese Wheatstonea. Charles Wheatstone je známý také svými dalšími vynálezy, zejména Wheatstoneovým měřicím můstkem. Jak práce postupovaly, vznikaly mezi nimi třenice, protože si dávali různé cíle. Cook byl vynálezce a podnikatel, proto považoval účel své práce za komerčně ziskový. Wheatstone byl však vědec a sledoval akademické cíle. Výsledky své práce chtěl zveřejnit, aby je ostatní mohli volně používat. [1] Tyto názorové rozdíly vedly k tomu, že se Cooke a Wheatstone dohadovali o tom, kdo má přednost před vynálezem. Spor vyřešili Marc Isambard Brunel zastupující Cook a John Frederick Daniel zastupující Wheatstone. Nakonec Cook koupil práva od Wheatstone výměnou za podíl na hřebíku. [2] Cooke měl dřívější představy o telegrafu a konzultoval je s Michaelem Faradayem , než začal spolupracovat s Wheatstonem. Nicméně, vědecké zdůvodnění potřebné pro implementaci modelu poskytl Wheatstone. Cookovy rané nápady, které popisovaly elektromechanický telegraf využívající hodinový stroj a elektromagnetickou zarážku, byly vyřazeny. [3] V roce 1854 Cook publikoval esej s názvem The Electric Telegraph. Vymyslel to profesor Wheatstone?" [4] [5] .
V lednu 1837 Cook navrhl návrh šedesátikódového telegrafu pro železnici Liverpool-Manchester . Kód byl pro požadovaný úkol příliš složitý. Zákazník chtěl jednoduchý signalizační systém mezi stanicí Liverpool a parním strojem umístěným na vrcholu dlouhého, strmého svahu v tunelu mimo stanici. Parní stroj poháněl lano, které táhlo vlaky na nádraží. V té době se často používala lanová trakce pro přivádění vlaků na hlavní nádraží, aby se zabránilo hluku a znečištění, a v tomto případě, pokud byl sklon příliš strmý, aby lokomotiva stoupala bez pomoci. Stačilo jen pár jednoduchých signálů, jako například říct lanovce, aby se dala do pohybu. Cooke byl požádán, aby sestavil jednodušší verzi s méně kódy, kterou vytvořil do konce dubna 1837. [6] Železnice se však rozhodla místo toho použít pneumatický telegraf s píšťalami. [7] Po konzultaci s Michaelem Faradayem bylo Williamu Cookovi doporučeno kontaktovat Charlese Wheatstonea. V dopisech členům domácnosti Cook napsal, že byl odkazován na „profesora chemie z University of London“. Udělal chybu s předmětem a s univerzitou, ale měl štěstí na společníka.Krátce nato Cook uzavřel partnerství s Wheatstone. [osm]
Žádost o patent trvala poměrně dlouho a byla dokončena až 12. června 1837. Do roku 1852 nebyly patenty oficiálně publikovány ve Velké Británii, navíc v Anglii, Skotsku, Walesu a Irsku existovaly odlišné postupy. A našlo se dost lidí, kteří si chtěli zaregistrovat všechna práva na elektrický telegraf. Už na jaře 1837 se o to pokusil Edward Davy, který o Wheatstoneových pokusech hodně slyšel. V Davyho telegrafu byl vyžadován samostatný drát pro přenos každého (!) dopisu, ale tato skutečnost mu nevadila [9] . Ve Skotsku byl Wheatstoneův a Cookeův telegraf oponován Williamem Alexanderem, ale patent byl podán 12. prosince 1837 a v Irsku byl podán 23. dubna 1838 [10] .
Tento systém používal množství šipek na desce, které bylo možné přesunout tak, aby ukazovaly na písmena abecedy. Patent doporučuje systém pěti šipek, ale lze použít libovolný počet šipek v závislosti na počtu znaků, které bylo třeba zakódovat. Čtyřbodový systém byl instalován mezi stanicemi Euston a Camden Town v Londýně na železniční trati postavené Robertem Stevensonem mezi Londýnem a Birminghamem. Úspěšně byl předveden 25. července 1837. [11] Tento systém byl podobný systému vytvořenému pro Liverpool. Vozy byly odpojeny na stanici Camden Town a gravitací sjet z kopce do stanice Euston. Systém byl potřeba, aby dal signál do Camden Town, aby odtáhl vozy zpět k čekající lokomotivě. Stejně jako v Liverpoolu byl nakonec elektrický telegraf opuštěn ve prospěch pneumatického systému s píšťalami [12] .
Prvním komerčním úspěchem telegrafu Cooke a Wheatstone byla jeho instalace na Great Western Railway v úseku 13 mil (21 km ) ze stanice Paddington do West Drayton v roce 1838. Byl to první komerční telegraf na světě. [13] Systém používal pět šipek a šest drátů. [12] Kabely byly původně instalovány pod zemí v ocelovém potrubí. Kabely se však brzy začaly zhoršovat kvůli zhoršení izolace a byly nahrazeny neizolovanými dráty na sloupech. [14] Jako přechodné opatření byl použit systém dvou výhybek se třemi zbývajícími pracovními podzemními dráty, které i přes použití pouze dvou výhybek měly větší počet kódů. [15] Ale když byla linka v roce 1843 prodloužena do Slough, byl instalován jednobodový dvouvodičový systém. [16] Od tohoto okamžiku začalo na nových železnicích budovaných z Londýna narůstat používání elektrického telegrafu. Blackwall tunelová železnice (také kabel-tahal) byl vybaven Cooke a Wheatstone telegrafem když to se otevřelo v 1840, a mnoho jiní potom. [17] Jednobodový telegraf se na britských železnicích ukázal jako velmi úspěšný a na konci devatenáctého století bylo stále v provozu 15 000 souprav. Některé z nich zůstaly v provozu i ve 30. letech 20. století. [18] V září 1845 založili finančník John Lewis Ricardo a Cook společnost Electric Telegraph Company. Tato společnost koupila patenty Cooke a Wheatstone a založila vlastní udržitelný telegrafní obchod. V roce 1869 byla společnost znárodněna a stala se součástí hlavní britské poštovní služby, General Post Office . [19]
John Towell, podezřelý z otrávení své milenky, byl zadržen poté, co 1. ledna 1845 obdržel telegrafní zprávu [20] ze Sloughu do Paddingtonu. Předpokládá se, že šlo o první použití telegrafu k dopadení vraha. Zpráva zněla:
Vražda byla právě spáchána v Salt Hill a údajný vrah byl viděn kupovat si jízdenku první třídy ve vlaku ze Slough do Londýna v 19:42. Je oblečený jako kvaker, ve velkém kabátě, který mu sahá téměř k patám. Nastoupil do posledního kupé vagonu druhé třídy.
Původní text (anglicky)[ zobrazitskrýt] V SALT HILL BYLA SPÁCHANA VRAŽDA A PODezřelý z vraha byl viděn, aby si vezl JÍZDENKU PRVNÍ TŘÍDY DO LONDÝNA VE VLAKU, KTERÝ ODJEL V 1942 HODIN DO KWAKERA NA WHARLYCH S WHARLYHEATES. MÁ NOHY V POSLEDNÍM ODDĚLENÍ DRUHÉ TŘÍDYCookeův a Wheatstoneův systém nepodporoval interpunkci, malá písmena a nepřenášel všechna písmena. Dokonce i dvouruční systém vynechal písmena J, Q a Z; V důsledku toho byla slova JUST (právě teď) a QUAKER (Quaker) napsána chybně. To způsobilo určité potíže přijímajícímu operátorovi v Paddingtonu, který opakovaně požadoval opětovné zaslání poté, co obdržel KWA (místo QUA), o kterém se domníval, že došlo k chybě. To pokračovalo, dokud malý chlapec nepožádal odesílajícího operátora o doplnění slova, v tu chvíli byla zpráva pochopena. Po příjezdu policejní detektivové sledovali Tavella do nedaleké kavárny a tam ho zatkli. Novinové zpravodajství o tomto incidentu vytvořilo velkou slávu elektrickému telegrafu a postavilo jej ve veřejné mínění ve svůj prospěch. [21] Tawellovo vysoce medializované zatčení bylo jednou ze dvou událostí, které přinesly telegraf do povědomí veřejnosti a vedly k jeho širokému použití mimo železniční signalizaci. Další událostí bylo telegrafické oznámení zprávy o narození Alfreda Ernesta Alberta , druhého syna královny Viktorie) . Zpráva byla publikována v novinách The Times s nebývalou rychlostí, pouhých 40 minut po oznámení. [22]
Cookeův a Wheatstoneův telegraf sestával ze série magnetických jehel, které bylo možné otočit na krátkou vzdálenost buď ve směru nebo proti směru hodinových ručiček elektromagnetickou indukcí ve vinutí. Směr pohybu byl určen směrem proudu v telegrafních drátech. Šipky byly připevněny k desce ve vyznačené kosočtverečné mřížce s písmenem na každém průsečíku čar, takže když byly dvě šipky pod napětím, ukazovaly na správné písmeno. Počet vodičů požadovaných systémem Cook and Wheatstone se rovná počtu použitých spínačů. Počet šipek určoval počet znaků, které bylo možné zakódovat. Cookeův a Wheatstoneův patent doporučoval pět rukou, což bylo číslo v prvních demonstračních modelech. Počet kódů, které lze odvodit z 2, 3, 4, 5, 6... šipek, je 2, 6, 12, 20, 30... v tomto pořadí. [23] Odesílací konec měl dvě řady tlačítek, pár tlačítek pro každý kotouč na každé řadě. Operátor vybral jedno tlačítko z každého řádku. Tím byly připojeny dvě cívky ke kladnému a zápornému konci baterie. Druhé konce cívek byly připojeny k telegrafním drátům a odtud k jednomu konci cívek na přijímací stanici. Druhý konec přijímacích cívek byl spojen dohromady, když byl stroj v režimu příjmu. Proud tedy protéká stejnými dvěma cívkami na obou koncích a napájí stejné dvě jehly. U tohoto systému se šipky zapínaly vždy ve dvojici a vždy se otáčely v opačných směrech. [24]
Pětiruční telegraf s dvaceti možnými polohami ruky umožnil sestavit šest kódů, které neuměly zakódovat celou abecedu. Chybějící písmena byla C, J, Q, U, X a Z. [25] Výhodou této konstrukce, která předurčila její komerční úspěch, byla její snadná obsluha a vyžadovala malé zaškolení obsluhy. Nebylo třeba studovat složitý kód, protože odeslaný e-mail je jasně zobrazen jako operátor odesílání a přijímání. Paddington Telegraph - West Drayton původně používal šest drátů spíše než pět, ačkoli to byl systém pěti jehel. Šestý vodič byl vyžadován pro zajištění společného návratu signálu, aby ruce mohly pracovat nezávisle, což umožnilo použití více kódů. [12] Použití těchto kódů by však vyžadovalo větší zaškolení obsluhy, protože displej nelze číst jako mřížku zobrazující jednoduché abecední kódy. Pozdější telegrafní systémy začaly používat uzemnění, aby se vyhnuly nutnosti dalšího drátu, ale tento princip v době Cookeova a Wheatstoneova telegrafu ještě nebyl znám. Ekonomická potřeba snížit počet drátů se nakonec stala silnější pobídkou než snadnost použití a vedla Cooka a Wheatstonea k vývoji dvoujehlového telegrafu. [patnáct]
Dvouruční telegraf vyžadoval tři dráty, jeden pro každou ruku a společný návrat. Kódování se poněkud lišilo od pětiručního telegrafu a bylo třeba se ho naučit spíše než číst z displeje. Šipky se mohly pohybovat doleva nebo doprava jednou, dvakrát nebo třikrát za sebou nebo současně v obou směrech v rychlém sledu. Jakoukoli šipku jednotlivě nebo obě dohromady lze přesunout. To dalo celkem 24 kódů, z nichž jeden byl obsazen kódem stop. Byla tedy vynechána tři písmena: J, Q a Z, která byla nahrazena písmeny G, K a S. [21]
Tento systém byl navržen tak, aby nahradil neúspěšný vícedrátový telegraf na lince Paddington – West Drayton. Vyžadovalo to jen dva dráty, ale složitější kód a pomalejší přenosovou rychlost. Zatímco dvouruční systém potřeboval třísložkový kód (tj. až tři pohyby rukou k reprezentaci každého písmene), systém jedné ruky používal čtyřsložkový kód, ale měl dostatek kódů pro zakódování celé abecedy. Stejně jako předchozí dva -ruční systém, blok kódu se skládal z výchylek šipek doleva nebo doprava v rychlém sledu. Při pohybu šipka zasáhla omezující sloupec a provedla hovor. Pro pohyb doleva a doprava byly k dispozici různé tóny, takže operátor slyšel, kterým směrem se šipka pohybuje, aniž by se na ni díval. [osmnáct]
Kódy byly upraveny a upraveny tak, jak byly použity. V roce 1867 byla k pětimístnému kódu přidána čísla. Toho bylo dosaženo použitím šestého drátu pro společný návrat, který umožňoval pohyb pouze jedné jehly. S původními pěti dráty bylo možné pohybovat šipkami pouze ve dvojicích a vždy v opačných směrech, jelikož neexistoval žádný společný drát. Teoreticky je možných mnohem více kódů s běžnými zpětnovazebními signály, ale ne všechny jsou vhodné pro použití s mřížkovým displejem. Čísla byla zpracována jejich označením podél okraje mřížky ve tvaru kosočtverce. Šipky od 1 do 5, když jsou zapnuté, ukazovaly na čísla 1 až 5 a doleva na čísla 6 až 9 a 0. Na telegrafech byla k dispozici dvě další tlačítka, která vám umožňují připojit společné vraťte se na kladný nebo záporný pól baterie v souladu s požadovaným směrem pohybu šipky. [27] Také v roce 1867 byly k jednoručnímu kódu přidány kódy Q ) a Z ( ), ale nikoli pro J. Kódy pro Q ( ), Z ( ) a J ( ) však byly zaznamenány na desky pozdějších přepínacích telegrafů spolu se šesti kódy pro přepnutí do režimu přenosu čísel ( ) a pro přepnutí do režimu přenosu písmen ( ). [28] Pro ovládání operátora bylo přidáno mnoho složených kódů, jako je čekání a opakování. Tato spojení jsou podobná horním signálům používaným v Morseově abecedě , kde dva znaky spolupracují bez mezery. Kódy pro změnu dvou písmen a posouvání písmen jsou také složené. [29] Kódy používané pro čtyřruční telegraf nejsou známy a nedochoval se ani jediný exemplář zařízení pro ně. Není ani známo, která písmena byla přiřazena ke dvanácti možným kódům. [12]