Cookin ja Wheatstonen lennätin keksivät 1830-luvulla englantilainen keksijä William Cook ja tiedemies Charles Wheatstone . Se oli ensimmäinen kaupallinen sähköinen lennätinjärjestelmä . Vastaanotin koostui joukosta nuolia, joita ohjattiin sähkömagneettisella kelalla ja jotka osoittivat taululla olevia kirjaimia. Tämä menetelmä oli kätevä lennättimen varhaisille käyttäjille, koska se ei vaatinut koodijärjestelmän oppimista ja antoi työnantajille mahdollisuuden olla investoimatta henkilöstön koulutukseen.
Järjestelmän myöhemmissä versioissa ei ehkä ole käytetty kirjetaulua, koska käyttäjät oppivat lukemaan tekstiä suoraan seuraamalla nuolien liikettä. Tämä tuli mahdolliseksi, kun nuolien määrää väheni ja itse koodista tuli monimutkaisempi. Tämä muutos johtui lennätinlankojen lukumäärän vähenemisestä, joiden oli vastattava laitteessa käytettyjen merkkien osoittavien nuolien määrää. Aiemmat lennätinlankalinjat epäonnistuivat vähitellen, mikä teki useiden johtimien käyttämisestä kunkin merkin kuljettamiseen epätaloudellista. Cooken ja Wheatstonen lennättimen kaupallisesti menestynein variantti käytti vain yhtä kättä ja pysyi käytössä 1930-luvulle asti.
Cookin ja Winstonin lennätin vaikutti John Tavellin pidätykseentekemänsä murhan takia. Viesti, jonka mukaan Tavell oli matkustanut junalla Lontooseen , lähetettiin sähkeviestillä Sloughin asemalta Paddingtonin päätepysäkille ja antoi poliisille mahdollisuuden pidättää tekijä. Epätavalliset uutiset lennättimen käytöstä rikollisuuden torjunnassa herättivät suurta kiinnostusta yleisössä ja suosivat lennättimen käyttöä.
Lennätin luotiin yhteistyössä William Cookin ja Charles Wheatstonen kanssa. Charles Wheatstone tunnetaan myös muista keksinnöistään, erityisesti Wheatstonen mittasillasta. Työn edetessä heidän välilleen syntyi kitkaa, koska he asettivat itselleen erilaisia tavoitteita. Cook oli keksijä ja yrittäjä, joten hän piti työnsä tarkoitusta kaupallisesti kannattavana. Wheatstone oli kuitenkin tiedemies ja tavoitteli akateemisia tavoitteita. Hän halusi julkaista työnsä tulokset, jotta muut voivat käyttää niitä vapaasti. [1] Nämä mielipide-erot johtivat siihen, että Cooke ja Wheatstone kiistivät siitä, kenellä oli keksinnön etusija. Kiistan ratkaisivat Cookia edustava Marc Isambard Brunel ja Wheatstonea edustava John Frederick Daniel . Lopulta Cook osti oikeudet Wheatstonelta vastineeksi osuudesta kynsistä. [2] Cookella oli aikaisempia ideoita lennättimestä ja hän neuvotteli niistä Michael Faradaysta ennen yhteistyötä Wheatstonen kanssa. Mallin toteuttamiselle vaaditun tieteellisen perustelun teki kuitenkin Wheatstone. Cooken varhaiset ideat, jotka kuvasivat sähkömekaanista lennätintä kellomekanismilla ja sähkömagneettisella pysäyttimellä, hylättiin. [3] Vuonna 1854 Cook julkaisi diatribe-esseen nimeltä The Electric Telegraph. Keksikö sen professori Wheatstone?" [4] [5] .
Tammikuussa 1837 Cook ehdotti kuudenkymmenen koodin lennätin suunnittelua Liverpool-Manchester- rautatietä varten . Koodi oli liian monimutkainen vaadittuun tehtävään. Asiakas halusi yksinkertaisen merkinantojärjestelmän Liverpoolin aseman ja höyrykoneen välille aseman ulkopuolella sijaitsevan tunnelin pitkän, jyrkän rinteen huipulla. Höyrykone käytti voimaa köydelle, joka veti junat asemalle. Tuolloin köysivetoa käytettiin usein junien tuomiseen pääasemille melun ja saastumisen välttämiseksi, ja tässä tapauksessa, jos kaltevuus oli liian jyrkkä, veturi pääsi nousemaan ilman apua. Tarvittiin vain muutama yksinkertainen signaali, kuten köysiradan käsky lähteä liikkeelle. Cookea pyydettiin rakentamaan yksinkertaisempi versio vähemmällä koodilla, jonka hän teki huhtikuun 1837 loppuun mennessä. [6] Rautatie päätti kuitenkin käyttää sen sijaan pneumaattista lennätintä, jossa on pillit. [7] Keskusteltuaan Michael Faradayn kanssa William Cookia neuvottiin ottamaan yhteyttä Charles Wheatstoneen. Kirjeissä kotitalouden jäsenille Cook kirjoitti, että häntä viitattiin "kemian professoriksi Lontoon yliopistosta". Hän teki virheen aiheen ja yliopiston kanssa, mutta hänellä oli onnea kumppanin kanssa. Pian sen jälkeen Cook solmi kumppanuuden Wheatstonen kanssa. [kahdeksan]
Patenttihakemus kesti melko pitkään ja saatiin päätökseen vasta 12.6.1837. Vuoteen 1852 asti patentteja ei julkaistu virallisesti Iso-Britanniassa, lisäksi Englannissa, Skotlannissa, Walesissa ja Irlannissa oli erilaisia menettelyjä. Ja siellä oli paljon ihmisiä, jotka halusivat rekisteröidä kaikki sähkölennätinoikeudet. Jo keväällä 1837 Edward Davy, joka oli kuullut paljon Wheatstonen kokeista, yritti tehdä tämän. Davyn lennättimessä vaadittiin erillinen johto jokaisen (!) kirjeen lähettämiseen, mutta tämä tosiasia ei häirinnyt häntä [9] . Skotlannissa William Alexander vastusti Wheatstonen ja Cooken lennätintä, mutta patentti jätettiin 12. joulukuuta 1837 ja Irlannissa 23. huhtikuuta 1838 [10] .
Tämä järjestelmä käytti useita nuolia laudalla, joita voitiin siirtää osoittamaan aakkosten kirjaimia. Patentti suosittelee viiden nuolen järjestelmää, mutta mitä tahansa nuolia voidaan käyttää riippuen koodattavien merkkien määrästä. Nelipistejärjestelmä asennettiin Eustonin ja Camden Townin asemien väliin Lontoossa Robert Stevensonin Lontoon ja Birminghamin välille rakentamalle rautatielle. Se esiteltiin onnistuneesti 25. heinäkuuta 1837. [11] Tämä järjestelmä oli samanlainen kuin Liverpoolille tehty. Autot irrotettiin Camden Townin asemalla ja rullasivat alamäkeen painovoiman vaikutuksesta Eustonin asemalle. Järjestelmää tarvittiin signaalin antamiseksi Camden Townille, jotta se kuljettaisi autot takaisin odottavalle veturille. Kuten Liverpoolissa, sähköinen lennätin lopulta hylättiin ja otettiin käyttöön vihelillä varustettu pneumaattinen järjestelmä [12] .
Cooken ja Wheatstonen lennätin ensimmäinen kaupallinen menestys oli sen asentaminen Great Western Railwaylle 13 mailin (21 km ) osuudelle Paddingtonin asemalta West Draytoniin vuonna 1838. Se oli ensimmäinen kaupallinen lennätin maailmassa. [13] Järjestelmässä käytettiin viittä nuolta ja kuutta johtoa. [12] Kaapelit asennettiin alun perin maan alle teräsputkeen. Kaapelit alkoivat kuitenkin pian huonontua eristyksen heikkenemisen vuoksi ja ne korvattiin eristämättömillä pylväillä. [14] Välitoimenpiteenä käytettiin kahden kytkimen järjestelmää, jossa oli kolme jäljellä olevaa toimivaa maanalaista johtoa, joissa oli enemmän koodeja, vaikka käytettiin vain kahta kytkintä. [15] Mutta kun linjaa laajennettiin Sloughiin vuonna 1843, asennettiin yksipisteinen, kaksijohtiminen järjestelmä. [16] Tästä eteenpäin sähkölennättimen käyttö alkoi kasvaa uusilla Lontoosta rakennetuilla rautateillä. Blackwall Tunnel Railway (myös kaapeliveto) varustettiin Cooken ja Wheatstonen lennättimellä, kun se avattiin vuonna 1840, ja monet muut sen jälkeen. [17] Yksipisteinen lennätin osoittautui erittäin menestyksekkääksi Britannian rautateillä, ja 15 000 laitetta oli vielä käytössä 1800-luvun lopussa. Osa niistä pysyi toiminnassa 1930-luvulla. [18] Syyskuussa 1845 rahoittaja John Lewis Ricardo ja Cook perustivat Electric Telegraph Companyn. Tämä yritys osti Cooken ja Wheatstonen patentit ja perusti oman kestävän lennätinliiketoiminnan. Vuonna 1869 yritys kansallistettiin ja siitä tuli osa Ison-Britannian pääpostipalvelua, General Post Officea . [19]
John Towell, jota epäiltiin myrkyttäneensä rakastajatar, otettiin kiinni saatuaan äänestysviestin [20] Sloughista Paddingtoniin 1. tammikuuta 1845. Tämän uskotaan olleen ensimmäinen lennätin käyttö murhaajan kiinni saamiseksi. Viestissä luki:
Murha oli juuri tehty Salt Hillissä ja väitetty tappaja nähtiin ostamassa ensimmäisen luokan lippua klo 19.42 Sloughista Lontooseen kulkevassa junassa. Hän on pukeutunut kveekeriksi suureen takkiin, joka ulottuu melkein kantapäähän asti. Hän pääsi toisen luokan vaunun viimeiseen osastoon.
Alkuperäinen teksti (englanniksi)[ näytäpiilottaa] MURHA ON TEHDYTETTY SALT HILLILLÄ JA EpäILTY MURHAJA NÄHDYT OTTAA ENSIMMÄISEN LUOKAN LIPUN LONTOON JUNALLA, JOKA LÄHTEEN KLO 14.14 WWWWWWWWWWWWW. A. GWAKERTOWREATON GARBÄT. HÄNEN JALKAT HÄN ON TOISEN LUOKAN OSASTON VIIMEISESSÄ OSASTASSACooke- ja Wheatstone-järjestelmä ei tukenut välimerkkejä, pieniä kirjaimia eikä välittänyt kaikkia kirjaimia. Jopa kahden käden järjestelmässä jätettiin pois kirjaimet J, Q ja Z; Tämän seurauksena sanat JUST (juuri) ja QUAKER (quaaker) kirjoitettiin väärin. Tämä aiheutti vaikeuksia vastaanottavalle operaattorille Paddingtonissa, joka toistuvasti pyysi uudelleenlähetystä saatuaan KWA:n (QUA:n sijaan), jonka hän uskoi olevan virheellinen. Tämä jatkui, kunnes pikkupoika pyysi lähettäjää täydentämään sanaa, jolloin viesti ymmärrettiin. Saapuessaan poliisin etsivät seurasivat Tavellia läheiseen kahvilaan ja pidättivät hänet siellä. Sanomalehtien uutisointi tästä tapauksesta loi sähkölennättimelle suurta mainetta ja asetti sen yleiseen mielipiteeseen sen eduksi. [21] Tawellin paljon julkisuutta saanut pidätys oli yksi kahdesta tapahtumasta, jotka saivat lennätin yleisön tietoon ja johtivat sen laajaan käyttöön rautateiden merkinantolaitteiden ulkopuolella. Toinen tapahtuma oli lennättimellä ilmoitus Alfred Ernest Albertin , kuningatar Victorian toisen pojan, syntymästä . Uutinen julkaistiin The Times -sanomalehdessä ennennäkemättömällä nopeudella, vain 40 minuuttia ilmoituksen jälkeen. [22]
Cooken ja Wheatstonen lennätin koostui sarjasta magneettisia neuloja, joita voitiin kääntää lyhyen matkan joko myötä- tai vastapäivään käämin sähkömagneettisen induktion avulla. Liikesuunta määritettiin lennätinjohtojen virran suunnan mukaan. Nuolet kiinnitettiin tauluun merkittyyn timanttiverkkoon, jossa oli kirjain jokaisessa viivojen leikkauskohdassa, jotta nuolet osoittaisivat oikeaa kirjainta, kun nuolet olivat päällä. Cook and Wheatstone -järjestelmän tarvitsemien johtojen määrä on yhtä suuri kuin käytettyjen kytkimien määrä. Nuolien määrä määritti koodattavien merkkien määrän. Cooken ja Wheatstonen patentti suositteli viittä kättä, mikä oli luku varhaisissa esittelymalleissa. Nuolista 2, 3, 4, 5, 6... johdettavien koodien määrä on vastaavasti 2, 6, 12, 20, 30.... [23] Lähetyspäässä oli kaksi riviä painikkeita, pari nappia jokaiselle riville. Käyttäjä valitsi yhden painikkeen jokaiselta riviltä. Tämä liitti kaksi kelaa akun positiiviseen ja negatiiviseen päähän. Kelojen toiset päät yhdistettiin lennätinjohtoihin ja sieltä vastaanottoaseman kelojen toiseen päähän. Vastaanottokäämien toinen pää oli kytketty yhteen, kun kone oli vastaanottotilassa. Näin ollen virta kulkee samojen kahden käämin läpi molemmissa päissä ja syöttää samat kaksi neulaa. Tässä järjestelmässä nuolet sytytettiin aina pareittain ja pyöritettiin aina vastakkaisiin suuntiin. [24]
Viiden käden lennätin, jossa oli kaksikymmentä mahdollista käsien asentoa, mahdollisti kuuden koodin muodostamisen, jotka eivät kyenneet koodaamaan koko aakkostoa. Puuttuvat kirjaimet olivat C, J, Q, U, X ja Z. [25] Tämän mallin etuna, joka määritti sen kaupallisen menestyksen, oli helppokäyttöisyys ja se vaati vain vähän kuljettajan koulutusta. Monimutkaista koodia ei tarvinnut tutkia, koska lähetetty sähköposti näkyy selkeästi lähetys- ja vastaanottooperaattorina. Paddington Telegraph - West Drayton käytti alun perin kuutta johtoa viiden sijaan, vaikka se olikin viiden neulan järjestelmä. Kuudes johto vaadittiin tuottamaan yhteinen signaalin paluu, jotta osoittimet voisivat toimia itsenäisesti, mikä mahdollisti useamman koodin käytön. [12] Näiden koodien käyttö vaatisi kuitenkin enemmän käyttäjäkoulutusta, koska näyttöä ei voitaisi lukea ruudukkona, joka näyttää yksinkertaisia aakkoskoodeja. Myöhemmin lennätinjärjestelmät alkoivat käyttää maadoitusta lisäjohdon tarpeen välttämiseksi, mutta tätä periaatetta ei vielä tunnettu Cooken ja Wheatstonen lennätin aikaan. Taloudellinen tarve vähentää johtojen määrää päätyi vahvemmaksi kannustimeksi kuin helppokäyttöisyyteen, ja sai Cookin ja Wheatstonen kehittämään kaksineulaisen lennätin. [viisitoista]
Kahden käden lennätin vaati kolme johtoa, yhden kumpaakin kättä kohti ja yhteisen palautuksen. Koodaus erosi jonkin verran viiden käden lennättimestä, ja se piti oppia näytöltä lukemisen sijaan. Nuolet voivat liikkua vasemmalle tai oikealle yksi, kaksi tai kolme kertaa peräkkäin tai samanaikaisesti molempiin suuntiin nopeasti peräkkäin. Mitä tahansa nuolta yksittäin tai molempia yhdessä voidaan siirtää. Tämä antoi yhteensä 24 koodia, joista yksi oli pysäytyskoodin varassa. Siten kolme kirjainta jätettiin pois: J, Q ja Z, jotka korvattiin vastaavasti G:llä, K:llä ja S:llä. [21]
Tämä järjestelmä on suunniteltu korvaamaan epäonnistunut monijohtiminen lennätin Paddingtonin ja West Draytonin välisellä linjalla. Se vaati vain kaksi johtoa, mutta monimutkaisempaa koodia ja hitaampaa siirtonopeutta. Kahden käden järjestelmä tarvitsi kolmikomponenttisen koodin (eli enintään kolme käden liikettä edustamaan kutakin kirjainta), kun taas yhden käden järjestelmä käytti nelikomponenttista koodia, mutta siinä oli riittävästi koodeja koko aakkosten koodaamiseen. Kuten kaksi edellistä -käsijärjestelmä, koodilohko koostui nuolen taipumisesta vasemmalle tai oikealle nopeasti peräkkäin. Liikkuessaan nuoli osui rajoittavaan sarakkeeseen ja soitti. Vasemmalle ja oikealle liikkeelle annettiin erilaisia ääniä, jotta käyttäjä kuulee, mihin suuntaan nuoli liikkui katsomatta sitä. [kahdeksantoista]
Koodit tarkennettiin ja mukautettiin sitä mukaa kun niitä käytettiin. Vuonna 1867 viiden osoittimen koodiin lisättiin numeroita. Tämä saavutettiin käyttämällä kuudetta lankaa yhteiseen palautukseen, jolloin vain yhtä neulaa voidaan siirtää. Alkuperäisillä viidellä johdolla oli mahdollista siirtää nuolia vain pareittain ja aina vastakkaisiin suuntiin, koska yhteistä johtoa ei ollut. Teoriassa paljon enemmän koodeja, joissa on yhteisiä palautesignaaleja, ovat mahdollisia, mutta kaikki eivät ole käteviä käyttää ruudukkonäytön kanssa. Numerot käsiteltiin merkitsemällä ne vinoneliön muotoisen ruudukon reunaan. Nuolet 1 - 5, kun ne olivat päällä, osoittivat numeroita 1 - 5, vastaavasti, ja vasemmalle numeroihin 6 - 9 ja 0. Lennättimissä oli kaksi lisäpainiketta, joiden avulla voit yhdistää yhteisen palaa akun positiiviseen tai negatiiviseen napaan nuolen halutun liikesuunnan mukaisesti. [27] Myös vuoteen 1867 mennessä yhden käden koodiin lisättiin koodit Q ) ja Z ( ), mutta ei J:lle. Q ( ), Z ( ) ja J ( ) koodit kuitenkin merkittiin muistiin myöhempien kytkinlennättimien levyt sekä kuusi koodia numeronsiirtotilaan ( ) ja kirjainten lähetystilaan ( ) vaihtamiseksi . [28] Lukuisia yhdistekoodeja, kuten odotus ja toisto, on lisätty ohjaamaan käyttäjää. Nämä liitännät ovat samanlaisia kuin morsekoodissa käytetyt ylärajasignaalit , joissa kaksi merkkiä toimivat yhdessä ilman välilyöntiä. Koodit kahden kirjaimen vaihtamiseen ja kirjainten vaihtamiseen ovat myös yhdistettyjä. [29] Neljäkätisen lennätinlaitteen koodeja ei tunneta, eikä niiden laitteista ole säilynyt ainuttakaan kopiota. Ei edes tiedetä, mitkä kirjaimet 12 mahdolliseen koodiin on osoitettu. [12]