Telégrafo Cooke e Wheatstone - Cooke and Wheatstone telegraph

O telégrafo de duas agulhas de Cooke e Wheatstone usado na Great Western Railway

O telégrafo Cooke e Wheatstone foi um sistema telegráfico elétrico antigo datado da década de 1830, inventado pelo inventor inglês William Fothergill Cooke e pelo cientista inglês Charles Wheatstone . Era uma forma de telégrafo de agulha e o primeiro sistema telegráfico a ser colocado em serviço comercial. O receptor consistia em várias agulhas que podiam ser movidas por bobinas eletromagnéticas para apontar para letras em um quadro. Esse recurso foi apreciado pelos primeiros usuários que não queriam aprender os códigos e pelos empregadores que não queriam investir no treinamento da equipe.

Em sistemas posteriores, o quadro-negro foi dispensado e o código foi lido diretamente a partir do movimento das agulhas. Isso ocorreu porque o número de agulhas foi reduzido, levando a códigos mais complexos. A mudança foi motivada pela necessidade econômica de reduzir o número de fios telegráficos utilizados, que estava relacionada ao número de agulhas. A mudança tornou-se mais urgente à medida que o isolamento de algumas das primeiras instalações se deteriorou, fazendo com que alguns dos fios originais ficassem inutilizáveis. O sistema de maior sucesso de Cooke e Wheatstone acabou sendo um sistema de uma agulha que continuou em serviço na década de 1930.

O telégrafo de Cooke e Wheatstone desempenhou um papel na apreensão do assassino John Tawell . Assim que se soube que Tawell havia embarcado em um trem para Londres, o telégrafo foi usado para sinalizar à frente para o terminal em Paddington e mandar prendê-lo lá. A novidade desse uso do telégrafo no combate ao crime gerou grande publicidade e aumentou a aceitação e o uso do telégrafo pelo público.

Inventores

Wheatstone (esquerda) e Cooke (direita)

O telégrafo surgiu de uma colaboração entre William Fothergill Cooke e Charles Wheatstone , mais conhecido pelos alunos da ponte de Wheatstone . Esta não foi uma colaboração feliz devido aos objetivos diferentes dos dois homens. Cooke era um inventor e empresário que desejava patentear e explorar comercialmente suas invenções. Wheatstone, por outro lado, era um acadêmico sem interesse em empreendimentos comerciais. Ele pretendia publicar seus resultados e permitir que outros os usassem livremente. Essa diferença de perspectiva acabou levando a uma disputa acirrada entre os dois homens sobre as reivindicações de prioridade para a invenção. Suas diferenças foram levadas à arbitragem com Marc Isambard Brunel atuando para Cooke e John Frederic Daniell atuando para Wheatstone. Cooke acabou comprando a participação de Wheatstone em troca de royalties.

Cooke teve algumas idéias para construir um telégrafo antes de sua parceria com Wheatstone e consultou o cientista Michael Faraday para aconselhamento especializado. Em 1836, Cooke construiu um sistema experimental de eletrômetro e um telégrafo mecânico envolvendo um mecanismo de relógio com um detentor eletromagnético . No entanto, muito do conhecimento científico para o modelo realmente colocado em prática veio de Wheatstone. As ideias anteriores de Cooke foram amplamente abandonadas.

História

O telégrafo de cinco agulhas e seis fios de Cooke e Wheatstone

Em janeiro de 1837, Cooke propôs um projeto para um telégrafo mecânico de 60 códigos aos diretores da Ferrovia Liverpool e Manchester . Isso era muito complicado para seus propósitos; a necessidade imediata era de um sinal de comunicação simples entre a estação de Liverpool e uma casa de máquinas para transporte de corda no topo de uma inclinação íngreme através de um longo túnel fora da estação. O transporte por corda até as estações principais era comum nessa época para evitar ruído e poluição e, neste caso, a inclinação era muito íngreme para a locomotiva subir sem ajuda. Tudo o que era necessário eram alguns sinais simples, como uma indicação para a casa das máquinas começar a puxar. Cooke foi solicitado a construir uma versão mais simples com menos códigos, o que fez no final de abril de 1837. No entanto, a ferrovia decidiu usar um telégrafo pneumático equipado com apitos. Logo depois disso, Cooke fez parceria com a Wheatstone.

Em maio de 1837, Cooke e Wheatstone patentearam um sistema telegráfico que usava várias agulhas em uma placa que podia ser movida para apontar para as letras do alfabeto. A patente recomendava um sistema de cinco agulhas, mas qualquer número de agulhas poderia ser usado dependendo do número de caracteres que era necessário codificar. Um sistema de quatro agulhas foi instalado entre Euston e Camden Town em Londres em uma linha ferroviária que está sendo construída por Robert Stephenson entre Londres e Birmingham . Foi demonstrado com sucesso em 25 de julho de 1837. Esta foi uma aplicação semelhante ao projeto de Liverpool. As carruagens foram retiradas em Camden Town e viajaram por gravidade para Euston. Foi necessário um sistema para sinalizar para uma casa de máquinas em Camden Town para começar a puxar as carruagens de volta para a locomotiva que esperava. Como em Liverpool, o telégrafo elétrico acabou sendo rejeitado em favor de um sistema pneumático com apitos.

Cooke e Wheatstone cabo telegráfico de 5 fios em um espaçador de madeira

Cooke e Wheatstone tiveram seu primeiro sucesso comercial com um telégrafo instalado na Great Western Railway ao longo de 13 milhas (21 km) da estação de Paddington a West Drayton em 1838. Na verdade, este foi o primeiro telégrafo comercial do mundo. Este era um sistema de cinco agulhas e seis fios. Os cabos foram originalmente instalados no subsolo em um conduíte de aço. No entanto, os cabos logo começaram a falhar como resultado da deterioração do isolamento. Como medida provisória, foi utilizado um sistema de duas agulhas com três dos demais fios subterrâneos de trabalho, que apesar de usar apenas duas agulhas tinham um maior número de códigos. Como o novo código precisava ser aprendido, não apenas lido no visor, esta foi a primeira vez na história do telégrafo que operadores de telégrafo qualificados foram necessários.

Quando a linha foi estendida a Slough em 1843, um sistema de uma agulha e dois fios foi instalado. Cooke também mudou de passar os cabos em tubos de chumbo enterrados para o sistema mais barato e mais fácil de manter de suspender fios não isolados em postes de isoladores de cerâmica, um sistema que ele patenteou e que rapidamente se tornou o método mais comum. Essa extensão foi feita às custas de Cooke, já que a companhia ferroviária não estava disposta a financiar um sistema que ainda considerava experimental. Até este ponto, a Great Western insistiu no uso exclusivo e recusou a permissão de Cooke para abrir escritórios públicos de telégrafo. O novo acordo de Cooke deu à ferrovia o uso gratuito do sistema em troca do direito de Cooke de abrir escritórios públicos, estabelecendo pela primeira vez um serviço público de telégrafo. Uma taxa fixa foi cobrada (ao contrário de todos os serviços telegráficos posteriores, que cobravam por palavra) de um xelim , mas muitas pessoas pagaram isso apenas para ver o estranho equipamento.

A partir daí, o uso do telégrafo elétrico começou a crescer nas novas ferrovias que estavam sendo construídas a partir de Londres. A London and Blackwall Railway (outra aplicação puxada por corda) estava equipada com o telégrafo Cooke e Wheatstone quando foi inaugurada em 1840, e muitos outros se seguiram. A distância envolvida na Blackwall Railway (quatro milhas) era muito grande para a sinalização a vapor e o engenheiro, Robert Stephenson, apoiou fortemente a solução elétrica. Em fevereiro de 1845, uma linha de 140 quilômetros de Nine Elms a Gosport foi concluída ao longo da London and South Western Railway , muito mais longa do que qualquer outra linha até então. O Almirantado pagou metade do custo de capital e £ 1.500 por ano por um telégrafo privado de duas agulhas nesta linha para conectá-la à sua base em Portsmouth , finalmente substituindo o telégrafo óptico . Em setembro de 1845, o financista John Lewis Ricardo e Cooke fundaram a Electric Telegraph Company . Essa empresa comprou as patentes Cooke e Wheatstone e estabeleceu solidamente o negócio do telégrafo. Em 1869 a empresa foi nacionalizada e passou a fazer parte do Correio Geral . O telégrafo de uma agulha teve grande sucesso nas ferrovias britânicas, e 15.000 aparelhos ainda estavam em uso no final do século XIX. Alguns permaneceram em serviço na década de 1930.

O telégrafo Cooke e Wheatstone estava em grande parte confinado ao Reino Unido e ao Império Britânico. No entanto, também foi usado na Espanha por um tempo. Após a nacionalização do setor telegráfico no Reino Unido, o Post Office lentamente substituiu os diversos sistemas que herdou, incluindo o telégrafo Cooke e Wheatstone, pelo sistema telegráfico Morse.

Prisão de Tawell

John Tawell em seu julgamento

O suspeito de assassinato, John Tawell, foi detido após o uso de uma mensagem de telégrafo de agulha de Slough para Paddington em 1 de janeiro de 1845. Acredita-se que este seja o primeiro uso do telégrafo para capturar um assassino. A mensagem era:

UM ASSASSINATO FOI COMPROMETIDO EM SALT HILL E O SUSPEITO ASSASSINO FOI VISTO PEGAR UM BILHETE DE PRIMEIRA CLASSE PARA LONDRES PELO TREM QUE SAIU SLOUGH ÀS 19h42 ELE ESTÁ NO LIXO DE UM KWAKER COM UM GRANDE CASACO A CHEGAR PRÓXIMO SEUS PÉS ESTÃO NO ÚLTIMO COMPARTIMENTO DO COMPARTIMENTO DE SEGUNDA CLASSE

O sistema Cooke e Wheatstone não suportava pontuação, minúsculas ou algumas letras. Até mesmo o sistema de duas agulhas omitiu as letras J, Q e Z; daí os erros ortográficos de 'justo' e 'Quaker'. Isso causou alguma dificuldade para o operador de recepção em Paddington, que solicitou repetidamente um reenvio após receber o KWA, o que ele presumiu ter sido um erro. Isso continuou até que um menino sugeriu que o operador de envio pudesse completar a palavra, após o que ela foi entendida. Depois de chegar, Tawell foi seguido até um café próximo por um detetive e preso lá. A cobertura jornalística desse incidente deu grande publicidade ao telégrafo elétrico e o trouxe com firmeza à vista do público.

A prisão de Tawell amplamente divulgada foi um dos dois eventos que trouxeram o telégrafo a uma maior atenção do público e levou ao seu uso difundido além da sinalização ferroviária. O outro evento foi o anúncio por telégrafo do nascimento de Alfred Ernest Albert , segundo filho da Rainha Vitória . A notícia foi publicada no The Times na velocidade sem precedentes de 40 minutos após o anúncio.

Bloco ferroviário funcionando

O sistema de bloco de sinalização é um sistema de segurança de trens que divide os trilhos em blocos e usa sinais para evitar que outro trem entre em um bloco até que um trem já no bloco saia. O sistema foi proposto por Cooke em 1842 em Telegraphic Railways ou Single Way como uma forma mais segura de trabalhar em linhas únicas . Anteriormente, a separação dos trens dependia apenas de horários rígidos, que não permitiam eventos imprevistos. O primeiro uso do bloco de trabalho foi provavelmente em 1839, quando George Stephenson teve um telégrafo Cooke e Wheatstone instalado no túnel Clay Cross da North Midland Railway . Instrumentos específicos para o trabalho em blocos foram instalados em 1841. O trabalho em blocos tornou-se a norma e permanece até os dias de hoje, exceto que a tecnologia moderna permitiu que os blocos fixos fossem substituídos por blocos móveis nas ferrovias mais movimentadas.

Operação

Telégrafo de cinco agulhas receber a carta L .

O telégrafo Cooke e Wheatstone consistia em um número de agulhas magnéticas que podiam ser feitas para girar uma curta distância no sentido horário ou anti-horário por indução eletromagnética de um enrolamento de energização. A direção do movimento era determinada pela direção da corrente nos fios do telégrafo. O tabuleiro era marcado com uma grade em forma de diamante com uma letra em cada interseção da grade, e disposto de forma que, quando duas agulhas fossem energizadas, apontassem para uma letra específica.

O número de fios exigidos pelo sistema Cooke e Wheatstone é igual ao número de agulhas usadas. O número de agulhas determina o número de caracteres que podem ser codificados. A patente de Cooke e Wheatstone recomenda cinco agulhas, e este era o número em seus primeiros modelos de demonstração. O número de códigos que podem ser obtidos de 2, 3, 4, 5, 6 ... agulhas é 2, 6, 12, 20, 30 ... respectivamente.

Na extremidade de envio, havia duas fileiras de botões, um par de botões para cada bobina em cada fileira. O operador selecionou um botão de cada linha. Isso conectou duas das bobinas às extremidades positiva e negativa da bateria, respectivamente. As outras pontas das bobinas eram conectadas aos fios do telégrafo e, daí, a uma das pontas das bobinas na estação receptora. A outra extremidade das bobinas de recepção, enquanto no modo de recepção, foram todas em comum. Assim, a corrente fluía pelas mesmas duas bobinas em ambas as extremidades e energizava as mesmas duas agulhas. Com este sistema as agulhas eram sempre energizadas aos pares e sempre giradas em direções opostas.

Telégrafo de cinco agulhas

O telégrafo de cinco agulhas com vinte posições de agulha possíveis tinha seis códigos a menos de ser capaz de codificar o alfabeto completo. As letras omitidas foram C, J, Q, U, X e Z. Um grande ponto de venda desse telégrafo era que ele era simples de usar e exigia pouco treinamento do operador. Não há nenhum código a ser aprendido, pois a carta enviada foi exibida de forma visível para o operador de envio e recebimento.

Em algum ponto, a capacidade de mover uma única agulha de forma independente foi adicionada. Isso exigia um condutor adicional para um retorno comum, possivelmente por meio de um retorno à terra . Isso aumentou drasticamente o espaço de código disponível, mas o uso de códigos arbitrários exigiria um treinamento mais extenso do operador, uma vez que o display não podia ser lido na grade como os códigos alfabéticos simples eram. Por causa disso, a funcionalidade adicional foi usada apenas para adicionar numerais apontando uma agulha para o numeral necessário marcado ao redor da borda do quadro. A necessidade econômica de reduzir o número de fios no final provou ser um incentivo mais forte do que a simplicidade de uso e levou Cooke e Wheatstone a desenvolver os telégrafos de duas e uma agulha.

Diagrama de circuito do telégrafo de cinco agulhas transmitindo o caractere A

Telégrafo de duas agulhas

O telégrafo de duas agulhas exigia três fios, um para cada agulha e um retorno comum. A codificação era um pouco diferente do telégrafo de cinco agulhas e precisava ser aprendida, em vez de lida em um display. As agulhas podem se mover para a esquerda ou direita uma, duas ou três vezes em rápida sucessão, ou uma única vez em ambas as direções em rápida sucessão. Qualquer agulha, ou ambas juntas, podem ser movidas. Isso deu um total de 24 códigos, um dos quais foi preenchido pelo código de parada. Assim, foram omitidas três letras: J, Q e Z, que foram substituídas por G, K e S respectivamente.

Originalmente, o telégrafo era equipado com uma campainha que tocava quando outro operador queria atenção. Isso foi tão irritante que foi removido. Verificou-se que o estalido da agulha contra sua extremidade foi suficiente para chamar a atenção.

Telégrafo de uma agulha

Este sistema foi desenvolvido para substituir o telégrafo multi-fio com falha na linha Paddington para West Drayton. Exigia apenas dois fios, mas um código mais complexo e velocidade de transmissão mais lenta. Enquanto o sistema de duas agulhas precisava de um código de três unidades (ou seja, até três movimentos das agulhas para representar cada letra), o sistema de uma agulha usava um código de quatro unidades, mas tinha códigos suficientes para codificar todo o alfabeto . Como o sistema anterior de duas agulhas, as unidades de código consistiam em rápidas deflexões da agulha para a esquerda ou para a direita em rápida sucessão. A agulha atingiu um poste quando ele se moveu, fazendo-o tocar. Tons diferentes foram fornecidos para os movimentos esquerdo e direito, de modo que o operador pudesse ouvir em que direção a agulha se moveu sem olhar para ela.

Códigos

Códigos originais para telégrafos de uma, duas e cinco agulhas. Um traço inclinado para a esquerda indica uma agulha girada no sentido anti-horário, ou seja, com a parte superior apontando para a esquerda. Um traço inclinado para a direita indica uma agulha apontando para a direita. Para códigos de golpe múltiplo, o primeiro movimento é na direção do golpe curto. Por exemplo, no código de uma agulha, E é esquerda-direita-esquerda, L é direita-esquerda-direita-esquerda e U é esquerda-esquerda-direita.

Os códigos foram refinados e adaptados à medida que foram usados. Em 1867, numerais foram adicionados ao código de cinco agulhas. Isso foi conseguido com o fornecimento de um sexto fio para retorno comum, tornando possível mover apenas uma única agulha. Com os cinco fios originais só era possível movimentar as agulhas aos pares e sempre em direções opostas, uma vez que não havia fio comum fornecido. Teoricamente, muitos outros códigos são possíveis com a sinalização de retorno comum, mas nem todos podem ser convenientemente usados ​​com um display de indicação de grade. Os numerais foram trabalhados marcando-os ao redor da borda da grade de diamante. As agulhas 1 a 5, quando energizadas para a direita, apontavam para os numerais de 1 a 5, respectivamente, e para os numerais esquerdos de 6 a 9 e 0, respectivamente. Dois botões adicionais foram fornecidos nos conjuntos de telégrafo para permitir que o retorno comum fosse conectado ao terminal positivo ou negativo da bateria de acordo com a direção desejada para mover a agulha.

Também em 1867, os códigos para Q ( Código C&W Q.svg) e Z ( Código C&W Z.svg) foram adicionados ao código de uma agulha, mas não, aparentemente, para J. No entanto, os códigos para Q ( Código C&W Q (2) .svg), Z ( C&W código Z (2) .svg) e J ( Código C&W J.svg) são marcados no placas de telégrafos de agulha posteriores, junto com códigos de seis unidades para deslocamento de número ( C&W número de código shift.svg) e deslocamento de letra ( C&W código letra shift.svg). Numerosos códigos compostos foram adicionados aos controles do operador, como esperar e repetir . Esses compostos são semelhantes aos prosigns encontrados no código Morse, onde os dois personagens são executados juntos sem uma lacuna de caractere. Os códigos de mudança de número de duas agulhas e de mudança de letras também são compostos, razão pela qual foram escritos com uma barra superior.

Os códigos usados ​​para o telégrafo de quatro agulhas não são conhecidos e nenhum dos equipamentos sobreviveu. Não se sabe nem quais letras foram atribuídas aos doze códigos possíveis.

Notas

Referências

Bibliografia

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