Lan ing kene, pungkasane, yaiku relay

Artikel liyane ing seri:

• Sajarah relay
  • Cara "transmisi cepet informasi", utawa Lair saka relay
  • Penulis jangka panjang
  • Galvanisme
  • Sedaya wiraswasta
  • Lan ing kene, pungkasane, yaiku relay
  • Telegraf ngomong
  • Nyambung wae
  • Generasi Komputer Relay sing Lali
  • jaman elektronik
• Sejarah komputer elektronik
  • Prolog
  • Colosus
  • ENIAC
  • revolusi elektronik
• Sajarah transistor
  • Groping dalan ing peteng
  • Saka crucible perang
  • Multiple reinvention
• riwayat internet
  • Jaringan backbone
  • Pecah, part 1
  • Pecah, part 2
  • Mbukak kunci interaktivitas
  • Ngembangake interaktivitas
  • ARPANET - lair
  • ARPANET - paket
  • ARPANET - subnet
  • Komputer minangka piranti komunikasi
  • Sejarah Internet: Internetworking

В bagean pungkasan saka crita kita sinau carane ilmuwan Amérika lan guru Joseph Henry Aku kesah liwat Eropah kanggo pisanan. Nalika ngunjungi London, dheweke nggawe kunjungan khusus menyang wong sing dihormati banget, yaiku ahli matematika Charles Babbage. Bebarengan karo Henry ana kancane, Alexander Bach, lan kenalan anyar, uga eksperimen ing bidang telegraf, Charles Wheatstone. Babbage ngandhani para tamu yen dheweke bakal nduduhake mesin kalkulasi marang Anggota Parlemen, nanging kanthi kesenengan sing luwih gedhe dheweke nuduhake gagasan mesin anyar dheweke, "sing bakal ngluwihi kemampuan pisanan." Henry nyathet informasi umum babagan rencana iki ing buku hariane:

Mesin iki dipérang dadi rong bagéan, siji kang diarani Pak B. gudang, lan kaloro gilingan. Panyimpenan kapenuhan wheel karo nomer dicet ing wong. Secara periodik, tuas ditarik metu lan dipindhah ing pabrik, ing ngendi manipulasi sing dibutuhake ditindakake. Sawise rampung, mesin iki bakal bisa kanggo tabulate sembarang rumus aljabar.

Sejarawan ora bisa ngrasakake hawa adhem mudhun saka persimpangan acak ing urip manungsa. Ing kene ana rong utas sajarah mesin komputasi sing intersected, siji kang wis nyedhak pungkasan, lan liyane mung diwiwiti.

Sawise kabeh, sanajan mesin Babbage asring ditampilake minangka wiwitan sajarah komputer universal modern, sambungan antarane wong-wong mau rada ringkih. mesin kang (kang ora tau dibangun) iku puncak saka ngimpi komputasi mechanical. Impen iki, sing pisanan disuarakake dening Leibniz, diilhami dening mekanisme jam tangan sing saya rumit sing digawe dening para perajin wiwit pungkasan abad pertengahan. Nanging ora ana komputer umum sing dibangun ing mekanika murni-tugas kasebut angel banget.

Nanging relay elektromagnetik, disusun dening Henry lan liya-liyane, bisa gampang dileksanakake ing sirkuit komputasi, kerumitan sing bakal katon ora bisa dibayangake tanpa. Nanging, titik iki isih puluhan taun, lan Henry lan kanca-kancane ora bisa ngira-ngira perkembangan kasebut. Iku dadi leluhur saka transistor kaetung sing nggawe donya digital saiki, supaya intertwined karo gesang modern kita. Relay ngisi jeroan komputer awal sing bisa diprogram, ngatur sedhela sadurunge diganti dening sedulure sing murni elektronik.

Relay diciptakake kaping pirang-pirang kanthi mandiri ing taun 1830-an. Tujuane beda-beda (lima panemune paling ora telung aplikasi) - kaya conto panggunaane. Nanging luwih trep yen dipikirake minangka piranti dual-use. Bisa digunakake minangka saklar sing ngontrol piranti listrik liyane (kalebu, sing penting, relay liyane), utawa minangka amplifier sing ngowahi sinyal sing ringkih dadi kuwat.

Ngalih

Joseph Henry digabungake ing siji wong kawruh jero filsafat alam, mekanika lan kapentingan ing masalah telegraf mechanical. Ing taun 1830-an, bisa uga mung Wheatstone sing nduweni kuwalitas kaya ngono. Ing taun 1831, dheweke wis mbangun sirkuit dawane 2,5 km sing bisa ngoperasikake lonceng nggunakake magnet paling kuat sing wis digawe. Mbok menawa dheweke terus aktif ing telegraf, lan nuduhake ketekunan sing padha karo Morse, mula jenenge bakal kalebu ing buku teks.

Nanging Henry, guru ing Akademi ing Albany lan mengko ing College of New Jersey (saiki Universitas Princeton), mbangun lan nambah piranti listrik kanggo tujuan riset, piwulang, lan demonstrasi ilmiah. Dheweke ora kasengsem ngowahi alat pedagogis dadi sistem olahpesen.

Kira-kira taun 1835 dheweke nggawe demonstrasi sing apik banget nggunakake rong sirkuit. Elinga yen Henry nemokake rong dimensi listrik - intensitas lan kuantitas (disebut voltase lan arus). Dheweke nggawe sirkuit kanthi baterei lan magnet sing intensif kanggo ngirimake elektromagnetik ing jarak sing adoh, lan sirkuit kanthi baterei lan magnet kuantitatif kanggo nggawe pasukan elektromagnetik kanthi daya dhuwur.

Unit anyar dheweke nggabungake loro properti kasebut. Elektromagnet kuantitatif sing kuat bisa ngangkat beban nganti atusan kilogram. Magnet kuat ing mburi daur ulang dawa digunakake kanggo ngangkat kabel logam cilik: switch. Nutup sirkuit intensif nyebabake magnet ngangkat kabel, sing mbukak saklar lan sirkuit kuantitatif. Elektromagnet kuantitatif banjur tiba-tiba ngeculake bebane kanthi kacilakan sing nggegirisi.

Relay iki - lan iki minangka peran sing dimainake dening magnet sing kuat lan kabel - perlu kanggo nduduhake transformasi energi listrik dadi energi mekanik, uga carane pasukan cilik bisa ngontrol sing gedhe. Entheng dipping kabel menyang asam kanggo ngrampungake sirkuit bakal nimbulaké ngalih cilik kanggo mindhah rada, asil ing bilai tiba cukup logam kanggo crush wong bodho kanggo ngadeg ing ngisor. Kanggo Henry, relay minangka alat kanggo nduduhake prinsip ilmiah. Iku tuas listrik.

Henry mbokmenawa sing pisanan nyambungake rong sirkuit kanthi cara iki - supaya, nggunakake elektromagnetisme siji sirkuit, dheweke ngontrol liyane. Panggonan kaping pindho, sing kita ngerti, yaiku William Cook lan Charles Wheatstone, sanajan padha duwe tujuan sing beda.

Ing Maret 1836, sakcepete sawise nekani demonstrasi ing Heidelberg babagan telegraf sing nggunakake jarum galvanik kanggo ngirim sinyal, Cook dadi inspirasi saka kothak musik. Cook percaya yen nggunakake jarum kanggo makili huruf ing telegraf nyata mbutuhake sawetara jarum, lan iki mbutuhake sawetara sirkuit. Cook pengin elektromagnet ngaktifake mekanisme kasebut, sing bisa uga rumit kaya sing dikarepake kanggo nuduhake huruf sing dikarepake.

Dheweke mbayangake mesin sing meh padha karo kothak musik, kanthi tong minyak sing diubengi akeh pin. Ing sisih siji tong minyak kudu ana ukuran bunder kanthi huruf. Mesthine ana kothak kasebut ing saben ujung garis telegraf. Spring sing diisi kudu nyebabake tong minyak muter, nanging biasane bakal dikunci ing panggonane dening stopper. Nalika tombol telegraf ditekan, sirkuit ditutup, sing ngaktifake elektromagnet sing mbukak kunci loro, lan mesin loro kasebut muter. Nalika huruf sing dikarepake ditampilake ing skala, tombol kasebut diluncurake, kunci sworo seru menyang papan lan mungkasi gerakan tong minyak. Cook, tanpa disadari, nggawe ulang model telegraf kronometrik Ronald, sing diciptakake rong dekade sadurunge, lan eksperimen awal sedulur Shapp karo telegraf (mung nggunakake swara, dudu listrik, kanggo nyinkronake dial).

Cook nyadari yen mekanisme sing padha bisa mbantu ngatasi masalah telegraf sing wis suwe - ngabari pihak sing nampa pesen anyar. Kanggo nindakake iki, sampeyan bisa nggunakake sirkuit kapindho karo elektromagnet liyane, kang bakal ngaktifake lonceng mechanical. Nutup sirkuit bakal narik stopper lan lonceng bakal muni.

Ing Maret 1837, Cook wiwit nggarap Wheatstone ing telegraf, lan watara wektu iki padha wiwit nimbang perlu kanggo sirkuit kapindho. Tinimbang nginstal sirkuit sawijining kanggo sinyal weker (lan mlaku mil saka kabel ekstra), ora bakal luwih gampang nggunakake sirkuit utama kanggo kontrol sinyal?

Ing wektu iki Cook lan Wheatstone wis bali menyang desain jarum, lan iku cukup ketok sing Piece cilik saka kabel bisa disambungake menyang jarum supaya, nalika mburi kepincut dening elektromagnet, buntut bakal ngrampungake sirkuit kapindho. Sirkuit iki bakal nyopir sinyal. Sawise interval tartamtu, nalika panampa pesen bisa duwe wektu kanggo tangi, mateni sinyal lan nyiyapake potlot lan kertas, jarum wis bisa digunakake kanggo ngirim pesen kaya biasane.

Sajrone rong taun, ing rong bawana, kaping pindho, kanggo rong tujuan sing beda, wong ngerti yen elektromagnet bisa digunakake minangka saklar kanggo ngontrol sirkuit liyane. Nanging iku uga bisa kanggo mbayangno cara temen beda saka interaksi antarane loro sirkuit.

Penguat

Ing musim gugur taun 1837, Samuel Morse yakin manawa gagasane kanggo telegraf listrik bisa ditindakake. Nggunakake baterei lan magnet Henry sing kuat, dheweke ngirim pesen kanthi jarak setengah kilometer. Nanging kanggo mbuktekake menyang Kongres manawa telegraf dheweke bisa ngirim pesen ing saindenging bawana, dheweke butuh luwih akeh. Cetha yen ora ketompo carane kuat baterei, ing sawetara titik sirkuit bakal dadi dawa banget kanggo ngirim sinyal dingerteni menyang mburi liyane. Nanging Morse temen maujud sing, senadyan kekirangan kuat ing kadohan, elektromagnet bisa mbukak lan nutup sirkuit liyane, powered by baterei dhewe, kang siji bisa ngirim sinyal luwih. Proses kasebut bisa diulang kaping pirang-pirang yen perlu lan nutupi jarak apa wae. Mulane magnet penengah iki diarani "relay" - kaya stasiun pos kanggo ngganti jaran. Padha nampa pesen listrik saka partner weakening lan nindakake iku luwih karo semangat gawe anyar.

Ora bisa nemtokake manawa ide iki diilhami dening karya Henry, nanging Morse mesthi dadi sing pertama nggunakake relay kanggo tujuan kasebut. Kanggo dheweke, relay ora ngalih, nanging amplifier, bisa ngowahi sinyal sing ringkih dadi kuwat.

Ing sisih liya saka Atlantik watara wektu sing padha Edward Davey, apoteker London, teka karo idea padha. Dheweke mbokmenawa dadi kasengsem ing telegraf watara taun 1835. Ing wiwitan taun 1837, dheweke ajeg nyobi sirkuit siji setengah kilometer ing Regent's Park ing London sisih lor-kulon.

Ora suwe sawise Cook lan Wheatstone ketemu ing Maret 1837, Davy ngrasakake kompetisi lan wiwit mikir luwih serius babagan mbangun sistem praktis. Dheweke weruh yen gaya defleksi jarum galvanik mudhun kanthi nyata amarga dawa kabel saya tambah. Nalika dheweke nulis pirang-pirang taun sabanjure:

Banjur aku panginten sing malah gerakan slightest saka jarum, kekandelan saka rambute, bakal cukup kanggo nggawa loro lumahing logam menyang kontak, ngrampungake sirkuit anyar gumantung ing baterei lokal; lan iki bisa bola-bali ing salawas-lawase.

Davey nyebat gagasan iki kanggo ngowahi sinyal listrik sing ringkih dadi sing kuwat minangka "penyegerake listrik." Nanging dheweke gagal nyadari iki utawa gagasan liyane babagan telegraf. Dheweke nampa paten kanggo telegraf ing taun 1838, kanthi bebas saka Cook lan Wheatstone. Nanging ing taun 1839 dheweke lelayaran menyang Australia, mlayu saka perkawinan sing ora nyenengake, lan ninggalake lapangan kegiatan kanggo para pesaing. Perusahaan telegraf dheweke tuku paten iki sawetara taun sabanjure.

Relay ing donya

Ing sajarah teknologi, kita mbayar manungsa waé akeh kanggo sistem, nanging asring nglirwakake komponen. We nglacak sajarah telegraf, telpon, lampu listrik, lan siram pencipta ing sinar anget saka persetujuan kita. Nanging sistem iki mung bisa muncul liwat kombinasi, rekombinasi lan modifikasi saka unsur ana sing tansaya sepi ing bayangan.

Relay minangka salah sawijining unsur kasebut. Cepet berkembang lan macem-macem nalika jaringan telegraf wiwit berkembang ing taun 1840-an lan 1850-an. Sajrone abad sabanjure, muncul ing macem-macem sistem listrik. Modifikasi paling awal yaiku nggunakake armature logam kaku, kaya ing sinyal telegraf, kanggo ngrampungake sirkuit. Sawise mateni elektromagnet, armature dicopot saka sirkuit nggunakake spring. Mekanisme iki luwih dipercaya lan awet tinimbang potongan kabel utawa jarum. Model Closed-by-default uga dikembangake, saliyane desain open-by-default asli.

Relay khas saka pungkasan abad ka-19. Spring T njaga armature B saka kontak terminal C. Nalika elektromagnet M diaktifake, iku ngatasi spring lan ngrampungake sirkuit antarane kabel W lan terminal C.

Ing taun-taun awal telegrafi, relay arang digunakake minangka amplifier utawa "pembaharu" amarga siji sirkuit bisa ditambahi luwih saka 150 km. Nanging padha banget migunani kanggo gabungke kurang-saiki garis dawa karo garis voltase dhuwur lokal sing bisa digunakake kanggo daya mesin liyane, Contone, recorder Morse.

Welasan paten ing Amerika Serikat ing bagean kapindho abad kaping 4 nggambarake jinis relay anyar lan aplikasi anyar. Relay diferensial, sing dibagi kumparan supaya efek elektromagnetik dibatalake ing arah siji lan digedhekake ing arah liyane, ngidini nggunakake telegrafi dupleks: loro sinyal lelungan ing arah ngelawan ing siji kabel. Thomas Edison nggunakake relay polarisasi (utawa polarisasi) kanggo nggawe quadruplex sing bisa ngirim XNUMX sinyal bebarengan ing kabel siji: loro ing saben arah. Ing relay polarisasi, armature kasebut minangka magnet permanen sing nanggapi arah arus tinimbang menyang gaya. Thanks kanggo magnet permanen, sampeyan bisa nggawe relay karo kontak ngalih sing tetep mbukak utawa ditutup sawise ngoper.

relay polarisasi

Saliyane telegraf, relay wiwit digunakake ing sistem sinyal sepur. Kanthi tekane jaringan transmisi daya, relay wiwit digunakake ing sistem kasebut, utamane minangka piranti proteksi.

Nanging malah iki jaringan ekstensif lan Komplek ora mbutuhake luwih saka relay saka padha saged menehi. Telegraf lan sepur tekan saben kutha, nanging ora saben bangunan. Dheweke duwe puluhan ewu titik pungkasan, nanging ora mayuta-yuta. Sistem transmisi listrik ora preduli ing ngendi pungkasane - mung nyedhiyakake arus menyang sirkuit lokal, lan saben omah lan bisnis bisa njupuk akeh sing dibutuhake.

Telephony ana prakara temen beda. Telpon kudu komunikasi saka titik menyang titik, saka omah utawa kantor menyang liyane, lan mulane mbutuhake sirkuit kontrol ing skala sing durung tau ana sadurunge. Swara manungsa sing teka ing wangun geter ing sadawane kabel minangka sinyal sing sugih, nanging ora kuwat. Mula, komunikasi telpon jarak adoh mbutuhake amplifier sing luwih apik. Ternyata ngalih uga bisa digunakake karo amplifier kasebut. Saiki jaringan telpon, luwih saka sistem liyane, ngontrol évolusi switch.

Apa kanggo maca

• James B. Calvert, "Telegraf Elektromagnetik"
• Franklin Leonard Pope, "Praktik Modern Telegraf Listrik" (1891)

Source: www.habr.com