An hei ass endlech de Relais

Aner Artikelen an der Serie:

• Geschicht vum Relais
  • Method vun "séier Transmissioun vun Informatiounen", oder der Gebuert vun engem Relais
  • Wäitschoss Schrëftsteller
  • Galvanismus
  • Entrepreneuren
  • An hei ass endlech de Relais
  • Schwätzen Telegraph
  • Connect einfach
  • Déi vergiess Generatioun vu Relaiscomputer
  • Elektronesch Ära
• Geschicht vun elektronesche Computeren
  • Prolog
  • Koloss
  • ENIAC
  • Elektronesch Revolutioun
• Geschicht vun der Transistor
  • Gräift Äre Wee am Däischteren
  • Vun der Kriegskruegel
  • Multiple Erfindung
• Internet Geschicht
  • Backbone Reseau
  • Zerfall, Deel 1
  • Zerfall, Deel 2
  • Spär Interaktivitéit
  • Ausbau vun Interaktivitéit
  • ARPANET - d'Gebuert
  • ARPANET - Package
  • ARPANET - subnet
  • Computer als Kommunikatioun Apparat
  • Geschicht vum Internet: Internetworking

В leschten Deel vun der Geschicht mir geléiert wéi en amerikanesche Wëssenschaftler an Enseignant Joseph Henry Ech sinn fir d'éischte Kéier duerch Europa gereest. Beim Besuch zu London huet hien e spezielle Besuch bei engem Mann gemaach, deen hien zudéifst respektéiert huet, e Mathematiker Charles Babbage. Zesumme mam Henry war säi Frënd, den Alexander Bach, a säin neie Bekannten, och en Experimenter am Beräich vum Telegraph, Charles Wheatstone. De Babbage huet de Gäscht gesot datt hie geschwënn dem Deputéierte seng Rechmaschinn géif demonstréieren, awer mat nach méi grousser Freed huet hie mat hinnen d'Iddi vu senger neier Maschinn gedeelt, "déi d'Fähigkeiten vun der éischter vill wäert iwwerschreiden." Den Henry huet allgemeng Informatioun iwwer dëse Plang a sengem Tagebuch opgeholl:

Dës Maschinn ass an zwee Deeler opgedeelt, vun deenen een den Här B. e Lagerhaus nennt, an déi zweet eng Millen. D'Lagerung ass mat Rieder gefëllt mat Zuelen op hinnen gemoolt. Periodesch zéien d'Hiewelen se eraus a réckelen se an der Millen, wou déi néideg Manipulatiounen stattfannen. No der Fäerdegstellung kann dës Maschinn all Formel vun enger algebraescher Natur tabuléieren.

Den Historiker kann net hëllefe wéi e Chill ze fillen, dee seng Wirbelsäule vu sou zoufälleg Kräizungen am Mënscheliewen leeft. Hei sinn zwee Threads vun der Geschicht vun de Rechenmaschinnen duerchschnëttlech, eent vun deenen huet säin Enn ugekënnegt, an deen aneren huet just ugefaang.

No all, obwuel Babbage Maschinn oft als Ufank vun der Geschicht vun modern universal Computeren presentéiert ass, ass d'Verbindung tëscht hinnen éischter schwaach. Seng Maschinn (déi hien ni gebaut huet) war den Héichpunkt vum Dram vum mechanesche Rechen. Dësen Dram, fir d'éischt vum Leibniz gestëmmt, gouf vun den ëmmer méi komplexe Auermechanismus inspiréiert, déi vun Handwierker zënter dem Enn vum Mëttelalter geschaf goufen. Awer keen allgemengen Zweck Computer gouf op purer Mechanik gebaut - d'Aufgab ass ze schwéier.

Awer den elektromagnetesche Relais, konzipéiert vum Henry an anerer, kann ganz einfach a Rechenkreesser ëmgesat ginn, d'Komplexitéit vun deenen ouni et onvirstellbar wier. Allerdéngs war dëse Punkt nach Joerzéngten ewech, an den Henry a seng Zäitgenossen hätten esou eng Entwécklung net virausgesinn. Et gouf de Virfahre vun enger Onmass Transistoren, déi d'digitale Welt vun haut méiglech gemaach hunn, sou vernetzt mat eisem modernen Liewen. Relais hunn d'Innere vu fréie programméierbare Computere gefëllt, kuerz regéiert ier se duerch hir reng elektronesch Koseng ersat goufen.

Relais goufen e puer Mol onofhängeg an den 1830er Joren erfonnt. Seng Ziler ware variéiert (fënnef vun hiren Erfinder koumen op d'mannst dräi Uwendungen) - sou wéi d'Beispiller vu senger Benotzung. Awer et ass bequem et als Dual-Use Apparat ze denken. Et kann als Schalter benotzt ginn, deen en anert elektrescht Apparat kontrolléiert (inklusiv, Wichteg, en anert Relais), oder als Verstärker, deen e schwaache Signal an e staarkt mécht.

Wiesselen

Joseph Henry kombinéiert an enger Persoun déif Wëssen vun natierlech Philosophie, Mechanik an Interessi un de Problem vun der mechanesch Telegraph. An den 1830er Joren, vläicht nëmmen Wheatstone hat esou eng Rei vu Qualitéiten. Bis 1831 hat hien en 2,5 km laange Circuit gebaut, dee fäeg ass eng Klack mat dem mächtegste Magnéit ze bedreiwen, dee jeemools gebaut gouf. Vläicht, wann hie weider esou aktiv um Telegraph geschafft hätt, an déi selwecht Ausdauer gewisen huet, wéi de Morse bewisen huet, da wier säin Numm an d'Léierbicher opgeholl ginn.

Awer den Henry, en Enseignant an der Akademie zu Albany a spéider um College vun New Jersey (haut Princeton University), gebaut a verbessert elektresch Apparater fir Zwecker vun der Fuerschung, Léier a wëssenschaftlecher Demonstratioun. Hie war net interesséiert fir e pädagogescht Tool an e Messageriesystem ze maachen.

Ëm 1835 koum hien mat enger besonnesch genialer Demonstratioun mat zwee Circuiten. Denkt drun datt den Henry zwou Dimensioune vu Stroum entdeckt huet - Intensitéit a Quantitéit (mir nennen se Spannung a Stroum). Hien huet Circuiten mat intensiven Batterien a Magnete erstallt fir den Elektromagnetismus iwwer laang Distanzen ze vermëttelen, a Circuiten mat quantitativen Batterien a Magnete fir elektromagnetesch Kräfte mat héijer Kraaft ze kreéieren.

Seng nei Eenheet kombinéiert béid Eegeschafte. E mächtege quantitative Elektromagnet kéint eng Laascht vun Honnerte vu Kilo ophiewen. En intensiven Magnéit um Enn vun enger laanger Loop gouf benotzt fir e klenge Metalldraad opzehiewen: e Schalter. D'Schließung vum intensive Circuit huet de Magnéit den Drot opgehuewen, wat de Schalter an de quantitative Circuit opgemaach huet. De quantitative Elektromagnéit huet dunn op eemol seng Laascht mat engem daféierende Crash erofgelooss.

Dëse Relais - an dat ass d'Roll vun engem intensiven Magnéit a säin Drot - war néideg fir d'Transformatioun vun elektrescher Energie a mechanesch Energie ze demonstréieren, wéi och wéi eng kleng Kraaft eng grouss kontrolléiere kann. D'Drot liicht an d'Sauer taucht fir de Circuit ofzeschléissen, géif de klenge Schalter liicht bewegen, wat zu der Katastroph fällt fir genuch Metall ze falen fir iergendeen domm genuch ze kräischen fir drënner ze stoen. Fir den Henry war de Relais en Instrument fir wëssenschaftlech Prinzipien ze demonstréieren. Et war en elektreschen Hiewel.

Den Henry war wuel deen Éischten, deen zwee Circuiten op dës Manéier verbënnt - sou datt hien, andeems hien den Elektromagnetismus vun engem Circuit benotzt, deen aneren kontrolléiert huet. Déi zweet Plaz, souwäit mir wëssen, gehéiert dem William Cook an dem Charles Wheatstone, obwuel si komplett aner Ziler haten.

Am Mäerz 1836, kuerz no der Demonstratioun zu Heidelberg vun engem Telegraph, deen eng galvanesch Nadel benotzt huet fir Signaler ze vermëttelen, gouf de Cook vun enger Musekskëscht inspiréiert. De Cook huet gegleeft datt d'Benotzung vun Nadelen fir Bréiwer an engem richtegen Telegraph ze representéieren e puer Nadelen erfuerderen, an dës e puer Circuiten erfuerderen. De Cook wollt den Elektromagnet de Mechanismus aktivéieren, dee scho sou komplex wéi gewënscht ka sinn fir de gewënschten Bréif ze demonstréieren.

Hien huet eng Maschinn virgesinn, déi eng Musekskëscht ähnelt, mat engem Faass ëmgi vu ville Pins. Op enger Säit vum Faass soll eng kreesfërmeg Skala mat Buschtawen sinn. Et soll esou eng Këscht op all Enn vun der Telegraph Linn ginn. De geluedenen Fréijoer soll de Fass verursaachen fir ze rotéieren, awer meeschtens gëtt se vum Stopper op der Plaz gespaart. Wann d'Telegrafeschlëssel gedréckt gëtt, mécht de Circuit zou, wat Elektromagnete aktivéiert, déi béid Schleisen opmaachen, a béid Maschinnen rotéieren. Wann de gewënschten Bréif op der Skala gewise gëtt, gëtt de Schlëssel erausgeet, d'Schlässer schloen an d'Plaz a stoppen d'Bewegung vun de Fässer. De Cook, onbewosst, huet dem Ronald säi chronometresche Modell vum Telegraph nei erstallt, zwee Joerzéngte virdrun erfonnt, an d'Shapp Bridder hir fréi Experimenter mam Telegraph (nëmme si hunn Toun benotzt, net Elektrizitéit, fir Dials ze synchroniséieren).

De Cook realiséiert datt dee selwechte Mechanismus hëllefe konnt e laangjärege Problem vum Telegraph ze léisen - d'Empfanger vun engem neie Message z'informéieren. Fir dëst ze maachen, kënnt Dir en zweete Circuit mat engem aneren Elektromagnet benotzen, deen eng mechanesch Bell aktivéiert. De Circuit zoumaachen géif de Stopper zréckzéien an d'Klack schellt.

Am Mäerz 1837 huet de Cook ugefaang mam Wheatstone um Telegraph ze schaffen, a ronderëm dës Zäit hunn se ugefaang d'Noutwendegkeet vun engem zweete Circuit ze berücksichtegen. Amplaz vun engem Installatioun onofhängeg Circuit fir d'Alarm Signal (a Lafen Kilometer vun extra Dréit ofgepëtzt), wier et net méi einfach ginn den Haapt Circuit ze benotzen d'Signal ze kontrolléieren?

Zu dëser Zäit waren Cook a Wheatstone zréck op d'Nadeldesign, an et war ganz offensichtlech datt e klengt Stéck Drot mat enger Nadel verbonne ka ginn, sou datt, wann säin Enn vun engem Elektromagnet ugezunn ass, säi Schwanz en zweete Circuit fäerdeg bréngt. Dëse Circuit géif d'Signal fueren. No engem gewëssen Intervall, während deem den Empfänger vun der Noriicht Zäit konnt erwächen, d'Signal ausschalten an e Bläistëft a Pabeier virbereeden, konnt d'Nadel scho benotzt ginn fir de Message wéi gewinnt ze vermëttelen.

Am Laf vun zwee Joer, op zwee Kontinenter, zweemol, fir zwee verschidden Zwecker, hunn d'Leit gemierkt datt en Elektromagnet als Schalter benotzt ka ginn fir en anere Circuit ze kontrolléieren. Mee et war och méiglech eng ganz aner Manéier vun Interaktioun tëscht deenen zwee Circuiten virzestellen.

Verstäerker

Am Hierscht 1837 war de Samuel Morse zouversiichtlech datt seng Iddi fir den elektresche Telegraph konnt funktionnéieren. Mat dem Henry seng intensiv Batterie a Magnéit huet hien Messagen iwwer eng Distanz vun engem hallwe Kilometer geschéckt. Awer fir dem Kongress ze beweisen datt säin Telegraph Messagen iwwer de Kontinent iwwerdroe konnt, huet hie vill méi gebraucht. Et war kloer datt egal wéi mächteg d'Batterien waren, iergendwann wäert de Circuit ze laang ginn fir en verständlecht Signal op den aneren Enn ze vermëttelen. Awer de Morse huet gemierkt datt, trotz dem staarken Ofsenkung vun der Kraaft mat der Distanz, den Elektromagnet e weidere Circuit opmaachen an zoumaachen, ugedriwwen duerch seng eege Batterie, déi am Tour d'Signal weider iwwerdroe konnt. De Prozess kann esou oft wéi néideg widderholl ginn an Ofstänn vun all Längt Cover. Dofir goufen dës Zwëschenmagnete "Relais" genannt - wéi Poststatiounen fir Päerd z'änneren. Si kruten den elektresche Message vun hirem Schwächende Partner an hunn et mat neier Kraaft weider gedroen.

Et ass onméiglech ze bestëmmen ob dës Iddi vum Henry sengem Wierk inspiréiert gouf, awer de Morse war sécherlech deen Éischten, deen Relais fir sou en Zweck benotzt huet. Fir hien war e Relais kee Schalter, mee e Verstärker, fäeg e schwaache Signal an e staarkt ze maachen.

Op der anerer Säit vum Atlantik ëm déiselwecht Zäit Edward Davey, engem Londoner Apdikter, koum mat enger ähnlecher Iddi. Hien huet sech wuel ëm 1835 fir den Telegraph interesséiert. Am Ufank vum Joer 1837 huet hie reegelméisseg experimentéiert mat engem annerhallwe Kilometer Circuit am Regent's Park am Nordweste vu London.

Kuerz nodeems Cook a Wheatstone sech am Mäerz 1837 getraff hunn, huet den Davy d'Konkurrenz gefillt an huet ugefaang méi eescht ze denken iwwer e praktesche System ze bauen. Hien huet gemierkt datt d'Ofbéikraaft vun der galvanescher Nadel däitlech erofgaang ass wéi d'Längt vum Drot eropgeet. Wéi hie vill Joer méi spéit geschriwwen huet:

Dunn hunn ech geduecht datt och déi geringste Beweegung vun der Nadel, d'Dicke vun engem Hoer, genuch wier fir zwee Metallflächen a Kontakt ze bréngen, en neie Circuit ofhängeg vun der lokaler Batterie ofzeschléissen; an dëst kann fir ëmmer widderholl ginn.

Den Davey huet dës Iddi fir e schwaacht elektrescht Signal an e staarkt ze maachen en "elektresch Erfrëschung" genannt. Awer hien huet dës oder all aner Iddi iwwer den Telegraph net realiséiert. Hie krut 1838 e Patent fir den Telegraph, onofhängeg vu Cook a Wheatstone. Mee 1839 ass hien an Australien geflücht, en ongléckleche Bestietnes geflücht an huet d'Aktivitéitsberäich u Konkurrenten verlooss. Hir Telegraph Firma kaaft dëse Patent e puer Joer méi spéit.

Relais an der Welt

An der Technologiegeschicht bezuelen mir vill Opmierksamkeet op Systemer, awer ignoréieren dacks hir Komponenten. Mir verfollegen d'Geschicht vun der Telegraph, Telefon, elektresch Luucht, a bueden hir Schëpfer an de waarme Strahlen vun eiser Genehmegung. Awer dës Systemer konnten nëmmen duerch d'Kombinatioun, d'Rekombinatioun an d'Modifikatioun vun existéierende Elementer erauskommen, déi roueg an de Schatten gewuess sinn.

E Relais ass een esou Element. Et huet sech séier entwéckelt an diversifizéiert wann Telegraphennetzwierker ugefaang hunn an den 1840er an 1850er ze proliferéieren. Am nächste Joerhonnert koum et an elektresche Systemer vu verschiddenen Aarte. Déi fréierst Modifikatioun war d'Benotzung vun enger steifer Metal Armature, wéi op engem Telegraph Signal, fir de Circuit ze kompletéieren. Nodeem den Elektromagnet ausgeschalt gouf, gouf d'Armatur aus dem Circuit mat engem Fréijoer getrennt. Dëse Mechanismus war méi zouverlässeg an haltbar wéi Stécker vun Drot oder Nadelen. Zougemaach-vun-Standard Modeller goufen och entwéckelt, zousätzlech zu der original Open-by-Default Design.

En typesche Relais aus dem spéide 19. Joerhonnert. D'Fréijoer T hält d'Armatur B aus dem Uschloss C ze kontaktéieren. Wann den Elektromagnet M aktivéiert ass, iwwerwannt hien d'Fréijoer a fäerdeg de Circuit tëscht Drot W an Klemm C.

An de fréie Jore vun der Telegraphie goufen d'Relais selten als Verstärker oder "Erneierer" benotzt, well een eenzege Circuit iwwer 150 km verlängert konnt ginn. Mä si waren ganz nëtzlech fir eng kombinéieren niddereg-Stroum laang Linnen mat lokal héich-Volt Linnen datt zu Muecht aner Maschinnen benotzt ginn kéint, Zum Beispill, engem Morse Recorder.

Dosende vu Patenter an den USA am zweeten Deel vum 4. Joerhonnert beschriwwen nei Aarte vu Relais an hir nei Uwendungen. En Differentialrelais, deen d'Spule opgedeelt huet, sou datt den elektromagnéiteschen Effekt an eng Richtung annuléiert an an der anerer verstäerkt gouf, huet d'Benotzung vun Duplex-Telegraphie erlaabt: zwee Signaler, déi op engem Drot a entgéintgesate Richtungen reesen. Den Thomas Edison huet e polariséiert (oder polariséiert) Relais benotzt fir e Quadruplex ze kreéieren deen fäeg ass XNUMX Signaler gläichzäiteg op engem eenzegen Drot ze schécken: zwee an all Richtung. An engem polariséierte Relais war d'Armatur selwer e permanente Magnéit deen op d'Richtung vum Stroum reagéiert anstatt op d'Kraaft. Dank permanente Magnete war et méiglech Relais mat Schaltkontakter ze maachen, déi nom Wiessel op oder zou bliwwen sinn.

Polariséiert Relais

Nieft dem Telegraph hunn Relais ugefaang an Eisebunnssignalsystemer ze benotzen. Mat dem Advent vu Kraafttransmissionsnetzwierker hunn Relais ugefaang an dëse Systemer ze benotzen, besonnesch als Schutzgeräter.

Awer och dës extensiv a komplex Netzwierker hunn net méi vun de Relais erfuerdert wéi se fäeg waren ze liwweren. Den Telegraph an d'Eisebunn erreecht all Stad, awer net all Gebai. Si haten Zéngdausende vun Endpunkter, awer net Millioune. Elektresch Iwwerdroungssystemer hunn et egal wou se ophalen - si hunn einfach Stroum un e lokale Circuit geliwwert, an all Haus a Geschäft konnten esou vill dovun huelen wéi se gebraucht hunn.

Telefonie war eng ganz aner Saach. Telefone waren néideg fir vu Punkt zu Punkt ze kommunizéieren, vun all Heem oder Büro zu all aner, an dofir hu se Kontrollkreesser op eemolegen Skala verlaangt. Déi mënschlech Stëmm, déi a Form vu Schwéngungen laanscht d'Drähten koum, war e räicht Signal, awer schwaach. Dofir brauche laang-Distanz Telefon Kommunikatioun besser Qualitéit Verstäerker. Et huet sech erausgestallt datt d'Schalter och mat esou Verstärker funktionnéiere kënnen. Elo hunn Telefonsnetzwierker, méi wéi all aner System, d'Evolutioun vu Schalter kontrolléiert.

Wat ze liesen

• James B. Calvert, "The Electromagnetic Telegraph"
• Franklin Leonard Pope, "Modern Practice of the Electric Telegraph" (1891)

Source: will.com