ホイートストンシステム

ホイートストン方式は、モールス信号を一定の高速で送信および記録できる機械によって人間のオペレーターを置き換えた自動化電信システムでした。 ^[1]このシステムには、ホイートストン・スリップと呼ばれる穴の開いた紙テープを作成する穿孔器、テープを読み取り、記号を点と線に変換して電信線上のマークとスペースの電流としてエンコードする送信機、および電信線の他端でモールス信号を印刷する受信機が含まれていました。^{[2]このシステムは、}チャールズ・ホイートストンによって発明されました。^[2]同じ回線で同時に送信と受信ができる デュプレックス・システムになるように拡張することができました。

ホイートストンスリップは、電信回線上のマーク信号とスペース信号を制御するためのパターンで穴があけられた紙テープでした。紙テープの幅は 0.46 ～ 0.48 インチ (ただし、標準の幅は 0.472 ～ 0.475 インチ)、標準の厚さは 0.004 ～ 0.0045 インチでした。^[3]オリーブ オイルのコーティングが、パンチ プロセスを滑らかにしました。^[4]穴は 3 列ありました。中央の列はラックを形成し、スター ホイールが紙を前方に送ることができます。テープ上の使用済み位置にはすべて、中央の穴があけられています。上の穴は回線上のマーク信号をオンにするタイミングを示し、下の穴はマーク信号をオフにするタイミングを示します。各縦の列は、穴の間隔を含むモールス信号の時間間隔を表します。穴の間隔は 0.1 インチです。3 つの穴の列は、間隔の始めにマークをオンにし、終わりにオフにしてドットを作成します。上部に穴があって底部がなく、次の列に底部があって上部に穴がない場合、マークは3つの間隔でオンになり、ダッシュが表示されます。中央の穴しかない場合は何も変わりません。これは通常、文字と単語の間にスペースを入れるために使用されます。^[2]

ホイートストン穿孔機は、アレクサンダー・ベインが1848年に「高速電信」用に開発した手動の穴あけ機を発展させたものである。^[5]この機械は、「A」、「A1」、「A2」とラベルの付いた3つのボタン（またはキー）を使用してホイートストンの伝票を作成する。「A」はドットのパターンを、「A1」はスペースのパターンを、「A2」は2列のダッシュのパターンを穿孔する。キーは押しにくいため、拳で持ったゴム製の先端のついた木槌を使ってキーを押し、パンチを操作する。これを使用すると、無効な組み合わせの穴を開けることはできない。白紙のテープはローラーを介して右から送り込まれ、左側から出てくる。テープは垂直面を向いていた。^[2]パンチには番号が付けられていた。ドットの上部の穴には1、ドットのスプロケットの穴には2、ドットの下部の穴には3。ダッシュをパンチすると、右側の追加の穴あけパンチで中央に4番の穴、下に5番の穴があけられました。 ^[2]穿孔機は1867年に導入されました。^[6]これにより、電信回線の送信速度を1分あたり70語まで向上させることができました。^[6]テープにパンチされた最初のメッセージは「SOS EIOS」でした。^[7]その後、手動穿孔機は、Gellキーボード穿孔機やKleinschmidtキーボード穿孔機などのキーボード穿孔機に置き換えられました。

各キーには、押した後に元の位置に戻すためのバネが付いていました。各キーは、機器の下の対応するレバーを動かしました。レバーのもう一方の端は、機構の背面に突き出ていました。各パンチ ロッドにも、穴を開けた後に元の位置に戻すためのバネが付いていました。スペース キーとドット キー (A または A1) の場合、スター ホイールは爪 によって 1 位置だけ回転でき、紙テープは 1 位置だけ前進しました。ただし、キー A2 が押されると、対応するレバー B2 がバー (h) を上げ、スター ホイールが回転したときに爪に取り付けられた別のレバーがさらに後退し、ホイールは 2 位置回転してダッシュになります。紙テープが各位置で移動する距離は、レバー k の移動距離によって決まり、その移動範囲はネジ i と t を調整して設定する必要がありました。平らなバネ g は、紙を動かすパンチからのエネルギーを蓄えます。バネの力は、ネジ n と n' を調整して決定しました。溝の付いたガイドローラー（r）は調整可能なバネによって押され、爪をスターホイールに押し付けます。スターホイールはフレーム上にあり、左側にレバーとして突き出た部分があります。オペレーターが紙テープを挿入したいときは、このレバーを引くと、スターホイールが紙から引っ込みます。^[3]

ホイートストン送信機は紙テープ（ホイートストン スリップ）を読み取り、ドット パターンを電信線上のマークとスペースのシンボルに変換します。この送信機は、2 本のロッドが交互に上昇してテープの穴をサンプリングすることで機能します。最初に上部の穴が調べられ、ロッドが通過できる場合は、マーク信号を線に接続する複合レバーが動きます。穴がない場合、レバーは動かされません。次に、上部の穴のロッドが下がり、下部の穴のロッドがテープに下部の穴があるかどうかを確認します。穴がある場合、複合レバーが戻されて線上のスペース信号が接続されます。穴がない場合、複合レバーはそのままになります。追加のスイッチにより、送信機をバイパスして、代わりにモールス キーを使用できるようにすることができます。^[8]

ホイートストン受信機は、電信線の信号を紙片上のインクパターンに変換しました。電信線に電気的に接続された電磁石がインクホイールを動かし、紙に押し付けました。時計仕掛けの機構が紙テープを送り、インクホイールとインク供給ホイールを回転させました。紙送り速度は毎分 7 ～ 60 フィートの間で調整できました。時計仕掛けの電源は、コイルバネ、重り、または電動モーターの 3 つでした。紙スプールはリーダーの下の引き出しに保管され、使い切ったときにすぐに交換できました。インク供給ホイールはインク壺の中で回転しました。機械はレバーを使用して起動および停止しました。電気的特性では、電磁石には 2 つの巻線があり、それぞれの抵抗は 100 オームです。これらを並列または直列に接続して、電信線により適合するように 50 または 200 オームの抵抗を実現できました。必要だったかもしれないその他のメンテナンスとしては、マーカーホイールと供給ホイールの清掃、マーキングや間隔の偏りを避けるためのアーマチュアコイル間隔の調整、音響舌と接触点の清掃などがある。^[9]

ホイートストン電報は、モールス信号が印刷された紙テープを用紙に貼り付けたものでした。この電報は後に再入力され、受信者に提示できる最終的なメッセージになりました。^[4]

A  ⠇⠳⠂ B  ⠳⠇⠇⠇⠂ C  ⠳⠇⠳⠇⠂ D  ⠳⠇⠇⠂ E  ⠇⠂ F  ⠇⠳⠇⠂ G  ⠳⠳⠇⠂ H  ⠇⠇⠇⠂ I  ⠇⠇⠂ J  ⠇⠳⠳⠳⠂ K ⠳⠇⠳⠂  L  ⠇⠳⠇⠇⠂ M  ⠳⠳⠂ N  ⠳⠇⠂ O  ⠳⠳⠳⠂ P  ⠇⠳⠳⠇⠂ Q  ⠳⠳⠇⠳⠂ R  ⠇⠳⠇⠂ S  ⠇⠇⠇⠂ T  ⠳⠂ U  ⠇⠇⠳⠂ V  ⠇⠇⠳⠂ W  ⠇⠳⠳⠂ X  ⠳⠇⠳⠂ Y  ⠳⠇⠳⠳⠂ Z  ⠳⠳⠇⠂⠂
1  ⠇⠳⠳⠳⠳⠂  2 ⠇⠇⠳⠳⠳⠂ 3  ⠇⠇⠳⠳⠂ 4  ⠇⠇⠇⠳⠂ 5  ⠇⠇⠇⠇⠇⠂ 6  ⠳⠇⠇⠇⠇⠂ 7  ⠳⠳⠇⠇⠇⠂ 8  ⠳⠳⠳⠇⠇⠂ 9  ⠳⠳⠳⠳⠇⠂ 0  ⠳⠳⠳⠳⠳⠂ \  ⠇⠳⠇⠇⠳⠂ /  ⠳⠇⠇⠳⠇⠂ ?  ⠇⠇⠳⠳⠇⠇⠂ =  ⠳⠇⠇⠇⠳⠂ ^{[10] [11]}