तारायंत्रविद्या : मानवी जीवनात जसजशी प्रगती होत गेली तसतशी दूर अंतरावर असणाऱ्या व्यक्ती किंवा संस्था यांमध्ये त्वरित विचारविनिमय किंवा संदेशवहन संपर्क साधण्याची आवश्यकता निर्माण झाली. विद्युत् प्रयुक्तीच्या द्वारे संदेशवहन करण्याकरिता उपयोगात आणलेल्या रीतींपैकी तारायंत्र ही एक जुनी, साधी पण कार्यक्षम अशी पद्धत आहे.
ऐतिहासिक दृष्ट्या प्रथम वापरलेले तारायंत्र तारेमधून विद्युत् प्रवाह सोडला असता त्याच्या भोवती अवकाशात एक चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होते, या एच्. सी. ओर्स्टेड यांच्या शोधावर (१८२०) आधारित होते. तारेचे एक वेटोळे घेऊन त्याच्या मध्यभागी एक चुंबकीय सूची ठेवली व वेटोळ्यात एकदिश विद्युत् प्रवाह सोडला, तर सूची विचलित होते. तिच्या विचलनाचे मूल्य विद्युत् प्रवाहाच्या मूल्याच्या समप्रमाणात बदलते. या परिणामाचा उपयोग या यंत्रात केला होता. यात सूचीच्या सभोवती इंग्रजी मूळाक्षरे अनुक्रमाने लिहिलेली असत व विद्युत् प्रवाहाचे प्रमाण बदलून चुंबकीय सूचीचे विचलन नियंत्रित करून तिची दिशा पाहिजे त्या मूळाक्षराकडे वळवता येत असे. एका स्थानकापाशी चुंबकीय सूची यंत्र व दुसऱ्या स्थानकापाशी विद्युत् प्रवाह नियंत्रक ठेवून हे सर्व घटक एका समाईक विद्युत् घटमालेशी एकसरीत जोडले (एकापुढे एक जोडले) असता एकमार्गी संदेशवहन योजना तयार होत असे. सूचीचे कोनीय विचलन अचूक रीतीने नियंत्रित करता येत नसल्यामुळे पाठविलेल्या संदेशात पुष्कळ चुका होत. संदेश प्रेषणाचा वेगही अगदी कमी असल्यामुळे ही पद्धत विशेष लोकप्रिय झाली नाही.
प्रवाहवाहक वेटोळ्यामध्ये मृदू लोखंडाचा गाभा ठेवला असता त्याचे विद्युत् प्रवाह चालू असेपर्यंत एका मोठ्या शक्तीच्या चुंबकात रूपांतर होते व विद्युत् प्रवाह थांबविला असता त्यामधील चुंबकत्व नष्ट होते, असा १८२३ मध्ये विल्यम स्टर्जन यांनी शोध लावला. या तत्त्वाचा उपयोग करून एकदली तारायंत्र पद्धती निर्माण झाली.
एकदली तारायंत्र पद्धती : हिच्या कार्याची कल्पना आ. १ वरून येईल. या पद्धतीमध्ये प्रत्येक स्थानकापाशी एक विशिष्ट तऱ्हेची विद्युत् प्रवाह नियंत्रक चावी व एक संदेश ग्राही या दोन प्रयुक्ती असतात. स ही स्प्रिंग असल्यामुळे चावीच्या साधारण अवस्थेत विद्युत् मंडल पूर्ण होत नाही. क या ठिकाणी दाब दिला असता चावीतील दट्ट्याचा ब शी संपर्क साधून मंडलात विद्युत् प्रवाह वाहतो. हा विद्युत् प्रवाह दुसऱ्या स्थानकापाशी असलेल्या ग्राही यंत्रामध्ये वाहू लागला म्हणजे त्यामुळे विद्युत् चुंबक उत्तेजित होतो. त्याजवळ असलेल्या प या लोखंडाच्या पट्टीला तो आपल्याकडे इतक्या त्वरेने आकर्षित करतो की, ती पट्टी एखाद्या हातोड्यासारखी तिच्या खाली असलेल्या ऐरणीवर आपटते. पहिल्या स्थानकावरील चावीच्या साहाय्याने विद्युत् प्रवाह खंडित केला असता विद्युत् चुंबकाचे चुंबकत्व नाहीसे होते. त्यामुळे लोखंडाची पट्टी स्प्रिंगमुळे चटकन निसटून वर असलेल्या उलट्या ऐरणीवर आपटते. या आपटण्याच्या दोन क्रियांमुळे ‘कडड’ आणि ‘कट्ट’ असे दोन आवाज होऊन ते स्पष्ट ऐकू येतात. या आवाजांच्या कालावधीतील फरक दाखविण्याकरिता त्यांस अनुक्रमे ‘प्रास’ (डॅश) व ‘ठिपका’ (डॉट) असे संबोधण्याची पद्धत आहे. इंग्रजी मूळाक्षरांवर आधारित शब्द संदेश पाठविण्याकरिता अमेरिकी अभियंते सॅम्युएल मॉर्स (१७९१–१८७२) यांनी वर उल्लेख केलेले ‘ठिपका’ व ‘प्रास’ हे दोन संकेत वापरून एक सांकेतिक भाषा तयार केली. ही सांकेतिक भाषा कोष्टक क्र. १ मध्ये दिली आहे.
चावीमध्ये योग्य बदल केल्यास तिच्या साहाय्याने कोणत्याही एका स्थानकामधून संकेत धाडणे किंवा ग्रहण करणे या दोन्ही क्रिया करता येतात. ज्या स्थानकापासून संदेश पाठवावयाचा असतो तेथील नियंत्रक चावी दुसऱ्या स्थानकापाशी असणाऱ्या ग्राही यंत्रात विद्युत् प्रवाह चालू किंवा बंद करू शकते. या उलट संकेत ग्रहण करण्याकरिता या केंद्रापाशी असलेले ग्राही यंत्र, तीच समाईक घटमाला वापरून दुसऱ्या स्थानकापाशी असलेल्या नियंत्रण चावीच्या साहाय्याने कार्यान्वित करू शकते. यावरून हे स्पष्ट होते की, कोणतेही एक स्थानक एका वेळी संकेत धाडणे व ग्रहण करणे यांपैकी एकच क्रिया करू शकते. मंडलाची जोडणी सुलभ करण्याकरिता घटमालेचे धनाग्र भूसंपर्कित करतात. वॉशिंग्टन व बॉल्टिमोर यांमध्ये या पद्धतीच्या तारायंत्राद्वारे आंतर संदेशवहन योजना मॉर्स यांनी प्रस्थापित केली व ती २५ मे १८४४ रोजी कार्यान्वित झाली.
द्विदली व बहुदली तारायंत्र योजन : कोणत्याही एका स्थानकापासून एकाच वेळी संकेत धाडणे व ग्रहण करणे या क्रियांसाठी वापरण्यात येत असलेली द्विदली द्विप्रवाही योजना आ. २ मध्ये दाखविली आहे. विद्युत् चुंबकाभोवती असलेल्या वेटोळ्याचे दोन भाग करून त्यांचा समतोल साधण्यासाठी एक साहाय्यक जाल जोडलेले असते. त्याच स्थानकातून प्रेषित केलेल्या विद्युत् संकेतामुळे वाहणारा प्रवाह चुंबकाच्या भोवतालच्या दोन वेटोळ्यांतून एकमेकांच्या उलट दिशेने वाहतो. साहाय्यक जाल योग्य मूल्याचे असेल, तर या उलट दिशेने वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहांची मूल्येसुद्धा एकसारखी होऊन त्यामुळे चुंबकीय परिणाम शून्य होतो. दुसऱ्या स्थानकातून आलेला प्रदान विद्युत् प्रवाह दोन्ही वेटोळ्यांतून एकाच दिशेने वाहत असल्यामुळे त्याच्यामुळे चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होते. अशा रीतीने या स्थानकापाशी असलेल्या ग्राही यंत्र या प्रदान संकेतास फक्त प्रतिसाद देते.
टॉमस एडिसन यांनी एक द्विप्रवाही व द्विदली एकप्रवाही योजना यांचे मिश्रण करून एक नवी पद्धती संशोधली. या पद्धतीत एकाच वेळी एकाच दिशेत दोन संकेत पाठविणे शक्य होते. आधुनिक काळात एकदिश विद्युत् दाबाने कार्यान्वित होणाऱ्या एकप्रवाही किंवा द्विप्रवाही एकदली पद्धतीच वापरात आहेत. सध्याच्या एकप्रवाही पद्धतीत मात्र एक विद्युत् पुरवठा, एक अखंड विद्युत् मंडल व विद्युत् प्रवाहाच्या परत प्रवासाकरिता जमिनीऐवजी एक संवाहक तार वापरतात. दोन तारा असलेल्या द्विप्रवाही आधुनिक योजनेमध्ये प्रत्येक प्रेषण दिशेकरिता एक तार या नियमान्वये विद्युत् मंडल नियोजित केलेले असते. हेच उद्दिष्ट अधिक जटिल अशी सेतू द्वीदली पद्धती वापरूनही साध्य करता येते.
द्विदली योजनेत दोन स्थानकांतील अंतर वाढले असता, त्यांना जोडावयास लागणाऱ्या संवाहक तारांची लांबी वाढल्यामुळे त्यांचा रोध वाढतो आणि परिणामी विद्युत् प्रवाह क्षीण होत जातो. विद्युत् प्रवाहाचे मूल्य एका ठराविक पातळीच्या खाली गेले, तर त्यामुळे संकेत ग्राही कार्यान्वित करणे शक्य होत नाही. योग्य अंतरावर विद्युत् पुरवठा करणाऱ्या अशा निराळ्या ⇨ अभिचालित्रांनी कार्यान्वित केलेल्या पुनःप्रेषण योजना बसविल्या तर संदेश प्रेषणाचा पल्ला ३०० किमी. पर्यंत वाढविता येतो. तारायंत्राचा वापर वाढू लागला तेव्हा त्याची कार्यक्षमता वाढवून एकाच तांब्याच्या तारेवर वापरण्यात येणाऱ्या स्थानकांची संख्या व प्रेषित होणाऱ्या संदेशांची संख्या वाढविण्याकरिता एडिसन यांनी चतुर्दली तारायंत्र योजना संशोधली. या पद्धतीचीच पुढे बहुदली योजनेत परिणती झाली.
तारायंत्र संकेत लिपी : मागे वर्णन केलेली ‘प्रास’ व ‘ठिपका’ या दोन संकेतावर आधारलेली मॉर्स संकेत लिपी १९३० सालापर्यंत सर्वसाधारणपणे वापरात होती. यांत्रिक तारायंत्रे उपयोगात आल्यानंतर पाच किंवा सात एककांवर आधारित अशा नवीन संकेत लिप्या वापरल्या जाऊ लागल्या. यांत्रिकी तारायंत्रे प्रथम चार्ल्स व्हीट्स्टन (१८०२–७५) यांनी संशोधली. त्यामुळे संदेश ध्वनीच्या स्वरूपात ग्राहीत न येता तो सरळ सरकत्या कागदाच्या पट्टीवर छिद्रांच्या रूपात प्रेषित केला जाऊ लागला. संदेशाकरिता जरी प्रथम मॉर्स संकेत लिपी वापरली जात होती, तरी लवकरच पाच व सात एकके असलेल्या जास्त अचूक संकेत लिप्या वापरात आल्या. पाच व सात एककांवर आधारित संकेत लिप्यांप्रमाणे इंग्रजी मुळाक्षरे कोष्टक क्र. २ मध्ये दाखविली आहेत.या सुधारणेमुळे संदेश प्रेषण वेग वाढून संदेशात मिश्रण होऊन चुका होण्याची शक्यता कमी झाली.
देवनागरी लिपीमधील संदेश पाठविण्यासाठी वापरण्यात येणारी संकेत लिपी कोष्टक क्र. ३ मध्ये (पृष्ठ क्र. ३३६) दिली आहे.
केबल प्रेषण : दोन स्थानकांत दुवा साधण्यासाठी तांब्याच्या ज्या तारा वापरतात त्या बहुतांशी जमिनीवर ठिकठिकाणी खांब रोवून त्यांवरून नेतात. अपघात किंवा अन्य काही कारणांमुळे या तारा तुटून संदेशवहनात खंड पडण्याची शक्यता असते. या तऱ्हेचे धोके टाळण्यासाठी अलीकडे भूमिगत किंवा समुद्रातून केबल नेण्याची पद्धत वाढत्या प्रमाणात वापरण्यात येत आहे. केबलमध्ये बऱ्याच प्रेषक तारा एकत्र केलेल्या असतात. त्यांतील प्रत्येक तारेभोवती एक निरोधक वेष्टन असते. जमिनीतील (किंवा पाण्यातील) खनिज द्रव्ये, रसायने इत्यादींच्या अनिष्ट परिणामापासून तारेचे संरक्षण करणे हा याचा उद्देश असतो. अशा तऱ्हेने एकत्र केलेल्या तारांवर परत एक निरोधक आवेष्टन असते. १८६८ च्या सुमारास सीमेन्स कंपनीने इंग्लंड व भारत यांमध्ये पहिली केबल समुद्रात टाकली. मागे वर्णन केल्याप्रमाणे संकेताचे पुनःप्रेषण करणारी यंत्रे या योजनेत एका ठराविक अंतरावर बसविलेली असतात. ही यंत्रे लोखंडी पेटीत बंदिस्त करून केबलप्रमाणेच समुद्राच्या पृष्ठपातळीपासून सु. ५००–४,००० मी. खोलीवर तरंगत ठेवलेली असतात. केबल समुद्राच्या तळाशी जाऊन तुटू नये म्हणून तिला अंतराअंतरावर प्लव वापरून तरंगती ठेवलेली असते. यामुळे तिचे परिणामी वजन कमी होते आणि तिची दुरूस्ती अथवा नूतनीकरण करणे सोपे होते. केबलची मांडणी अशी केलेली असते की, एक परिवाह नादुरुस्त झाला, तर दुसऱ्या पर्यायी परिवाहामार्गे संपर्क साधता येतो. तांब्याच्या तारांची किंमत व वजन जास्त असल्यामुळे हल्ली त्याऐवजी ॲल्युमिनियमाच्या तारा वापरण्यात येतात.
बहुदली तारायंत्र : उच्च कंप्रतेचा (दर सेकंदास होणाऱ्या आवर्तनांची संख्या उच्च असलेला) प्रत्यावर्ती (उलटसुलट दिशेने वाहणारा) प्रवाह संवह (संकेत वाहून नेणारा) म्हणून या पद्धतीत वापरतात. या संवह प्रवाहात कमी कंप्रतेचा प्रत्यावर्ती संकेत प्रवाह मिसळून त्यामुळे संवाह प्रवाहाचे परमप्रसर विरूपण करतात [→ विरूपण]. या क्रियेमुळे परिवाहाची रुंदी १२० हर्ट्‌झ एवढीच असते. यामुळे प्रेषण परिवाहाच्या संख्येत पुष्कळ वाढ करणे शक्य होते. काही प्रगत देशांत परमप्रसर विरूपणाऐवजी त्यापेक्षा जास्त कार्यक्षम असलेले कंप्रता विरूपण वापरतात. या पद्धतीत परिवाहास रुंदीच रहात नसल्यामुळे या योजनेत स्थानक संख्या वाढविता येते. बहुदली पद्धतीत अनेक परमप्रसर (किंवा कंप्रता) विरूपित संदेश एकाच केबलवरून एकाच वेळी पाठवितात. प्रत्येक स्थानकाशी संपर्क साधण्याकरिता संवह प्रवाहाकरिता एक विशिष्ट कंप्रता ठरवून दिलेली असते. प्रत्येक स्थानकापाशी एक विद्युत् गाळणी ठेवलेली असते. तीमुळे परिवाहातून वाहणाऱ्या भिन्न कंप्रता तरंगांच्या मिश्रणातून प्रत्येक स्थानक आपणास आवश्यक तेवढ्याच कंप्रतेचा प्रवाह (अंतर्गत संदेशासह) निवडून घेते. संवह प्रवाहातून संदेशाचे अभिज्ञान करण्यात येते व त्याचे योग्य प्रमाणात वर्धन करून तो संदेश शेवटी यांत्रिक साहाय्याने छिद्रांच्या स्वरूपात कागद पट्टीवर टिपला जातो. या पट्टीवरील संदेशाचे निःसंकेतन करून तो शेवटी इंग्रजी मूळाक्षरांत मिळविला जातो.
दूरमुद्रक : (टेलिप्रिंटर). संकेत ग्राहीनेच छिद्ररूप संकेत लिपीतील संदेशाचे निःसंकेतन करून संदेशाचे सरळ इंग्रजी मूळाक्षरांत टंकलेखन करता यावे याकरिता ई. ई. क्लाइनश्मिट यांनी १९२० मध्ये प्रथम प्रयत्न केला. या प्रयत्नातूनच दूरमुद्रकाचा शोध लागला. या पद्धतीत बहुदली तारायंत्राप्रमाणे संदेश सांकेतिक स्वरूपात प्रेषित केला जातो. संकेत प्रेषकात नेहमीच्या टंकलेखन यंत्रासारखाच कळफलक असतो. संकेत ग्राहीत संकताचे निःसंकेतन करून तेथे असलेल्या टंकलेखन यंत्राच्या साहाय्याने तो परत मूळ रूपात कागदाच्या फितीवर किंवा अखंडित कागदाच्या रुळावर नेहमीच्या छापील पृष्ठाच्या स्वरूपात मिळवला जातो. वर्तमानपत्रे, व्यापारी संस्थांमधून दूरमुद्रकाची यंत्रसामग्री बसविलेली असते. या यंत्रात संकेत ग्राहीजवळ कर्मचाऱ्याची जरूरी लागत नाही. कारण संकेत आला की, हे यंत्र आपोआप चालू होते व तो संपला की, ते आपोआप बंद होते. दूरमुद्रकाकरिता संवह प्रवाहाच्या वेगवेगळ्या कंप्रता राखून ठेवलेल्या असतात. देवनागरी लिपीवर आधारित दूरमुद्रक मद्रास येथील सरकारी कारखान्यात तयार होतात. टेलेक्स या आंतरराष्ट्रीय स्वयंचलित दूरमुद्रक सेवा योजनेच्या द्वारे सरळ संकेत ग्रहण व प्रेषण करता येते. यामध्ये पाच एककांवर (छिद्रांवर) आधारित अशी संकेत लिपी वापरतात व हिचा वेग मिनिटाला ६० ते १०० शब्द इतका जास्त असू शकतो. कार्यक्षम टंकलेखक अशा दूरसमुद्रावर सहज काम करू शकतो.
बिनतारी संदेशवहन : ही योजना तत्त्वतः बहुदली तारायंत्रासारखीच असते. या पद्धतीत विद्युत् ऊर्जा एका स्थानकापासून दुसऱ्या स्थानकापर्यंत तार किंवा केबल यांच्या साहाय्याने जात नाही. त्यामुळे अवकाशात तिचे प्रेषण होण्याच्या दृष्टीने संवह तरंगाची कंप्रता अधिक (रेडिओ कंप्रते इतकी किंवा त्यापेक्षा अधिक) असावी लागते. याकरिता ०·१ मेगॅहर्ट्‌झ या कंप्रतेचे तरंग वापरतात. या कंप्रतेचे तरंग अवकाशातून वर जाऊन ⇨ आयनांबरावर परावर्तीत होऊन पृथ्वीवरील दुसऱ्या लांब अंतरावरच्या स्थानकापर्यंत जाऊन पोहोचतात. ३०० मेगॅहर्ट्‌झ या कंप्रतेचे सूक्ष्मतरंग जर वापरले, तर ते एका स्थानकापासून दुसऱ्या स्थानकापर्यंत सरळ रेषेत प्रसारित पावून थेट संपर्क जोडतात. या रीतीमध्ये संवहतरंगांचे (अंतर्गत संदेशासह) परमप्रसर किंवा कंप्रता विरूपण करून आकाशकाच्या द्वारे (अँटेनाद्वारे) प्रेषण करतात. ही ऊर्जा एका स्थानकापासून दुसऱ्या स्थानकापर्यंत सरळ रेषेत प्रवास करते (किंवा आयनांबराद्वारा परत येते). दुसऱ्या स्थानकापाशी ठेवलेला ग्राही आकाशक हे तरंग शोषून घेतो. त्यांचे योग्य विवर्धन केल्यानंतर त्यांतील संकेत स्वयंचलित टंकलेखन यंत्रास पुरवला जातो. अशा तऱ्हेने संकेत मूळ स्वरूपातच कागदावर छापला जातो.
संदर्भ : 1. Biswas, N. N. Principles of Telegraphy, New York, 1964.
2. Freebody, J. W. Telegraphy, London, 1959.
कर्णिक, म. भा.
“