Interrupteurs à verrouillage – Fonctionnement, avantages, applications et types
Il en existe plusieurs types de commutateurs utilisables pour commander des circuits électriques. Toutefois, si vous recherchez un dispositif fiable offrant une capacité de charge élevée, un commutateur à verrouillage est ce qu’il vous faut. Ces commutateurs, également appelés relais à verrouillage, offrent des avantages indéniables dans certaines applications spécifiques grâce à leur mécanisme de fonctionnement unique.
Contrairement aux relais classiques qui nécessitent une alimentation continue pour conserver leur état, les relais à verrouillage peuvent maintenir leur état « activé » ou « désactivé » à l’aide d’une simple impulsion électrique de courte durée. Cette caractéristique distinctive les rend très prisés dans les situations où l’efficacité énergétique et un contrôle précis sont indispensables.
Dans cet article, nous allons aborder en détail les interrupteurs à verrouillage, notamment leur fonctionnement, leurs différents types et leurs applications. Alors, c'est parti !
Qu'est-ce qu'un interrupteur à verrouillage ?
Un interrupteur à verrouillage, ou relais à verrouillage, conserve son état (ouvert ou fermé) après avoir été actionné par une brève impulsion électrique. Ces interrupteurs ne nécessitent pas d'être maintenus enfoncés en permanence pour fonctionner. Ils conservent en effet leur position jusqu'à ce qu'ils reçoivent une autre impulsion ou un autre signal leur indiquant de changer d'état. Voici le symbole d'un interrupteur à verrouillage :
On trouve couramment ces interrupteurs dans des applications domestiques telles que les appareils électroménagers, les télécommandes et les systèmes d'éclairage. Ils sont également utilisés dans les systèmes de télécommunications en raison de leur efficacité énergétique.
Comment fonctionne un interrupteur à verrouillage ?
Le fonctionnement d'un interrupteur à verrouillage est décrit comme suit :
- Tout d'abord, un courant électrique traverse la bobine de l'interrupteur à verrouillage, créant ainsi un champ magnétique autour de celle-ci.
- Ce champ magnétique attire ou repousse les contacts mobiles à l'intérieur de l'interrupteur, ce qui les amène à changer de position : normalement ouverts ou fermés.
- Une fois que les contacts ont atteint une position donnée, le mécanisme de verrouillage de l'interrupteur entre en action. Il maintient l'interrupteur dans sa position actuelle même lorsque l'alimentation est coupée.
- Le commutateur fonctionne en continu jusqu'à ce qu'une nouvelle impulsion de courant électrique soit appliquée à la bobine, ce qui génère un nouveau champ magnétique. Ce champ magnétique déplace les contacts vers une nouvelle position (normalement ouverte ou normalement fermée), interrompant ainsi leur fonctionnement.
Types d'interrupteurs à verrouillage
Il est temps de passer en revue les différents types d'interrupteurs à verrouillage disponibles sur le marché :
D'après Coil
En fonction du nombre de bobines, on distingue deux types de relais à verrouillage :
Un interrupteur à verrouillage à bobine unique est l'interrupteur à verrouillage traditionnel dans lequel une seule bobine est présente et assure la commutation entre deux états (ouvert ou fermé). Lorsqu'un courant électrique est appliqué à la bobine de l'interrupteur, celle-ci génère un champ magnétique qui active l'interrupteur, le maintenant en position de maintien. Pour modifier l'état de l'interrupteur, un courant inverse est appliqué à la même bobine, ce qui fait se déplacer le contact dans la direction opposée.
Les interrupteurs à double bobine à verrouillage, comme leur nom l'indique, sont équipés de deux bobines qui fonctionnent indépendamment l'une de l'autre pour activer et réinitialiser la position d'un interrupteur. Une bobine sert à enclencher ou à activer le commutateur dans un état spécifique. Parallèlement, l'autre bobine permet de réinitialiser ou de désactiver le commutateur pour le ramener à sa position initiale. Cette configuration à double bobine offre un meilleur contrôle sur le processus de commutation.
Basé sur les figures à la perche et les lancers
On distingue quatre types d'interrupteurs à verrouillage en fonction du nombre de pôles et de positions :
Un interrupteur à un pôle et une position (SPST) à verrouillage dispose d’un pôle et d’une position. Ce type d’interrupteur ne peut conserver qu’un seul état (marche ou arrêt) une fois actionné.
Viennent ensuite les commutateurs unipolaires à deux positions (SPDT) à verrouillage, qui comportent un seul pôle (borne d'entrée) et deux positions (bornes de sortie). En fonction de leur actionnement, ils peuvent alterner entre deux états différents (par exemple, ouvert/fermé, marche/arrêt).
Un interrupteur bipolaire à simple position et à verrouillage comporte deux pôles distincts (bornes d'entrée), chacun doté d'une seule position (borne de sortie). Ce type d'interrupteur fonctionne comme deux interrupteurs indépendants commandés par un seul actionneur.
Les commutateurs à double pôle double position (DPDT) à verrouillage possèdent deux pôles (bornes d'entrée), chaque pôle comportant deux positions (bornes de sortie). Ces commutateurs permettent de commander deux circuits indépendants et d'alterner entre deux états différents pour chaque circuit.
Avantages des interrupteurs à verrouillage
Voyons les nombreux avantages d'un interrupteur à verrouillage :
Les interrupteurs à verrouillage sont réputés pour leur taille compacte, ce qui les rend parfaits pour les applications où l'espace est restreint. Cette petite taille permet également de les intégrer facilement sur des cartes de circuits imprimés (CCI), ce qui les rend adaptés aux équipements et appareils électroniques modernes.
Vous ne le savez peut-être pas, mais les interrupteurs à verrouillage sont également très appréciés pour leur robustesse et leur longue durée de vie. Une fois réglés sur un état spécifique (normalement ouverts ou normalement fermés), ces interrupteurs restent dans cette position sans nécessiter d'alimentation électrique continue. Cette caractéristique réduit l'usure des composants internes de l'interrupteur, ce qui vous garantit une longue durée de vie.
L'un des principaux avantages des commutateurs à verrouillage réside dans leur faible consommation d'énergie. Ces commutateurs ne consomment de l'énergie que lors d'un changement d'état et restent dans la position sélectionnée sans consommer d'énergie supplémentaire. Cela s'avère particulièrement avantageux pour les appareils alimentés par batterie.
Les interrupteurs à verrouillage sont dotés d'une conception robuste qui leur permet de supporter sans difficulté des courants et des tensions élevés. Ils conviennent donc parfaitement aux applications industrielles et automobiles, où les charges électriques importantes sont courantes.
Applications des interrupteurs à verrouillage
Voici les applications des interrupteurs à verrouillage :
- Systèmes d'automatisation industrielle : Les relais ou commutateurs à verrouillage sont utiles dans les systèmes d'automatisation industrielle pour commander les machines et les équipements dans le cadre de processus automatisés.
- Électronique grand public: Dans électronique grand public, des relais à verrouillage sont intégrés dans les téléviseurs, les équipements audio et les appareils électroménagers pour assurer des fonctions de commutation et de commande.
- Domotique et automatisation des bâtiments : Ces interrupteurs sont également utiles dans le cadre de la domotique et de l'automatisation des bâtiments, car ils vous permettent de contrôler à distance l'éclairage, le système de chauffage, de ventilation et de climatisation, ainsi que les dispositifs de sécurité de votre logement.
- Systèmes automobiles : Beaucoup systèmes automobiles bénéficient également des interrupteurs à verrouillage, car ceux-ci facilitent la commande des vitres électriques, des serrures de portes et d’autres systèmes électriques dans les véhicules.
- Gestion de l'énergie et contrôle de la charge: Ils trouvent également des applications dans les systèmes de gestion de l'énergie et de contrôle de la charge afin d'optimiser la consommation d'énergie dans les environnements résidentiels et commerciaux.
Interrupteur à verrouillage ou interrupteur momentané : principales différences
Voici un aperçu détaillé de la différence entre le verrouillage et interrupteurs momentanés:
- Interrupteurs momentanés : Ils nécessitent une pression continue pour rester à l'état activé et reviennent à leur état initial ou à l'état désactivé dès que la force d'actionnement est relâchée.
- Interrupteurs à verrouillage : Ils conservent leur état après avoir été actionnés par une brève impulsion électrique ; ils ne nécessitent ni alimentation continue ni compression pour rester à l'état activé.
- Interrupteurs momentanés : Ils consomment beaucoup d’énergie, car leur fonctionnement nécessite une alimentation électrique continue.
- Interrupteurs à verrouillage : Ils consomment moins d'énergie que les interrupteurs momentanés. Ils ne consomment de l'énergie que lors du changement d'état (actionnement) et non pendant leur fonctionnement.
- Interrupteurs momentanés : Ils sont généralement moins chers que les interrupteurs à verrouillage, en raison de leur conception plus simple et du nombre réduit de composants.
- Interrupteurs à verrouillage : Ils sont généralement un peu plus chers que les interrupteurs instantanés, ce qui s'explique par leurs caractéristiques d'efficacité énergétique et leur capacité de charge élevée.
- Interrupteurs momentanés : Ils sont couramment utilisés dans des appareils tels que les sonnettes, les boutons-poussoirs et les claviers d'ordinateur, où une activation temporaire est nécessaire.
- Interrupteurs à verrouillage : On les retrouve dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC), les dispositifs domotiques, les systèmes d'éclairage et les systèmes d'automatisation industrielle, où un contrôle précis est nécessaire.
Conseils à prendre en compte lors de l'achat d'un interrupteur à verrouillage
Voici quelques conseils à prendre en compte lors du choix d'un interrupteur à verrouillage :
- Tout d'abord, vous devez déterminer la tension de la bobine du commutateur ainsi que les caractéristiques de son alimentation électrique. Assurez-vous que le commutateur choisi fonctionne dans la plage de tension prévue et qu'il est compatible avec votre circuit.
- Vérifiez la capacité de contact et la capacité de charge de l'interrupteur à verrouillage afin de vous assurer qu'il est suffisamment robuste pour supporter en toute sécurité la charge électrique de votre application.
- Choisissez un interrupteur à verrouillage proposé par les meilleurs fabricants, tels que Langir, et vérifiez son indice de protection IP, en particulier si vous comptez l'utiliser dans un environnement difficile caractérisé par une forte humidité et des variations de température importantes.
Foire aux questions
Qu'est-ce qu'un loquet ?
En règle générale, un commutateur à verrouillage désigne un mécanisme de commutation qui conserve son état (ouvert ou fermé) après avoir été actionné par un signal d'entrée. Un autre signal d'entrée est nécessaire pour ramener le commutateur à sa position initiale. Cette caractéristique distingue les commutateurs à verrouillage des commutateurs à action momentanée, qui nécessitent une activation ou une pression continue pour fonctionner.
Quels sont les inconvénients des interrupteurs à verrouillage ?
Parmi les inconvénients des interrupteurs à verrouillage, on peut citer la complexité potentielle de la conception des circuits et le risque de métastabilité lorsque le verrouillage est sensible. Leur utilisation se limite à certaines applications en raison de leurs exigences de fonctionnement spécifiques ; ils sont par ailleurs assez coûteux par rapport aux interrupteurs momentanés.
Quels sont les problèmes courants liés aux interrupteurs à verrouillage ?
Parmi les problèmes courants liés aux interrupteurs à verrouillage, on peut citer le grippage des contacts : ceux-ci s'oxydent ou s'encrassent, ce qui les rend difficiles à actionner et les empêche de fonctionner correctement. Un autre problème que vous pourriez rencontrer est la défaillance de la bobine, qui se traduit par une absence de réponse de l'interrupteur aux signaux d'entrée en raison d'un dysfonctionnement de la bobine.
Conclusion
Les relais à verrouillage sont utiles dans de nombreuses applications, telles que les équipements industriels, les systèmes CVC, les systèmes automobiles, etc. Leur utilisation généralisée s'explique par leur faible consommation d'énergie, leur petite taille et leur capacité de charge élevée. Si vous recherchez les meilleurs relais à verrouillage pour vos applications, Langir C'est votre guichet unique !
Contactez-nous dès aujourd'hui pour découvrir notre gamme variée et abordable d'interrupteurs à verrouillage !
