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Comprendre les fondamentaux des pôles et des directions d'un interrupteur

Interrupteurs électromécaniques16 nov. 2023
Solutions de connectivité automobile plus intelligentes et plus sûres
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La plupart des utilisateurs associent les interrupteurs à l'allumage et l'extinction des lumières, mais ces dispositifs simples sont utilisés dans presque toutes les applications électroniques. Les interrupteurs électromécaniques, par exemple, rompent ou forment des connexions dans des circuits électriques. Examinons les types d'interrupteurs les plus courants et comment les appliquer dans votre prochaine conception de circuit.

Types d'interrupteurs électriques

Les quatre types de commutateurs les plus courants dans la conception de circuits sont :

  • Single Pole Single Throw (SPST)
  • Single Pole Double Throw (SPDT)
  • Double Pole Single Throw (DPST)
  • Double Pole Double Throw (DPDT)
Les commutateurs manuels sont plus courants dans la vie quotidienne, mais vous pouvez appliquer les mêmes concepts aux relais. Les relais sont des commutateurs électromécaniques actionnés électriquement. Chaque type de commutateur possède deux composants principaux qui contrôlent le circuit : un pôle de commutation et un contact de commutation.
  • Pôle de commutation : Un pôle de commutation décrit le nombre de circuits séparés que le commutateur ou le relais contrôle. Comme nous le verrons plus tard, un Single Pole Single Throw (SPST) contrôle un seul circuit.
  • Contact de commutation : Un contact de commutation décrit le nombre de connexions de sortie que chaque pôle du commutateur peut avoir. Par exemple, un Single Pole Double Throw (SPDT) a un seul pôle et deux options de sortie de commutation différentes.

Qu'est-ce qu'un interrupteur SPST ?

La forme la plus simple d'un interrupteur est un interrupteur SPST. Un interrupteur SPST permet un contrôle de base "ON/OFF" d'un seul circuit et se compose de deux bornes servant de points de connexion électrique. Mettez l'interrupteur en position "ON" pour établir une connexion entre les deux bornes. Tournez l'interrupteur sur "OFF" pour éliminer la connexion des bornes.   L'interrupteur de la lumière dans la pièce où vous vous trouvez probablement utilise un interrupteur SPST. Lorsqu'il est en position "OFF", le circuit est interrompu et la lumière s'éteint. Lorsque l'interrupteur est réglé sur "ON", les deux bornes connectées complètent le circuit et la lumière s'allume.

Qu'est-ce qu'un interrupteur SPDT ?

Un interrupteur SPDT se compose de trois bornes et connecte la borne source et l'une des deux bornes de sortie. Un interrupteur SPDT permet une configuration "ON/ON", ce qui signifie que la borne d'entrée de l'interrupteur complète toujours l'un des deux circuits possibles que l'interrupteur contrôle.

  • Si l'interrupteur est en position "ON-1", la connexion entre la borne d'entrée est établie avec la première borne de sortie, complétant ainsi le premier circuit.
  • Si l'interrupteur est réglé sur "ON-2", la seconde borne de sortie établit la connexion avec la borne d'entrée, complétant ainsi le deuxième circuit.
Étant donné que les deux options de circuit dépendent de la borne d'entrée, cet interrupteur est un interrupteur unipolaire car un seul circuit complété peut exister à un moment donné. De manière déroutante, une troisième configuration existe pour certains interrupteurs SPDT. Ce troisième interrupteur peut être réglé sur un statut "OFF" dans lequel ni le circuit un ni le circuit deux n'est complet. Cette configuration d'interrupteur SPDT est notée comme "ON/OFF/ON".

Qu'est-ce qu'un interrupteur DPST ?

Un interrupteur Double Pôle Simple Allumage (DPST) a quatre bornes différentes et est souvent utilisé pour connecter deux bornes sources à leurs bornes de sortie respectives (mais jamais entre elles). Un interrupteur DPST peut être utilisé dans une configuration "MARCHE/ARRÊT", où ses paires de bornes sont soit connectées ("MARCHE"), soit non connectées ("ARRÊT"). Imaginez que l'interrupteur a quatre bornes, numérotées 1, 2, 3 et 4 :

  • Les bornes 1 et 3 sont la première paire de bornes, et elles sont complètement isolées électriquement des bornes 2 et 4.
  • Les bornes 2 et 4 sont la deuxième paire.
  • Si l'interrupteur est en position "MARCHE", il crée une connexion entre la borne 1 et 3, complétant le circuit 1.
  • Les bornes 2 et 4 se connectent simultanément pour compléter le circuit 2 isolé.
Fonctionnellement, un interrupteur DPST est identique à deux interrupteurs SPST actionnés en tandem. Le principal avantage d'un interrupteur DPST est que les deux circuits sont complètement isolés l'un de l'autre. Cette configuration peut être avantageuse dans des applications avec différentes tensions. Un exemple pratique d'un interrupteur DPST est lorsqu'un circuit de lumière d'état indique la connexion d'un circuit de charge à plus haute tension.

Qu'est-ce qu'un interrupteur DPDT ?

Un interrupteur Double Pôle Double Voie (DPDT) se compose de six bornes, dont deux sont des bornes d'entrée indépendantes. Chacun des pôles peut compléter deux circuits différents. En d'autres termes, chaque borne d'entrée se connecte à deux bornes de sortie, et les quatre bornes de sortie sont distinctes. Les interrupteurs DPDT sont le type d'interrupteur le plus avancé que nous aborderons ici, alors assurez-vous de consulter une fiche technique lorsque vous commandez un interrupteur DPDT. L'image ci-dessous provient de l'interrupteur S7AWB NKK Switches' de la série S à double étanchéité, emballé de manière étanche.

Fundamentals of Switch Poles Throws

Notez la section "Throw & Schematics" au bas de la fiche technique. Cette section montre les deux bornes d'entrée (2 et 5) et leurs bornes de sortie respectives (1 et 3 et 4 et 6). Le modèle S7AWB se compose de trois positions de commutation (haut, centre, bas). Lorsque l'interrupteur est en position "UP", la borne d'entrée 2 est connectée à la borne de sortie 3. La borne d'entrée 5 est électriquement isolée, mais connectée à la borne de sortie 6. Lorsque vous concevez et achetez des commutateurs et des relais, rappelez-vous de deux points importants :

  • Les fabricants économisent souvent les coûts de fabrication en utilisant l'emballage d'un commutateur plus complexe pour un modèle plus simple. Par exemple, S21AWB est un commutateur DPST plus simple, mais il est logé dans le même boîtier étanche à double joint que les autres commutateurs de la série S. Le reste des modèles de la fiche technique sont tous des commutateurs DPDT. Dans certains scénarios uniques, les bornes du commutateur peuvent être complètement inutilisées, donc consultez la fiche technique pertinente lors du câblage de votre commutateur.
  • Les commutateurs ont souvent des "tactiques momentanées" qui sont idéales pour des applications spécifiques. Pensez aux tactiques momentanées comme au bouton de fenêtre automatique d'une voiture ― la position du commutateur n'est active que pendant que l'utilisateur l'actionne. Une fois que l'utilisateur relâche, le commutateur revient à sa position d'origine. La fiche technique ci-dessus utilise des parenthèses pour indiquer la fonction de tactique momentanée. Les commutateurs avec des configurations de commutation momentanée peuvent être répertoriés comme "(ON) OFF ON" ou "(ON) OFF (ON)".

Conclusion

De nombreux autres types d'interrupteurs présentent diverses configurations de pôles/bascules, comme les interrupteurs à bascule 6PDT ou les bascules DP3T. Les interrupteurs rotatifs comportent presque une quantité illimitée de combinaisons de pôles et de bascules. Comprendre les types fondamentaux de combinaisons de pôles et de bascules sera extrêmement bénéfique lors de la conception de circuits simples et complexes.

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