Figure 1 : Un commutateur à bascule (source de l’image : TE Connectivity)

Quels sont les composants d’un commutateur à bascule ?

Un commutateur à bascule se compose des éléments clés suivants :

• Levier : Lorsqu’il est déplacé, le levier entraîne l’activation ou la désactivation du circuit par les contacts à l’intérieur du commutateur. Les leviers sont généralement en résine ou en métal.
• Plongeur : Il s’agit d’un composant en résine fixé à la partie inférieure du levier. Il est conçu pour toujours être en contact avec le contact mobile et limiter la plage de mouvement du levier.
• Boîtier (logement) : Il soutient le levier à travers le trou sur la surface supérieure et protège les composants internes du commutateur.
• Joint torique : Cette pièce en caoutchouc en forme de O est présente à la base de l’arbre de l’actionneur et empêche l’humidité et la poussière de pénétrer dans le commutateur.
• Contacts : Deux contacts sont présents dans un commutateur à bascule : le contact fixe et le contact mobile. Le contact fixe reste fixé au boîtier du commutateur et le contact mobile se déplace lorsque le levier est déplacé. Lorsque le contact mobile touche le contact fixe, le courant commence à circuler dans le circuit. De même, lorsque le contact mobile s’éloigne du contact fixe, le circuit est coupé.
• Bornes : Il s’agit des points où les fils sont connectés au commutateur. Elles sont généralement situées en bas ou sur le côté du commutateur et fournissent une connexion sécurisée entre le commutateur et le circuit.

Figure 2 : Composants d’un commutateur à bascule (source de l’image : NKK SWITCHES)

Où sont utilisés les commutateurs à bascule ?

Les commutateurs à bascule sont utilisés dans une grande variété d’applications dans différentes industries en raison de leur polyvalence et de leur simplicité. Les applications typiques sont les suivantes :

• Applications domestiques : Ils sont utilisés pour faire fonctionner les lampes, les ventilateurs, les appareils électroménagers, les machines à laver, les chauffages, les systèmes audio, les téléviseurs, etc.
• Applications commerciales et industrielles : Ils sont présents dans les panneaux de commande, les instruments de test et de mesure, les commutateurs réseau, les outils électriques, etc.
• Applications automobiles et de défense : Dans les automobiles, ils contrôlent l’éclairage extérieur et intérieur, les essuie-glaces, les toits ouvrants, les climatiseurs, etc. Dans le secteur de la défense, ils sont utilisés dans les panneaux de commande des avions, les équipements de communication, la commande de moteur, etc.
• Applications médicales : Les commutateurs à bascule sont également utilisés dans les appareils médicaux, tels que les fauteuils roulants, les lits d’hôpital, et les équipements de diagnostic, tels que les moniteurs de pression artérielle, les machines ECG, etc.

Comment les commutateurs à bascule sont-ils classés par caractéristiques de fonctionnement ?

Les commutateurs à bascule fonctionnent de différentes manières. Les types les plus courants sont les suivants :

• Commutateur à bascule On-Off : Il s’agit du type de commutateur à bascule le plus courant. Il a deux positions : ON et OFF. Lorsque le levier à bascule est déplacé vers la position ON, le circuit est fermé, et le courant commence à circuler à travers celui-ci. Lorsque le levier à bascule est placé en position OFF (arrêt), le circuit s’ouvre et le courant s’arrête de circuler

Figure 3 : Commutateur à bascule On-Off (source de l’image : Multicomp Pro)

• Commutateur à bascule On-On : Un commutateur à bascule ON-ON a deux positions, similaires à un commutateur à bascule ON-OFF, mais les deux positions sont « ON ». En fonction de la position du commutateur, il peut connecter deux circuits différents. L’exemple le plus courant de ce commutateur est la commande des phares de votre véhicule, qui permet de basculer entre les feux de route et de croisement (et vice versa). Il existe également des commutateurs « ON-ON-ON » qui ont trois positions et fonctionnent de manière similaire à un commutateur à bascule « ON-ON ».

Figure 4 : Commutateur à bascule On-On (source de l’image : TE Connectivity)

• Commutateur à bascule On-Off-On : Un Commutateur à bascule ON-OFF-ON fonctionne de la même manière qu’un commutateur ON-OFF. Il a trois positions : ON, puis OFF et à nouveau ON. La première position ON ferme un circuit et permet au courant de circuler. En position OFF ou centrale, il déconnecte le circuit et arrête complètement le flux de courant. La troisième position est à nouveau la position ON, mais ici, un circuit différent est connecté à la première position ON. Le commutateur des clignotants de votre moto est un exemple typique de ces commutateurs.

Figure 4 : Commutateur à bascule On-Off-On (source de l’image : APEM)

Les pôles et les lancers font référence aux capacités d’un commutateur. Le nombre de pôles indique le nombre de contacts mobiles d’un commutateur. Le lancer d’un commutateur représente le nombre total de circuits différents que chaque contact mobile peut contrôler. Les types de commutateurs à bascule suivants sont basés sur différentes combinaisons de pôles et de lancers :

• Unipolaire unidirectionnel (SPST) : Il s’agit d’un commutateur ON/OFF de base avec une borne d’entrée et une borne de sortie. En position ON, le commutateur autorise le flux de courant du pôle vers l’accessoire. En position OFF, le commutateur interrompt le flux de courant vers l’accessoire.
• Unipolaire bidirectionnel (SPDT) : Ce commutateur ON/OFF contient trois bornes : une pour l’entrée et deux pour la sortie. Il commute l’entrée entre deux options de sortie, ce qui le rend utile pour la commutation entre deux circuits différents. Par exemple, supposons que vous souhaitiez faire fonctionner une lampe avec deux ampoules différentes : rouge et vert. Vous pouvez utiliser un commutateur SPDT pour choisir l’ampoule qui est allumée. La borne commune se connecte à la source d’alimentation, et les deux autres se branchent respectivement aux ampoules rouge et verte.
• Bipolaire unidirectionnel (DPDT) : Ce commutateur on/off double contient deux entrées et deux sorties et se comporte comme deux commutateurs SPST séparés fonctionnant en synchronisation. En position OFF, les deux commutateurs sont ouverts et aucune connexion n’est établie. En position ON, les deux commutateurs sont fermés et les connexions sont établies entre chaque contact d’entrée et son contact de sortie correspondant. Les commutateurs DPST sont souvent utilisés dans les applications où il est essentiel de déconnecter les fils sous tension et neutres d’un circuit pour des raisons de sécurité, telles que les fours électriques ou les chauffe-eau.
• Bipolaire bidirectionnel (DPDT) : Ce commutateur ON/OFF double contient deux entrées et quatre sorties et se comporte comme deux commutateurs SPDT séparés fonctionnant en synchronisation. Dans une position, deux contacts d’entrée sont connectés à un ensemble de contacts de sortie. Dans l’autre position, deux contacts d’entrée sont connectés aux autres contacts de sortie. Une application courante d’un commutateur DPDT consiste à inverser la direction d’un moteur DC en connectant le moteur à une tension positive pour le faire tourner dans un sens et à une tension négative pour le faire tourner dans l’autre sens.

Figure 5 : Différentes combinaisons de pôles et de lancers d’un commutateur à bascule (source de l’image : SIEMENS)

Foire aux questions (FAQ) sur les commutateurs à bascule

Q : Que sont les commutateurs à bascule lumineux ?

R : Un commutateur à bascule lumineux avec une lampe témoin intégrée indique l’état du commutateur. Cela permet à l’utilisateur de voir si le commutateur est activé ou désactivé à distance. Les commutateurs à bascule lumineux sont populaires dans les applications d’automatisation, l’électronique grand public, les appareils ménagers, l’équipement médical, les télécommunications, et le transport. Le bouton d’alimentation de votre ordinateur ou téléviseur en est un exemple.

Q : Quelles sont les différentes options de montage disponibles pour un commutateur à bascule ?

R : Les commutateurs à bascule ont différentes options de montage pour les cartes de circuits imprimés et les panneaux de commande, telles que le montage par trou, en surface, sur circuit imprimé et sur panneau. Ils sont également disponibles avec différentes connexions de borne, telles que des bornes à souder, des bornes à vis et des options de connexion rapide pour une installation plus facile.

Q : Ma pièce dispose de deux entrées, et un seul ensemble lampe est monté dans le plafond central. Un SPDT est présent à chaque entrée. Comment puis-je concevoir un circuit pour allumer/éteindre le plafonnier en utilisant l’un de ces deux commutateurs ?

R : Pour faire fonctionner ce plafonnier, connectez la sortie de chaque commutateur à bascule aux deux côtés de la lampe, comme illustré sur la figure ci-dessous.