Qu'est-ce qu'un interrupteur de fin de course (limit switch) ?
Les interrupteurs de fin de course ou limit switch (en anglais) sont des dispositifs électromécaniques utilisés dans diverses applications pour détecter la présence ou la position d'un objet dans une certaine trajectoire (course).
Ils déclenchent une action électrique ou mécanique lorsque l'objet atteint une position spécifique, ce qui les rend essentiels dans le contrôle des machines et des systèmes automatisés.
Caractéristiques des fins de course
Les principales caractéristiques des interrupteurs de fin de course dépendent de leur conception.
Les interrupteurs de fin de course sont composés d'un mécanisme de commutation et d'un actionneur.
L'actionneur peut être un levier, un rouleau, un piston ou un autre composant qui répond aux mouvements ou aux changements de position de la machine ou de l'équipement :
- Levier (Lever) : Courant et disponible en différentes longueurs et formes, changeant de position avec le mouvement de l'objet.
- Rouleau (Roller) : Monté sur l'actionneur, réagissant à la pression ou au mouvement linéaire sur une surface.
- Piston (Plunger) : Se déplace vers l'intérieur ou vers l'extérieur en réponse au mouvement de l'objet, activé par la pression ou le contact direct.
- Ressort (Spring) : Utilise des ressorts comme actionneurs, se comprimant ou se libérant en réponse au mouvement, activant l'interrupteur dans le processus.
- Rouleau à billes (Ball Plunger) : Utilise une balle au lieu d'un piston, se déplaçant pour activer l'interrupteur lorsqu'il rencontre une résistance ou une pression.
- Pagaie (Wobble Stick ou Wobble Plate) : Un actionneur plat basculant ou tournant en réponse au mouvement, adapté aux réponses d'angle précises.
- Ressort de tige (Rod Spring) : Similaire à un piston, utilise une tige se déplaçant vers l'avant ou vers l'arrière en réponse au mouvement, appliquant une pression sur l'interrupteur.
- Rouleau flexible (Flexible Roller) : Un rouleau flexible se pliant pour s'adapter à des formes et des surfaces spécifiques, offrant une adaptabilité accrue.
- Levier à charnière (Hinge Lever) : Actionneur en forme de charnière se déplaçant dans un plan, similaire à l'action d'une charnière de porte, adapté au mouvement angulaire.
- Bras articulé (Articulated Arm) : Un bras articulé permettant une plus grande flexibilité dans la position de l'actionneur, utile pour un mouvement multidirectionnel.
Certaines considérations de conception incluent l'environnement et le type d'actionneur :
- Environnement : Certains interrupteurs de fin de course sont conçus pour résister à des conditions défavorables telles que l'humidité, la poussière ou des températures extrêmes.
- Type d'actionneur : Le choix du type dépend de l'application spécifique et du type de mouvement surveillé.
Fonctionnement des interrupteurs de fin de course
Lorsque l'actionneur atteint un point de commutation prédéfini, l'interrupteur effectue une action électrique, telle que l'ouverture ou la fermeture d'un circuit. Ces interrupteurs de fin de course peuvent avoir des configurations d'action à un ou plusieurs contacts.
Types de contacts :
- Normalement ouvert (NO) : Le circuit est ouvert dans des conditions normales et se ferme lorsque l'actionneur atteint le point de changement.
- Normalement fermé (NF) : Le circuit est fermé dans des conditions normales et s'ouvre lorsque l'actionneur atteint le point de changement.
Applications courantes :
- Automatisation industrielle : Utilisée pour contrôler le mouvement des machines et de l'équipement dans les lignes de production.
- Appareils électroménagers : Présents dans des appareils tels que les machines à laver, les sécheuses et les systèmes d'ouverture et de fermeture automatiques.
- Systèmes automatiques de portes et fenêtres : Détectent la position des portes et fenêtres pour activer ou désactiver les systèmes automatiques.
Pour expliquer comment l'utiliser, supposons une machine sur une chaîne de montage. Un interrupteur de fin de course pourrait être installé de sorte que lorsqu'un composant atteint une position spécifique, l'interrupteur s'active, déclenchant une action telle que l'arrêt de la machine ou l'activation d'un autre processus.
Avantages des interrupteurs de fin de course :
- Fiabilité : Dispositifs robustes et fiables.
- Polyvalence : Adaptables à une large gamme d'applications et d'environnements.
- Précision : Permet un contrôle précis de la position.
Existe-t-il des tailles standard pour les interrupteurs de fin de course ?
Oui, il existe des tailles standard pour les interrupteurs de fin de course, et ces normes sont utilisées pour faciliter la fabrication, l'installation et le remplacement de ces appareils dans diverses applications. Les tailles standard peuvent varier en fonction des normes industrielles et des préférences du fabricant, mais il existe certains points communs.
Voici quelques dimensions et tailles standard typiques pour les interrupteurs de fin de course :
- Dimensions hors tout
- Hauteur : Elle peut varier, mais il est courant de trouver des fins de course avec des hauteurs comprises entre 40 mm et 100 mm.
- Largeur : La largeur typique peut varier de 20 mm à 50 mm.
- Longueur : La longueur peut varier, généralement comprise entre 60 mm et 150 mm.Environnement : Certains interrupteurs de
- Distance de déplacement : La distance que l'actionneur peut parcourir avant d'activer l'interrupteur peut varier en fonction du modèle et de l'application spécifique.
- Types de montage : Certains interrupteurs de fin de course sont conçus pour un montage en surface, tandis que d'autres sont intégrés dans des systèmes et des machines de manière plus encastrée.
- Types de connexion : les interrupteurs de fin de course peuvent avoir différents types de connexions électriques, telles que des bornes à vis, des connecteurs enfichables ou des connexions rapides.
- NEMA (National Electrical Manufacturers Association) : En Amérique du Nord, les interrupteurs de fin de course suivent souvent les spécifications NEMA. Par exemple, NEMA 1, NEMA 4X, etc., indiquent des caractéristiques spécifiques de résistance environnementale.
- Degrés de protection IP : Dans le contexte international, la classification IP (Ingress Protection) est courante. Par exemple, IP67 indique que l'interrupteur est résistant à la poussière et peut être immergé dans l'eau jusqu'à une certaine profondeur. Ci-dessous, nous expliquerons l'indice IP plus en détail.
- Type d'actionneur : Le type d'actionneur (levier, rouleau, piston, etc.) peut influencer les dimensions globales et la forme de l'interrupteur.
Il est important de noter que même si des normes existent, la variabilité des dimensions et caractéristiques spécifiques reste importante selon la marque et le modèle.
Lors de la sélection d'un interrupteur de fin de course pour une application particulière, il est crucial d'examiner les spécifications fournies par le fabricant et de s'assurer qu'il répond aux exigences spécifiques du système ou de la machine.
Quelle est la cote de protection contre les infiltrations (IP) d'un interrupteur de fin de course ?
La cote de protection contre les infiltrations (IP) d'un interrupteur de fin de course, ainsi que d'autres matériaux et composants, est une classification indiquant sa résistance à l'eau, à la poussière et à d'autres contaminants. Elle est mesurée selon la norme internationale IEC 60529, qui utilise un code à deux lettres pour indiquer la cote IP.
La première lettre du code indique le niveau de protection contre l'eau, tandis que la deuxième lettre indique le niveau de protection contre la poussière.
Niveaux de protection contre les infiltrations d'eau :
- X : Aucune protection spéciale.
- IPX0 : Aucune protection contre l'eau.
- IPX1 : Protégé contre les gouttes d'eau tombant verticalement.
- IPX2 : Protégé contre les éclaboussures d'eau provenant de n'importe quelle direction.
- IPX3 : Protégé contre les pulvérisations d'eau provenant de n'importe quelle direction.
- IPX4 : Protégé contre de puissants jets d'eau provenant de n'importe quelle direction.
- IPX5 : Protégé contre de puissants jets d'eau provenant de n'importe quelle direction, même lorsque l'interrupteur est en fonctionnement.
- IPX6 : Protégé contre de puissants jets d'eau provenant de n'importe quelle direction, même lorsque l'interrupteur est en fonctionnement pendant une période prolongée.
- IPX7 : Protégé contre une immersion temporaire dans l'eau jusqu'à une profondeur de 1 mètre.
- IPX8 : Protégé contre une immersion continue dans l'eau à une profondeur supérieure à 1 mètre.
Niveaux de protection contre les infiltrations de poussière :
- X : Aucune protection spéciale.
- IP00 : Aucune protection contre la poussière.
- IP1X : Protégé contre l'entrée de particules solides jusqu'à 50 microns de diamètre.
- IP2X : Protégé contre l'entrée de particules solides jusqu'à 12,5 microns de diamètre.
- IP3X : Protégé contre l'entrée de particules solides jusqu'à 2,5 microns de diamètre.
- IP4X : Protégé contre l'entrée de particules solides jusqu'à 1 mm de diamètre.
- IP5X : Protégé contre l'entrée de poussière.
Par exemple, un interrupteur de fin de course avec un indice de protection IP65 est protégé contre les jets d'eau puissants venant de toutes les directions, même si l'interrupteur de fin de course est en fonctionnement, ainsi que contre la pénétration de poussière. Le degré de protection d'un interrupteur de fin de course est important pour choisir celui qui convient à une application spécifique. Par exemple, un interrupteur de fin de course qui sera utilisé à l'extérieur doit avoir un certain degré de protection contre l'eau et la poussière.
Y a-t-il des interrupteurs de fin de course non mécaniques?
Oui, il existe des interrupteurs de fin de course non mécaniques. Ces interrupteurs de fin de course utilisent des capteurs électriques ou électroniques pour détecter la position d'un objet.
Les types les plus courants d'interrupteurs de fin de course non mécaniques sont les suivants :
- Fins de course électromagnétiques : Ils utilisent un champ magnétique pour détecter la position d'un objet. Lorsque l'objet s'approche du fin de course, le champ magnétique change et active un interrupteur.
- Fins de course inductifs : Ils utilisent un champ électrique pour détecter la position d'un objet. Lorsque l'objet s'approche du fin de course, le champ électrique change et active un interrupteur.
- Fins de course capacitifs : Ils utilisent un champ électrique pour détecter la position d'un objet. Lorsque l'objet s'approche du fin de course, le champ électrique change et active un interrupteur.
- Fins de course photoélectriques : Ils utilisent un faisceau de lumière pour détecter la position d'un objet. Lorsque l'objet interrompt le faisceau lumineux, il active un interrupteur.
Les interrupteurs de fin de course non mécaniques présentent un certain nombre d'avantages par rapport aux interrupteurs mécaniques. Ils sont plus fiables, durent plus longtemps et sont plus résistants à la contamination et à l’usure. Ils sont également plus compacts et plus légers, ce qui les rend idéaux pour les applications où l'espace est limité. Voici quelques exemples d'applications où des modèles non mécaniques sont utilisés :
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Automatisation industrielle : Les interrupteurs de fin de course non mécaniques sont utilisés dans les machines et les robots pour détecter la position des composants et contrôler leur mouvement.
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Équipements de laboratoire : Les interrupteurs de fin de course non mécaniques sont utilisés dans les équipements de laboratoire pour contrôler le mouvement des composants et garantir la précision des expériences.
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Applications médicales : Les interrupteurs de fin de course non mécaniques sont utilisés dans les équipements médicaux pour détecter la position des composants et garantir la sécurité des patients.
En résumé, les interrupteurs de fin de course non mécaniques sont une option fiable et polyvalente pour des applications où il est nécessaire de détecter la position d'un objet.
Cependant, en réalité, les interrupteurs de limite ou les interrupteurs de fin de course non mécaniques sont communément connus sous le nom de capteurs de proximité, photoélectriques, etc. En Electrónica Embajadores, nous ne considérons pas qu'ils devraient être dans cette section, aux côtés de ce que l'on connaît généralement sous le nom de fin de course, et ces derniers sont situés dans leur section correspondante.