Aujourd'hui, de nombreuses maisons et appartements sont équipés de systèmes automatiques avec de l'électronique pour une vie confortable. Vous avez peut-être déjà entendu parler des interrupteurs d'éclairage et des interrupteurs d'escalier : ils vous permettent d'organiser votre commande d'éclairage à différents endroits. Bien que pratiques, les principes d'un tel système avec câblage et connexion ne sont pas simples. Cependant, il existe une option plus simple : l'utilisation d'un dispositif bistable intéressant, également connu sous le nom de relais à impulsions.
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Objectif et lieu d'utilisation
Cet interrupteur est utilisé pour allumer ou éteindre des charges lorsqu'un signal est appliqué aux contacts. Le relais est dit bistable car il se met en marche et s'arrête précisément au moment où le signal est appliqué à l'entrée de commande. Il reste dans cette position après l'expiration du signal d'entrée.
Il convient de noter que, même après avoir été déconnecté du réseau, le relais à impulsion "se souvient" de la dernière position du contact et, lorsqu'il est remis sous tension, il reprend l'état qu'il avait avant d'être éteint.
Dans la maison, ce dispositif est très souvent utilisé en raison de sa commodité, car l'éclairage peut être contrôlé depuis au moins deux points. Par exemple, la lumière était allumée dans la chambre et éteinte dans le couloir avant de quitter l'appartement. Un tel système s'avère pratique lorsque les pièces sont très longues et de grande taille.
AVERTISSEMENT ! Outre le confort, le relais à impulsions offre également une solution pour des tâches telles que la protection et la signalisation. Dans les entreprises industrielles, par exemple, où une puissance électrique élevée est requise, le dispositif assure la sécurité des opérateurs grâce au fait qu'il fonctionne à basse tension et peut être contrôlé à distance.
Principe de fonctionnement et apparence
D'une manière générale, un relais est un mécanisme électrique qui ferme ou coupe un circuit électrique. Son fonctionnement est basé sur les paramètres électriques ou autres qui agissent sur lui.
Pour choisir le mode de fonctionnement du relais, il faut tenir compte de la fréquence de commutation, de l'intensité du courant et de la nature des charges à tester.
La construction se compose des éléments suivants :
- La bobine.
La bobine est un fil de cuivre enroulé sur un matériau non magnétique qui peut être isolé par du tissu ou recouvert d'une laque spéciale qui empêche l'électricité de passer ; - Le noyau.
Il contient du fer et est actionné par le passage du courant dans les bobines ; - Une armature mobile.
Une plaque est fixée à l'armature et agit sur les contacts de fermeture ; - Un système de contact.
C'est un interrupteur pour l'état du circuit.
Le relais est basé sur la force électromagnétique générée dans le noyau de la bobine lorsque le courant la traverse.
La bobine est un dispositif de rétraction dans lequel le noyau est relié à une armature mobile. Cela actionne les contacts de puissance. En outre, une résistance peut être connectée à la bobine pour augmenter la précision du déclenchement.
Types de relais à impulsion
IMPORTANT ! Un relais bistable est un relais qui peut fonctionner dans deux états fixes (stables). En raison de la nature de ce dispositif, il est parfois appelé relais "bloquant" car il bloque le réseau dans un état.
Il existe de grandes différences entre certains relais, de sorte qu'ils peuvent être divisés principalement en 2 catégories :
- les relais électromécaniques ;
- Relais électroniques à impulsion.
Electromécanique .
Ce type de dispositif ne consomme de l'énergie qu'au moment du déclenchement. Le mécanisme de verrouillage assure une grande fiabilité et permet d'économiser de l'électricité. Le système fonctionne bien : il est censé protéger contre les fluctuations du réseau qui entraînent de fausses alarmes.
Il est basé sur une bobine, des contacts et un mécanisme avec des boutons pour la mise en marche et l'arrêt.
Les relais de type électromécanique sont considérés comme plus fiables et plus faciles à utiliser car ils ne craignent pas les interférences. De plus, ils n'ont pas d'exigences élevées concernant le lieu d'installation.
Électronique .
Les relais électroniques à impulsion ont une particularité : ils utilisent un microcontrôleur. Cela signifie qu'ils offrent un large éventail de fonctions. Par exemple, ces dispositifs permettent l'ajout d'une minuterie. D'autres fonctions supplémentaires permettent de réaliser des systèmes d'éclairage complexes.
Ils sont basés sur une bobine électromagnétique, des microcontrôleurs et des clés à semi-conducteurs.
Les relais électroniques sont plus populaires que les autres types en raison de la fonctionnalité et de la variété qui peuvent leur être ajoutées : il est possible de créer des produits pour l'éclairage de toute complexité. Il est également possible de les adapter à n'importe quelle tension - 12 volts, 24, 130, 220. En fonction de l'installation, ces relais peuvent être de type DIN (pour les panneaux électriques) et conventionnel (avec d'autres méthodes de montage).
Principales données techniques
Les relais peuvent être classés selon les paramètres suivants, en fonction de leur objectif et de leur application :
- coefficient de retour - est le rapport entre le courant de sortie de l'armature et le courant de rétraction ;
- Le courant de sortie est la valeur maximale du courant de la bobine en sortie d'induit ;
- Le courant rentré est la valeur minimale du courant de la bobine lorsque l'armature revient à sa position de départ ;
- Point de consigne - la valeur de déclenchement dans les limites qui sont définies dans le relais ;
- La valeur de déclenchement est le signal d'entrée auquel l'appareil réagit automatiquement ;
- Les valeurs nominales sont la tension, le courant et les autres quantités qui sous-tendent le fonctionnement du relais.
Les relais électromagnétiques peuvent être subdivisés en fonction de leur temps de fonctionnement. Le délai le plus long, supérieur à 1 seconde, est un paramètre réglable. Ensuite, il y a le retardé - 0,15 seconde, le normal - 0,05 seconde, le plus rapide sans inertie - moins de 0,001 seconde.
D'autres caractéristiques techniques du relais d'impulsion peuvent être :
- charge maximale des lampes à incandescence ;
- le nombre et le type de contacts ;
- Plage de température de fonctionnement ;
- l'humidité relative ;
- etc.
Schémas de connexion
Le relais à impulsion est très souvent utilisé avec le raccordement de plusieurs interrupteurs à bouton poussoir de réinitialisation. Ils doivent être connectés en parallèle les uns avec les autres, conformément à toutes les exigences.
Pour organiser un circuit de commande d'éclairage, le câble d'alimentation doit être connecté au relais bistable. Les interrupteurs sont reliés entre eux au moyen d'un faisceau de câbles. Il est ainsi possible de mettre ultérieurement l'ensemble du réseau hors tension à l'aide d'un seul interrupteur.
Cette option est populaire car elle simplifie l'installation. Les caractéristiques doivent être calculées avec précision, par exemple la prise en charge de l'éclairage des boutons par LED, afin que le réseau soit pleinement fonctionnel.
Pour plus de commodité, vous pouvez vérifier les marquages. Les fabricants utilisent des désignations telles que :
- A1-A2 - contacts de la bobine ;
- 1-2 (ou autres nombres) - nombre de contacts qui se font ou se défont pendant le fonctionnement du relais bistable ;
- ON-OFF - marquage des contacts qui commutent le relais en état d'arrêt ou de marche (il est utilisé lors de l'installation de la commande centrale).
TIP ! En règle générale, un relais de 220 volts est utilisé pour la connexion à un panneau d'alimentation. Dans ce cas, des câbles sont connectés aux contacts et la commande est ensuite effectuée par un relais à impulsions. Et les interrupteurs individuels de l'ensemble du système d'éclairage sont câblés.
Avantages et inconvénients
Les types de relais de base présentent de nombreux avantages par rapport aux interrupteurs à semi-conducteurs, notamment
- un coût relativement faible (grâce à des composants peu coûteux) ;
- Forte isolation entre la bobine et le groupe de contact
- ils ne sont pas soumis aux effets néfastes de la surtension, des interférences de la foudre, de la commutation des installations électriques de forte puissance ;
- il y a le contrôle des lignes avec une charge jusqu'à 0,4 kV (avec un petit volume de dispositif).
Un autre avantage est qu'il n'y a pas de problème de refroidissement et qu'il est inoffensif pour l'atmosphère. Par exemple, un court-circuit avec un courant de 10 A distribuera moins de 0,5 W à travers la bobine du relais. Par rapport à ses homologues électroniques, cette valeur est supérieure à 15 W.
Les inconvénients du relais à impulsions sont les suivants :
- L'usure et les problèmes de commutation de charges inductives et de hautes tensions (si le courant est constant) ;
- Il y a des interférences radio lors de la mise en marche et de l'arrêt du circuit, c'est pourquoi un blindage est nécessaire ;
- Temps de commutation relativement long.
Un grave inconvénient est l'usure continue pendant la commutation (déformation des ressorts, oxydation des contacts, par exemple).
Toutefois, il convient de préciser que l'utilisation de relais électroniques présente des avantages tels que : la sécurité, une bonne vitesse de connexion, la disponibilité sur le marché, un fonctionnement silencieux, une fonctionnalité étendue. Parmi les inconvénients, citons la surchauffe lors de la commutation de courants élevés, le dysfonctionnement lors de coupures de courant, la résistance en position fermée, etc.
Néanmoins, les relais électroniques se sont développés assez régulièrement et rapidement. Ils sont populaires en raison de leur fonctionnalité, qui peut être étendue relativement facilement.
Conclusion
Les systèmes modernes d'éclairage et d'électrification utilisent très largement les relais à impulsions. Les exigences du marché envers les fabricants de ces relais sont de plus en plus élevées, ce qui donne lieu à un développement continu dans ce domaine.
La plupart des utilisateurs ont besoin d'une fonctionnalité et d'une flexibilité étendues en matière de contrôle de l'éclairage. La demande entraîne donc l'offre, car cette technologie est très demandée aujourd'hui.
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