Sélectionner et utiliser des interrupteurs à glissière ultraminiatures

Le tout premier circuit que vous ou moi avons construit contenait probablement une pile, une lampe et un interrupteur. Lorsque vous fermiez l'interrupteur, la lampe s'allumait, et lorsque vous l'ouvriez, la lampe s'éteignait. C'est ainsi que nous avons appris le rôle des interrupteurs dans la conception électronique. Pour choisir le meilleur type d'interrupteur pour une conception, il faut déterminer la fonction de l'interrupteur, le type d'interrupteur nécessaire, ainsi que l'intensité et la tension nominales requises. Nous nous concentrerons ici sur les interrupteurs à glissière utilisés dans les conceptions compactes. L'application cible requiert des interrupteurs à glissière ultraminiatures avec des dimensions compactes et des formats extra-plats qui permettent une haute densité de cartes à circuit imprimé et un empilement étroit.

NKK Switches propose la série SS d'interrupteurs à glissière ultraminiatures pour les applications utilisant une commutation de niveau logique et basse puissance pour ces exigences. Cette série inclut des modèles à actionnement supérieur et latéral, aux dimensions compactes. Ils sont disponibles dans une large gamme de configurations, chacune offrant une action fluide avec un fonctionnement à encliquetage positif et une stabilité des contacts améliorée. Avant d'entrer dans les détails, passons en revue quelques notions de base sur les interrupteurs à glissière.

Notions de base concernant les interrupteurs à glissière

Comme la plupart des types d'interrupteurs, les interrupteurs à glissière possèdent les mêmes composants essentiels à l'intérieur du logement, notamment un contact mobile fixé à la borne commune et des contacts fixes connectés aux bornes de sortie (Figure 1).

Figure 1 : Vue interne simplifiée d'un interrupteur à glissière ultraminiature de la série SS. (Source de l'image : NKK Switches)

Le mécanisme de l'interrupteur à glissière consiste en un contact mobile qui glisse sur l'un ou l'autre des deux contacts fixes. Dans les interrupteurs série SS, NKK Switches utilise des contacts STC (Sliding Twin Crossbar) qui fournissent un mécanisme de contact très fiable. Le fonctionnement de l'interrupteur est fluide, avec une sensation nette, un actionnement à encliquetage positif et une stabilité des contacts supérieure. Le contact mobile rencontre le contact fixe à angle droit, ce qui réduit la surface du point de contact, entraînant ainsi une résistance de contact plus stable. Les deux barres transversales pincent les contacts fixes, assurant ainsi une redondance des contacts pour une meilleure fiabilité. Le mouvement d'auto-balayage permet de nettoyer les contacts de l'interrupteur à chaque actionnement.

Pôles, directions et positions

Les interrupteurs sont identifiés par le nombre de circuits contrôlés par l'interrupteur et le nombre de contacts effectués dans chaque circuit (Figure 2).

Figure 2 : Description des connexions de circuit pour chaque position de trois types d'interrupteurs courants. (Source de l'image : NKK Switches)

Le pôle fait référence au nombre de circuits contrôlés par l'interrupteur. Un interrupteur unipolaire (SP) ne contrôle qu'un seul circuit électrique. Les interrupteurs bipolaires (DP) contrôlent deux circuits indépendants. La direction de l'interrupteur décrit le nombre de connexions de sortie que chaque pôle de l'interrupteur peut avoir. La série SS de NKK Switches est disponible dans des configurations SP et DP avec des connexions bidirectionnelles (DT) ou tridirectionnelles (3T).

Exemples d'interrupteurs à glissière série SS ultraminiatures

Un interrupteur à glissière SPDT comme le SS12SDP2 de NKK Switches possède une seule borne commune et deux bornes de sortie (Figure 3).

Figure 3 : Le SS12SDP2 a trois bornes externes et deux positions de glissière. La borne centrale est la borne commune (broche 2), et les broches de droite (1) et de gauche (3) sont les deux bornes de sortie. (Source de l'image : NKK Switches)

Par exemple, cet interrupteur SPDT a un seul pôle et deux options de sortie différentes.

Si l'on se réfère à la ligne SPDT de la Figure 2, la borne commune (broche 2 au centre) est connectée à la sortie de droite (broche 1) lorsque la glissière est poussée vers la droite. De même, lorsque la glissière est poussée vers la gauche (comme illustré à la Figure 3), la borne commune est connectée à la borne de sortie de gauche (broche 3).

La temporisation des contacts fait référence à l'ordre dans lequel la glissière connecte les contacts adjacents. Le SS12SDP2 est un type d'interrupteur à chevauchement (MBB, make-before-break) ou à contact court-circuitant. Les broches commune et de sortie sont brièvement connectées lorsque la glissière change de position. L'autre temporisation de contacts correspond à un type d'interrupteur sans chevauchement (BBM, break-before-make) ou à contact non court-circuitant. La glissière d'un interrupteur BBM ne connecte pas les bornes de sortie pendant la commutation. Un interrupteur BBM est requis pour prévenir un court-circuit si un interrupteur SPDT connecte une ligne commune entre deux sources de tension différentes.

Le SS12SDP2 est répertorié pour supporter de faibles niveaux de puissance jusqu'à 100 milliampères (mA) à 30 volts CC (VCC). Les niveaux de puissance supérieurs à 0,4 volt-ampère (VA) utilisent un placage en argent sur les surfaces de contact et ont une résistance de contact spécifiée de 20 milliohms (mΩ) ou moins.

Le SS12SDP2 est un interrupteur à glissière ultraminiature à conception très compacte (Figure 4).

Figure 4 : Le SS12SDP2 est conçu pour s'adapter à une grille à trous de 2,54 mm. (Source de l'image : NKK Switches)

L'interrupteur mesure 10,2 mm de long par 4 mm de large et 4,5 mm de haut. Ils méritent clairement le titre d'ultraminiatures. Les broches de contact sont espacées de 2,54 mm pour s'adapter à cette grille de trous habituelle pour les circuits imprimés.

Le SS22SDH4 de NKK Switches est un interrupteur à glissière DPDT à montage à angle droit, de sorte que la glissière se trouve sur le côté de l'interrupteur, ce qui en fait un interrupteur à actionnement latéral (Figure 5).

Figure 5 : Le SS22SDH4 est un interrupteur à glissière DPDT ultraminiature à angle droit avec deux bornes communes et deux contacts de sortie par borne commune. (Source de l'image : NKK Switches)

Si l'on se réfère à la rangée DPDT de la Figure 2, l'interrupteur DP possède deux bornes communes, chacune avec deux connexions de sortie possibles. Comme le SS12SDP2, le SS22SDH4 est un interrupteur MBB.

Le SS22SDH4 est répertorié pour supporter des niveaux logiques basse puissance inférieurs à 0,4 VA à 28 volts CA (VCA) ou CC (VCC). Ce fonctionnement à niveau logique basse puissance est appelé circuit à bas niveau. Il n'y a pas de formation d'arc lorsque les contacts s'ouvrent ou se ferment à ces faibles niveaux de tension. Cela signifie que le ternissement au niveau des contacts n'est pas brûlé et peut s'accroître, ce qui augmente la résistance de contact. Le placage en or sur les surfaces de contact est utilisé pour cette classe de service avec une résistance de contact nominale de 40 mΩ ou moins.

L'interrupteur mesure 10,2 mm de long par 6,54 mm de large et 5 mm de haut. Les broches de contact sont espacées pour correspondre à la grille de trous habituelle de 2,54 mm sur le circuit imprimé.

Le SS14MDP2 de NKK Switches est un interrupteur BBM SP3T. Il est doté d'un seul contact commun et de trois contacts de sortie (Figure 6).

Figure 6 : L'interrupteur SP3T est un interrupteur à actionnement supérieur avec trois positions de glissière, ce qui permet à la borne commune de se connecter individuellement à chacun des trois contacts de sortie. (Source de l'image : NKK Switches)

Cet interrupteur SP3T offre trois positions de glissière. Dans la position centrale illustrée à la Figure 6, les bornes 3 et 2 sont connectées. Dans la position la plus à gauche, la borne 1 est connectée à la borne commune 3, et dans la position la plus à droite, les bornes 3 et 4 sont connectées. En tant qu'interrupteur BBM, lorsque la glissière est déplacée, les contacts avec la paire de bornes en cours sont interrompus avant que la connexion suivante ne soit établie.

Le SS14MDP2 est répertorié pour supporter 100 mA à 30 VCC grâce à des surfaces de contact à placage en argent, avec une résistance de contact de 20 mΩ ou moins.

L'interrupteur mesure 15,8 mm de long par 4 mm de large et 4,5 mm de haut. Les broches de contact sont également espacées pour correspondre à la grille de trous habituelle de 2,54 mm sur le circuit imprimé.

Notre dernier exemple est le SS12SBP2 de NKK Switches, un interrupteur à glissière SPDT qui diffère des autres interrupteurs au sens où les bornes sont espacées de 2 mm. À l'exception de l'espacement des bornes, il présente les mêmes spécifications et dimensions physiques que le SS12SDP2.

Tous les interrupteurs de la série SS abordés ici ont une durée de vie mécanique et électrique nominale de 10 000 opérations. Ils fonctionnent sur une plage de températures de -15°C à +60°C et sont dotés de bornes moulées par insertion pour empêcher l'infiltration de liquides, de solvants et d'autres contaminants indésirables.

Conclusion

Les interrupteurs série SS de NKK Switches sont des interrupteurs à glissière ultraminiatures offrant des dimensions compactes pour le montage et l'empilement de circuits imprimés haute densité. Leur mécanisme STC offre l'avantage d'une action plus fluide avec une réaction d'encliquetage positif et une haute stabilité des contacts.