Interrupteur sans fil

Vue d’ensemble de l’interrupteur sans fil

Les interrupteurs sans fil viennent de l‘industrie des télécommunications et utilisent un émetteur-récepteur pour transmettre et recevoir des signaux.

Cette technologie est largement utilisée dans des applications industrielles, généralement sous la forme d'une nouvelle génération d'interrupteurs fin de course. Les développeurs d’équipements ont eu rapidement recours à ce type d’interrupteur en concevant une large palette d’applications pour les interrupteurs sans fil. Ils ont permis aux concepteurs d’intégrer les interrupteurs à des emplacements où l’ancienne technologie à fils n’aurait pas pu être utilisée en raison des obstacles entre l’équipement et la console de contrôle qui n’aurait pas permis un câblage adapté. Les interrupteurs sans fils se sont également avérés extrêmement flexibles en cas de modifications apportées à l’installation car leur emplacement peut être facilement modifié.

Les composants câblés de base dans le contrôle industriel peuvent à présent être très rapidement remplacés par des interrupteurs sans fil pour un prix relativement modique.

Le protocole IEEE 802.15.4 qui est apparu avec l’utilisation de la technologie sans fil permet de délimiter de manière sûre un réseau personnel sans fil (PAN) spécialement capable d’atteindre le type de signaux à faible bande passante et de faible puissance émis par de nombreux interrupteurs utilisés dans des installations industrielles à des fins de contrôle et de surveillance. L’utilisation des émetteurs-récepteurs IEEE 802.15.4 dans la technologie des interrupteurs sans fil a fortement augmenté au cours des dernières années pour transmettre des informations à un récepteur à partir d’un interrupteur distant. Le récepteur convertit ensuite les signaux qu’il reçoit en quelque chose de compatible avec les contrôleurs standards.

 

Historique de la technologie sans fil

Après quelques échecs initiaux, l’industrie des télécommunications a réalisé de grandes avancées dans la technologie sans fil au cours des dix dernières années. Après avoir dépassé les difficultés techniques des débuts, les pionniers de la technologie sans fil ont commencé à développer des technologies qui se sont étendues à d’autres applications que les télécommunications.

Les interrupteurs fin de course à câble, par exemple, ont été utilisés pendant des décennies pour fournir des informations sur le positionnement de machines industrielles lourdes. Ils sont utilisés pour une grande palette d'équipements différents, des réservoirs de stockage aux portes automatiques, des dispositifs de levage pour flèches de grues et fournissent des informations essentielles sur la position, la présence ou l’absence d’objets en déplacement.

Ces dernières années, les interrupteurs fin de course à câble ont été largement remplacés par des interrupteurs sans fil. Lorsque les interrupteurs à câble sont remplacés par le modèle sans fil, les dépenses liées au câblage disparaissent immédiatement car il n’y a pas de problèmes fastidieux d'acheminement des câbles à résoudre. Les interrupteurs sans fil peuvent être positionnés à des emplacements où leurs prédécesseurs à câble n’auraient pas pu l’être.

L’interrupteur sans fil élimine aussi le danger de trébuchement que le modèle à câble pose souvent.

 

Aspects techniques

Les interrupteurs fin de course mécaniques peuvent être équipés d’émetteurs-récepteurs adaptés pour les transformer en interrupteurs sans fil capables de transmettre les mouvements à un récepteur de contrôle. Ce dernier reçoit souvent les informations de plusieurs interrupteurs dans une configuration de base de type « montage en étoile » qui permet à tous les interrupteurs d’un réseau de communiquer avec un seul récepteur. Le système fonctionne avec tous les interrupteurs qui disposent d’un numéro d’identification du réseau propre, tous les réseaux ayant le même. Cet élément empêche toute interférence avec d'autres réseaux et interrupteurs et garantit que les signaux et informations restent privés et sécurisés. Grâce à la configuration en étoile, les interrupteurs sont reliés directement au récepteur mais de manière indépendante, aucun échange de signaux n'a lieu entre les interrupteurs. Cela permet d’assurer qu’un interrupteur ne peut influer sur le fonctionnement d’un autre.

Afin d’atteindre des niveaux de performance optimale, les émetteurs-récepteurs devraient être placés dans des zones présentant un minimum d'obstacles entre le moniteur et l'interrupteur. Les espaces extérieurs dégagés et les espaces intérieurs non cloisonnés sont idéals. Il vaut la peine de noter que les ingénieurs n’ont pas à craindre d’importantes baisses de qualité de signal à cause de petits obstacles, de la pluie ou de la neige car ils n’interfèrent pas avec les communications grâce à une marge de liaison de 35 dB. Le signal est également capable de passer à travers des cloisons, bien que la composition de ces dernières puisse avoir une influence.

Une autre caractéristique clé de 802.15.4 est sa portée. Elle est généralement très grande et peut être supérieure à 304 mètres. Toutefois, les ingénieurs doivent avoir présent à l'esprit que certaines conditions météorologiques peuvent être à l'origine d’une baisse de la portée du dispositif. Les conditions extrêmes, comme une pluie ou une neige abondante, peuvent réduire de manière significative la portée du signal 802.15.4 à seulement 23 mètres. Les environnements intérieurs où l’air ambiant est fortement chargé en particules lourdes produiront le même effet.

Dans la plupart des cas, les interrupteurs sans fil consomment si peu de courant qu’ils peuvent fonctionner avec des piles normales. Ils ne dépendent pas de fournisseurs d'énergie coûteux, non fiables et différents selon les cas et permettent de multiplier les options d’installation de manière quasiment illimitée. En outre, les interrupteurs sans fil bien conçus ne nécessitent pas un remplacement ou une recharge des piles pendant plusieurs années.

L’autre partie dans l’installation d’un interrupteur sans fil est bien sur le récepteur/moniteur. Celui-ci peut être extrêmement polyvalent, capable d’être relié à un seul interrupteur ou à plusieurs (certains peuvent gérer jusqu’à 14 interrupteurs sans fil différents). L'appareil de contrôle indiquera l’état de fonctionnement de chacun des interrupteurs sur un réseau, ainsi que d’autres informations telles que le niveau de charge des piles et la force du signal.

 

Utilisation de l’interrupteur sans fil dans la fabrication

Comme évoqué précédemment, les interrupteurs sans fil peuvent être utilisés pour une large palette d’applications industrielles différentes. L'industrie de la construction est un des domaines qui a saisi l'opportunité d'explorer le potentiel de la technologie sans fil. L’interrupteur sans fil est utilisé dans les grues par exemple. Il sera généralement placé à l’extrémité de la flèche pour améliorer la sécurité et la précision notamment en termes d’informations de positionnement (par exemple lorsque le chariot arrive au bout de la flèche). Il permet aux opérateurs d’avoir un guide fiable qui leur indique jusqu’où ils peuvent dérouler le câble en toute sécurité.

N’ayant pas besoin de câblage complexe, les interrupteurs sans fil peuvent également fonctionner comme interrupteurs fin de course à des emplacements inenvisageables pour les interrupteurs à câble. Ils peuvent également être positionnés là où les interrupteurs fin de course à câble étaient placés, par exemple sur des portes, écluses de canaux où ils transmettront au système de contrôle la position de la porte de manière fiable et précise.

Comme leurs prédécesseurs à câble, les boîtiers des interrupteurs sans fils peuvent être assortis de différentes façades et leviers pour remplir diverses exigences d’actionnement et de position. Ils peuvent être équipés de poussoirs ou galets sur le dessus, galets latéraux et leviers galets et peuvent être montés sur des portes automatiques de garage pour arrêter le moteur lorsque la porte a atteint la position la plus haute et la plus basse, ainsi que sur des équipements tels que des tours industriels ou réservoir de stockage.

 

Comment l’interrupteur sans fil se différencie des autres interrupteurs

Lorsque des interrupteurs à câble sont transformés en interrupteurs sans fil, les possibilités d'installation qui étaient quasiment « impossibles » auparavant car coûteuses, fastidieuses et potentiellement dangereuses en raison de l’acheminement du câble, deviennent possibles. A la différence des modèles à câble, les interrupteurs sans fil présentent des avantages évidents dans la conception de la nouvelle génération d’équipements de transport et industriels.

 

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