Same Sky présente – Principes de base des commutateurs DIP

Les commutateurs DIP (Dual Inline Package) sont utilisés depuis les années 1970. Ils sont largement utilisés pour permettre aux équipementiers et aux clients finaux de modifier les fonctionnalités des dispositifs électroniques après leur fabrication. Les commutateurs DIP sont souvent utilisés pour définir des codes régionaux pour les équipements devant fonctionner de différentes manières dans différents endroits, pour changer le canal radio utilisé par un ouvre-porte de garage ou pour indiquer à la carte mère d'un PC le type de mémoire inséré.

Principes de base des commutateurs DIP

Le commutateur DIP est constitué d'un ensemble de commutateurs dans une seule unité, généralement montée sur un circuit imprimé ou un montage d'essai. Le fonctionnement très basique du commutateur, dans lequel la position du commutateur doit être réglée manuellement, signifie que son état est facile à déterminer lors du démarrage du système, contrairement, par exemple, à un clavier à membrane qui doit être interrogé par un microcontrôleur. Cette simplicité rend le commutateur DIP idéal pour fournir une entrée au micrologiciel système de base, car il ne faut pas beaucoup de puissance de calcul pour déterminer si un commutateur est fermé ou non.

La simplicité, la flexibilité et le faible coût des commutateurs DIP assurent leur utilisation continue dans de nombreuses applications électroniques. Ils existent dans une multitude de tailles, configurations, styles et puissances.

Les clients peuvent choisir le nombre de positions sur leur commutateur DIP en fonction des besoins de configuration de leur application. Certains commutateurs DIP peuvent être actionnés à la main, tandis que d'autres nécessitent un outil spécial ou un tournevis pour modifier la position du commutateur.

Figure 1 : Exemple d'un commutateur DIP typique. (Source de l'image : Same Sky)

Comme pour tout commutateur, les concepteurs doivent préciser le nombre de pôles et de voies qu'il doit avoir. Un commutateur unipolaire unidirectionnel (SPST) peut être soit fermé, permettant le flux de courant, soit ouvert, bloquant ce flux (Figure 2).

Figure 2 : Schéma de circuit SPST. (Source de l'image : Same Sky)

Un commutateur unipolaire bidirectionnel (SPDT) est utilisé pour choisir entre deux chemins différents le long desquels un courant peut circuler, comme illustré à la Figure 3. Le pôle unique, à gauche sur le schéma, a deux options de bornes à droite vers lesquelles le courant peut être redirigé.

Figure 3 : Schéma de circuit SPDT. (Source de l'image : Same Sky)

Les commutateurs bipolaires bidirectionnels (DPDT) commandent deux circuits à l'aide de deux commutateurs interconnectés mécaniquement. Lorsque la position d'un pôle est modifiée, l'autre change de la même manière, comme illustré à la Figure 4. Chaque pôle change la direction du courant qu'il transporte vers un chemin différent dans son circuit. Cette approche peut être étendue de manière à ce que plusieurs commutateurs soient couplés pour permettre des pôles et des voies multiples.

Figure 4 : Schéma de circuit DPDT. (Source de l'image : Same Sky)

Le nombre de commutateurs dans un boîtier dépend de l'application et varie généralement de 1 à 16 positions. Un boîtier de commutateur DIP typique a 8 positions car il peut être réglé de 256 façons différentes, ce qui équivaut aux 256 valeurs binaires exprimées dans un octet de 8 bits. Pour en savoir plus sur les fonctions des commutateurs et les types de commutateurs courants, reportez-vous à l'article de Same Sky sur les principes fondamentaux des commutateurs.

Types de commutateurs DIP courants

Il existe différents types de commutateurs DIP, chacun étant nommé en fonction de la manière dont il est actionné, par exemple les actionneurs à glissière, les actionneurs piano, les actionneurs rotatifs, etc.

Les commutateurs DIP à glissière ont généralement deux positions — fermée ou ouverte, marche ou arrêt, 1 ou 0 — et agissent comme un commutateur SPST. Il existe également des commutateurs DIP à glissière à 3 positions, la position centrale étant généralement neutre. Les contacts à chaque extrémité de ce type de commutateur signifient qu'il peut être configuré en mode marche/arrêt/marche avec l'actionneur se déplaçant de chaque côté.

Les commutateurs DIP peuvent être configurés de manière à ce que leurs contacts soient normalement ouverts, complétant un circuit lorsqu'ils sont actionnés, ou normalement fermés, coupant un circuit lorsqu'ils sont actionnés.

Figure 5 : Commutateur DIP à glissière à 8 positions. (Source de l'image : Same Sky)

Les commutateurs DIP sont souvent utilisés sur des cartes qui seront montées dans des boîtiers étroits. Leur forme et leur taille, ainsi que leur actionnement, sont donc des facteurs essentiels pour permettre une utilisation aisée. Par exemple, les commutateurs DIP piano offrent les mêmes fonctionnalités que les commutateurs DIP à glissière, mais ils sont montés horizontalement, de sorte qu'ils peuvent être actionnés par un mouvement de haut en bas. Cela contraste avec le commutateur DIP standard qui se monte horizontalement, permettant un actionnement par un mouvement vers l'avant et vers l'arrière.

Figure 6 : Commutateur DIP piano à 8 positions avec ses actionneurs haut et bas. (Source de l'image : Same Sky)

Les commutateurs DIP rotatifs sont dotés d'un actionneur qui peut être tourné entre plusieurs positions, souvent à l'aide d'un bouton moleté avec une fente pour tournevis sur le dessus. Lorsqu'un utilisateur tourne l'actionneur, la sortie du commutateur change en fonction de la position.

Figure 7 : Commutateurs DIP rotatifs avec actionneurs plats ou surélevés. (Source de l'image : Same Sky)

L'avantage de ces commutateurs DIP est qu'ils peuvent être utilisés pour coder un grand nombre d'informations, et les fabricants de cartes peuvent donc les utiliser pour offrir de nombreuses options. Par exemple, un commutateur DIP rotatif avec 4 broches de sortie peut produire jusqu'à 16 configurations de sortie différentes en code binaire, ce qui est pratique pour définir des valeurs hexadécimales. La Figure 8 montre un tableau de codes hexadécimaux pour un commutateur DIP rotatif à 16 positions, avec les chiffres 0 à 9 et les lettres A à F représentés.

Figure 8 : Tableau de codes hexadécimaux pour un commutateur DIP rotatif à 16 positions. (Source de l'image : Same Sky)

D'autres styles de commutateurs DIP rotatifs peuvent être configurés pour agir comme un dispositif SPDT avec deux, trois ou quatre voies pour un seul pôle. Cela peut être utilisé, par exemple, pour router un seul signal vers quatre destinations différentes, en fonction du réglage du commutateur DIP.

Spécifications clés des commutateurs DIP

Les commutateurs DIP sont simples, mais cela ne signifie pas qu'ils peuvent être considérés comme ayant des spécifications totalement interchangeables. Pour choisir le meilleur commutateur DIP pour votre application, consultez les fiches techniques des fabricants de composants concurrents et comparez des facteurs tels que le nombre de positions et le type d'actionneur du commutateur, en plus de ceux indiqués dans le Tableau 1.

Tableau 1 : Spécifications à prendre en compte lors du choix d'un commutateur DIP.

Ces spécifications peuvent sembler simples, mais elles sont importantes. L'utilisation d'un commutateur DIP en dehors de ses performances spécifiées peut entraîner des problèmes tels que la formation d'arcs entre les contacts ou même la fermeture par soudage des contacts. Ces deux comportements peuvent créer des problèmes de sécurité et rendre un système inopérant.

Conclusion

Les commutateurs DIP sont utilisés pour configurer des dispositifs depuis des décennies et maintenant, ils sont même utilisés pour pré-configurer des dispositifs IoT avant qu'ils ne soient déployés dans la maison ou l'usine afin de limiter les temps d'arrêt. Les autres applications courantes incluent la programmation de télécommandes et de dispositifs d'ouverture de portes de garage, la configuration de cartes mères de PC et la réalisation de tests sur des équipements industriels sans les mettre sous tension.

Il existe de nombreuses autres formes de commutateurs DIP. Ils ont en commun une combinaison de simplicité, de flexibilité et de faible coût, ce qui signifie qu'ils continueront à trouver de nouvelles utilisations et applications. Same Sky propose une gamme de commutateurs DIP avec des actionneurs à glissière, piano et rotatifs pour répondre à une variété d'exigences de conception.