Les relais temporisés sont des composants essentiels des systèmes de contrôle électrique, fournissant des fonctions de temporisation précises pour une large gamme d'applications. Que vous conceviez un système d'automatisation industrielle, des commandes de bâtiment ou une machine spécialisée, le choix du relais temporisé approprié peut avoir un impact significatif sur la fiabilité, l'efficacité et la longévité de votre opération. Ce guide complet vous présente les facteurs clés à prendre en compte lors du choix d'un relais temporisé et vous fournit des recommandations d'experts pour vous permettre de prendre une décision éclairée en fonction de vos besoins spécifiques.
Comprendre les relais temporisés et leurs fonctions
Les relais temporisés sont des dispositifs qui contrôlent le fonctionnement des circuits électriques en fonction d'intervalles de temps spécifiques. Ils fonctionnent essentiellement comme des interrupteurs qui ouvrent ou ferment des circuits après une période prédéfinie, ce qui permet un contrôle précis de la temporisation dans diverses applications. Contrairement aux relais standard, les relais temporisés intègrent des mécanismes de temporisation qui leur permettent d'exécuter des fonctions spécialisées essentielles pour les systèmes d'automatisation et de contrôle.
Qu'est-ce qu'un relais temporisé ?
Un relais temporisé est un dispositif électromécanique ou électronique qui ouvre ou ferme un circuit après une période de temps prédéfinie. Il peut retarder la mise sous tension d'un circuit, retarder la mise hors tension ou effectuer une temporisation dans diverses combinaisons. La temporisation peut être fixe ou réglable, généralement contrôlée par des boutons, des cadrans, des commutateurs à positions multiples ou des interfaces numériques, selon le modèle.
Types courants de relais temporisés
Les relais temporisés existent en plusieurs variétés, chacune étant conçue pour des applications et des besoins de temporisation spécifiques :
Par type de fonction
- On-Delay Timer (Délai d'activation) : Active la sortie après un délai prédéfini à partir du moment où l'entrée est déclenchée.
- Temporisation d'arrêt (Délai de rupture) : Désactive la sortie après un délai prédéfini lorsque l'entrée est désactivée.
- Minuterie d'intervalle : active la sortie pendant une période de temps prédéfinie lorsqu'elle est déclenchée, puis s'éteint automatiquement.
- Minuterie cyclique : alterne les états de marche et d'arrêt à intervalles réguliers, créant ainsi un motif répétitif.
- Minuterie étoile-triangle : spécialement conçue pour la commande de moteurs triphasés, elle permet une transition en douceur entre les modes de démarrage.
Par construction
- Relais temporisés électromagnétiques : Relais mécaniques traditionnels avec mécanismes de temporisation
- Relais temporisés électroniques/à semi-conducteurs : Contrôles numériques plus précis de la synchronisation
- Contacteurs temporisés pneumatiques : Unités spécialisées qui utilisent la pression de l'air pour les fonctions de temporisation (bien qu'elles deviennent obsolètes).
Facteurs clés à prendre en considération lors du choix d'un relais temporisé
1. Type de fonction
La sélection de la fonction de temporisation appropriée est peut-être la décision la plus critique lors du choix d'un relais :
- Choisissez les minuteries On-Delay lorsque vous devez retarder le démarrage d'un équipement ou d'un processus après la mise sous tension.
- Sélectionnez les minuteries Off-Delay lorsque vous avez besoin que l'équipement continue à fonctionner pendant une période donnée après l'arrêt du signal de déclenchement.
- Optez pour les minuteries à intervalles lorsque vous avez besoin d'une activation brève et programmée à la suite d'un signal de déclenchement.
- Utilisez les minuteries cycliques pour les applications nécessitant une alternance continue entre les états de marche et d'arrêt, telles que les systèmes d'irrigation ou les dispositifs de signalisation.
- Envisagez des minuteries multifonctions si votre application peut nécessiter différents modes de temporisation ou si les exigences sont susceptibles d'évoluer à l'avenir.
2. Plage de temps et précision
Les relais temporisés offrent différentes plages de temps, de la milliseconde à l'heure, voire au jour. A considérer :
- Les exigences spécifiques de votre application en matière de synchronisation
- La précision requise (spécifications de répétabilité et d'exactitude)
- La nécessité d'un réglage de la synchronisation
La plupart des relais temporisés modernes offrent des plages de temporisation qui peuvent être sélectionnées à l'aide de commutateurs ou de cadrans :
- 0,1 à 1 seconde
- 1 à 10 secondes
- 6 à 60 secondes
- 1 à 10 minutes
- 1 à 10 heures
- Jusqu'à 100 heures ou plusieurs jours pour les applications spécialisées
Recherchez des relais temporisés avec une répétabilité spécifiée de ≤0,2% pour les applications nécessitant une synchronisation précise.
3. Tension de fonctionnement et alimentation
Les relais temporisés fonctionnent sur des plages de tension spécifiques, généralement :
- 24V DC
- 24-240V AC
- Autres tensions industrielles courantes (12V, 48V, 110-125V, 230-240V)
De nombreux relais temporisés modernes sont dotés d'une alimentation universelle avec technologie PWM, ce qui leur permet de fonctionner en courant alternatif ou continu sur une large plage de tension (généralement 24-230 V). Cette flexibilité simplifie la sélection et élargit la gamme d'applications.
Lors de la sélection, assurez-vous de la compatibilité de la tension avec votre circuit de commande. Pour les relais électromagnétiques et les relais à amortissement pneumatique, le type de courant de la bobine et le niveau de tension doivent correspondre à votre circuit de commande.
4. Valeurs nominales des contacts et capacité de charge
Le calibre des contacts détermine le type et la taille de la charge que le relais temporisé peut contrôler en toute sécurité :
- Charges résistives (AC1) : Courants nominaux généralement plus élevés, adaptés aux appareils de chauffage et aux dispositifs résistifs.
- Charges inductives (AC15/DC13) : Courants nominaux plus faibles, appropriés pour les moteurs, les solénoïdes et les dispositifs électromagnétiques.
- Disposition des contacts : Les options courantes sont SPDT (Single Pole Double Throw) ou DPDT (Double Pole Double Throw).
Les valeurs nominales typiques vont de 5 à 16 A, les modèles industriels spécialisés offrant des capacités plus élevées. Choisissez toujours un relais dont la capacité de charge satisfait ou dépasse les exigences de votre application afin d'éviter les surcharges et de garantir un fonctionnement sûr.
5. Options de montage et dimensions physiques
Les relais temporisés sont disponibles dans différentes configurations de montage :
- Montage sur rail DIN : Courant dans les panneaux de contrôle industriels, il permet une installation et un remplacement faciles.
- Montage sur panneau : Montage direct sur des panneaux de contrôle ou des boîtiers.
- Montage sur douille : Permet un remplacement rapide sans recâblage.
- Boîtiers modulaires : Utilisés pour l'automatisation des bâtiments et les applications résidentielles.
Tenez compte de l'espace disponible dans votre panneau de commande et de la méthode de montage préférée pour votre application. Certaines séries, comme la série 86 de Finder, peuvent être fixées sur les prises d'autres séries de relais, ce qui offre une certaine souplesse dans les modifications de conception.
6. Conditions environnementales et durabilité
Évaluer l'environnement dans lequel le relais temporisé fonctionnera :
- Exigences en matière de plage de température
- Tolérance à l'humidité
- Exposition à la poussière, aux produits chimiques ou aux vibrations
- Certifications spéciales nécessaires (par exemple, normes maritimes, ferroviaires)
Pour les applications exigeantes telles que les environnements ferroviaires ou maritimes, recherchez des relais dotés de certifications spécifiques telles que EN 45545-2:2013 (résistance au feu), EN 61373 (résistance aux vibrations et aux chocs) et EN 50155 (résistance à la température et à l'humidité).
7. Méthodes de programmation et de configuration
Les relais temporisés offrent différentes interfaces de programmation :
- Cadrans : Méthode traditionnelle utilisant des cadrans rotatifs pour régler la plage de temps, le réglage de l'heure et la fonction.
- Dipswitches : Utilisés pour ajuster les réglages de la fonction et de la plage de temps.
- Interfaces numériques : Affichages LCD avec joystick ou boutons de commande.
- Applications pour smartphones : Les relais temporisés modernes peuvent être configurés à l'aide de smartphones équipés de la technologie NFC.
Choisissez une méthode de programmation qui concilie la facilité d'utilisation et la précision requise pour votre application. Pour les applications où les réglages ne doivent pas être facilement modifiés, recherchez des modèles dotés de fonctions de verrouillage par code PIN afin d'empêcher les ajustements non autorisés.
Applications spécialisées des relais temporisés
Applications d'automatisation industrielle
Les relais temporisés sont couramment utilisés dans l'industrie pour.. :
- Contrôle des cycles de machines et des processus de production
- Synchronisation des différentes étapes de la fabrication
- Programmation des intervalles de maintenance et des opérations d'entretien
- Gérer le temps de travail des appareils pour éviter les surcharges
- Circuits de commande et de protection des moteurs
Systèmes d'automatisation et de contrôle des bâtiments
Dans l'automatisation des bâtiments, les relais temporisés contrôlent :
- Systèmes d'éclairage avec des exigences précises en matière de synchronisation
- Séquencement des systèmes CVC
- Systèmes d'irrigation pour jardins ou aménagements paysagers
- Fonctions du système de sécurité
Applications de contrôle des moteurs
Pour les applications impliquant des moteurs :
Les minuteries étoile-triangle (comme les séries 83.82 ou 80.82) simplifient le démarrage des moteurs triphasés en contrôlant les contacteurs connectés aux enroulements du moteur.
Ces minuteries spécialisées réduisent le nombre de contacts nécessaires et éliminent l'obligation d'alimenter séparément chaque sortie.
Sélection de relais temporisés par marque et qualité
Fabricants réputés de relais temporisés
La qualité varie considérablement d'un fabricant à l'autre. Les marques réputées pour leur fiabilité sont les suivantes
- Finder : Offre diverses solutions de relais temporisés avec différentes fonctions et options de montage.
- OMRON : Connu pour ses relais de haute performance tels que les séries G2R et MY.
- PHOENIX CONTACT : Fournit des relais industriels enfichables avec configuration manuelle.
- Allen Bradley : Relais temporisés de qualité industrielle pour les applications exigeantes.
- Fujitsu, TE-Connectivity et Phoenix Contact : Reconnus pour leur qualité et leur fiabilité.
Considérations relatives au coût et à la qualité
Il peut être tentant de choisir des options moins coûteuses, mais il faut y réfléchir :
- Les relais génériques "sans nom" provenant de marchés tels qu'Amazon ou AliExpress sont généralement moins fiables et peuvent tomber en panne prématurément.
- Les relais de qualité provenant de fabricants reconnus et disponibles auprès de distributeurs tels que Mouser, Digikey ou de fournisseurs spécialisés offrent une meilleure fiabilité, des spécifications documentées et une assistance technique.
Pour les applications critiques, en particulier celles qui impliquent une tension secteur ou une commande de moteur, il est fortement recommandé d'investir dans des relais de qualité supérieure provenant de fabricants reconnus.
Les relais temporisés de qualité coûtent généralement entre $20 et 60 euros, soit nettement plus que les solutions génériques, mais ils offrent une fiabilité et une sécurité accrues.
Installation et considérations de sécurité
Meilleures pratiques de câblage
Une installation correcte est essentielle pour un fonctionnement fiable :
- Suivre à la lettre les schémas de câblage du fabricant
- Utiliser un calibre de fil approprié à la charge contrôlée
- Envisagez d'ajouter des interrupteurs de fin de course pour des applications telles que la commande de treuil.
- Pour les applications critiques, envisagez de câbler deux relais en série pour assurer la redondance et améliorer la sécurité.
Précautions de sécurité
Lorsque vous travaillez avec des relais temporisés :
- S'assurer que l'alimentation électrique est coupée avant l'installation ou l'entretien.
- Vérifier que les tensions nominales correspondent à votre application
- Envisagez d'ajouter des optocoupleurs pour renforcer la sécurité dans les applications sensibles.
- Pour la commande de charges inductives (moteurs, solénoïdes), choisir des relais spécialement conçus pour ce type d'applications.
Conclusion
Le choix d'un relais temporisé adéquat nécessite un examen minutieux de plusieurs facteurs, notamment le type de fonction, la plage de temporisation, la compatibilité de tension, la capacité de charge, les options de montage, les conditions environnementales et les méthodes de programmation. En évaluant systématiquement ces critères en fonction des exigences spécifiques de votre application, vous pouvez sélectionner un relais temporisé qui assure un contrôle fiable et précis de la temporisation de vos systèmes électriques.
Pour les applications critiques, il est fortement recommandé d'investir dans des relais temporisés de qualité provenant de fabricants réputés, car les avantages en termes de fiabilité et de sécurité l'emportent largement sur le coût supplémentaire. Les relais temporisés modernes offrent une flexibilité incroyable grâce à leurs capacités multifonctionnelles, leurs larges plages de tension et leurs diverses options de programmation, ce qui en fait des composants polyvalents pour pratiquement toutes les applications de contrôle de la temporisation.
Qu'il s'agisse d'un système de contrôle industriel, de l'automatisation d'un bâtiment ou d'une machine spécialisée, le relais temporisé adéquat fournira des années de service fiable s'il est correctement sélectionné et installé.
