Parfois, vous voulez que votre Arduino contrôle des appareils alimentés en courant alternatif comme des lampes, des ventilateurs ou d’autres appareils domestiques. Mais comme l’Arduino fonctionne à 5 volts, il ne peut pas contrôler directement ces appareils à tension plus élevée.
C’est là qu’intervient le module relais. Vous pouvez utiliser un module de relais pour contrôler le secteur alternatif et Arduino pour contrôler le relais.
Ce tutoriel vous guide à travers la façon de configurer le module de relais à un canal pour allumer une lampe ou un autre appareil, mais commençons par une courte introduction aux relais.
Comment fonctionnent les relais ?
Un relais est un interrupteur électromagnétique actionné par un courant relativement faible qui peut contrôler un courant beaucoup plus important.
Voici une animation simple qui illustre comment le relais utilise un circuit pour allumer un autre circuit.
Initialement, le premier circuit est mis hors tension et aucun courant ne le traverse jusqu’à ce que quelque chose (soit un capteur ou la fermeture d’un interrupteur) l’allume. Le deuxième circuit est également éteint.
Quand un petit courant circule dans le premier circuit, il active l’électroaimant, qui génère un champ magnétique tout autour de lui.
L’électroaimant excité attire vers lui un contact dans le deuxième circuit, ce qui ferme l’interrupteur et permet à un courant beaucoup plus important de circuler dans le deuxième circuit.
Lorsque le courant cesse de circuler, le contact remonte à sa position initiale, ce qui coupe à nouveau le second circuit.
Notions sur les relais
Typiquement, le relais a 5 broches, dont trois sont des bornes haute tension (NC, COM et NO) qui se connectent au dispositif que vous voulez contrôler.
L’électricité du secteur entre dans le relais par la borne commune (COM). Alors que l’utilisation des bornes NC & NO dépend de la volonté d’allumer ou d’éteindre le dispositif.
Entre les deux broches restantes (bobine1 et bobine2), il y a une bobine qui agit comme un électroaimant.
Lorsque le courant traverse la bobine, l’électroaimant se charge et déplace les contacts internes de l’interrupteur. À ce moment-là, la borne normalement ouverte (NO) se connecte au commun (COM) et la borne normalement fermée (NC) se déconnecte.
Lorsque le courant cesse de circuler dans la bobine, le contact interne revient à son état initial, c’est-à-dire. la borne normalement fermée (NC) se connecte au commun (COM), et la borne normalement ouverte (NO) se rouvre.
C’est ce qu’on appelle un interrupteur unipolaire à double détente (SPDT).
Module relais à un canal
Pour ce tutoriel, nous allons utiliser un module relais à un canal. Cependant il existe d’autres modules à deux, quatre et huit canaux. Vous pouvez choisir celui qui correspond le mieux à vos besoins.
Ce module est conçu pour commuter uniquement un seul dispositif à haute puissance à partir de votre Arduino. Il possède un relais évalué jusqu’à 10A par canal à 250VAC ou 30VDC.
Les LED
Il y a deux LED sur le module de relais indiquant la position du relais.
La DEL d’alimentation s’allume lorsque le module est alimenté. La DEL d’état s’allumera lorsque le relais est activé.
Bloc de connexion de sortie
Nous avons trois canaux du relais répartis sur des bornes à broches à vis bleues. Les canaux sont étiquetés pour leur fonction : commun (COM), normalement fermé (NC) et normalement ouvert (NO)
Les noms expliquent l’état du canal par rapport à l’interrupteur au repos.
COM (Commun) : C’est la broche que vous devez connecter au signal (l’électricité du secteur dans notre cas) que vous prévoyez de commuter.
NC (Normally Closed) : Une configuration normalement fermée est utilisée lorsque vous souhaitez désactiver le relais par défaut. Dans cette configuration, le relais est toujours fermé et reste fermé jusqu’à ce que vous envoyiez un signal de l’Arduino au module relais pour ouvrir le circuit.
NO (Normally Open) : Une configuration normalement ouverte fonctionne dans l’autre sens dans lequel le relais est toujours ouvert jusqu’à ce que vous envoyiez un signal de l’Arduino au module relais pour fermer le circuit.
Pins de contrôle
De l’autre côté du module, il y a trois broches – une broche Ground et une broche VCC pour alimenter le module et une broche d’entrée IN pour contrôler le relais.
La broche d’entrée est active basse, ce qui signifie que le relais sera activé lorsque vous tirerez la broche BASSE et qu’il deviendra inactif lorsque vous tirerez la broche HAUT.
Brochage du module relais à un canal
Regardons le brochage du module relais à un canal.
Pins de commande:
La broche IN est utilisée pour commander le relais. C’est une broche active basse, ce qui signifie que le relais sera activé lorsque vous tirerez la broche BASSE et qu’il deviendra inactif lorsque vous tirerez la broche HAUT.
GND est la connexion de masse.
La broche VCC alimente le module.
Borne de sortie :
La broche COM est connectée au signal que vous envisagez de commuter.
La brocheNC est connectée à la broche COM par défaut, à moins que vous n’envoyiez un signal de l’Arduino au module relais pour rompre la connexion.
La broche NO est ouverte par défaut, sauf si vous envoyez un signal de l’Arduino au module relais pour établir la connexion.
Câblage du module relais à un canal avec Arduino UNO
Maintenant que nous savons tout sur le module relais, il est temps de le mettre en service !
Avertissement:
Cette carte interagit avec une haute tension alternative. Une utilisation incorrecte ou inadéquate pourrait entraîner des blessures graves ou la mort. Elle est donc destinée aux personnes expérimentées autour, et connaissant la HAUTE tension alternative.
Configurons notre module relais pour allumer une lampe.
Débutons en connectant la broche VCC du module au 5V de l’Arduino et la broche GND à la masse. Connectez la broche numérique #6 à la broche d’entrée IN pour contrôler le relais.
Vous devrez également placer le module de relais en ligne avec le dispositif alimenté en courant alternatif (lampe dans notre cas) que vous essayez de contrôler. Vous devrez couper votre ligne CA sous tension et connecter une extrémité du fil coupé (provenant du mur) à COM et l’autre à NC ou NO en fonction de ce que vous voulez que l’état de repos de votre appareil soit.
Si votre appareil CA va être éteint la plupart du temps, et que vous voulez occasionnellement l’allumer, vous devriez connecter l’autre à NO. Connectez à NC si l’appareil sera allumé la plupart du temps.
Pour ce projet, nous voulons que notre lampe soit éteinte au repos et allumée lorsque nous activons le relais, nous mettrons donc une extrémité en COM et l’autre en NO.
L’illustration suivante montre le câblage.
Code arduino
Maintenant que notre matériel est configuré, regardons le code qui allume la lampe.
Voici le code simple qui va allumer la lampe pendant 3 secondes et la garder éteinte pendant les 3 secondes suivantes.
int RelayPin = 6;void setup() {// Set RelayPin as an output pinpinMode(RelayPin, OUTPUT);}void loop() {// Let's turn on the relay...digitalWrite(RelayPin, LOW);delay(3000);// Let's turn off the relay...digitalWrite(RelayPin, HIGH);delay(3000);}Explication du code :
Contrôler un module relais avec l’Arduino est aussi simple que de contrôler une LED. Le sketch commence par déclarer la broche à laquelle est connectée la broche d’entrée du module relais.
int RelayPin = 6;Dans la fonction de configuration, nous définissons cette broche comme étant une sortie.
pinMode(RelayPin, OUTPUT);Maintenant, dans la fonction de boucle, nous allumons/éteignons le dispositif en tirant respectivement la broche du relais vers le BAS/HAUT.
digitalWrite(RelayPin, LOW) tire la broche LOW tandis que digitalWrite(RelayPin, HIGH) tire la broche HIGH.
digitalWrite(RelayPin, LOW);delay(3000);digitalWrite(RelayPin, HIGH);delay(3000);.