Dans ce tutoriel, je vais vous montrer comment utiliser un relais avec Arduino et comment fonctionnent les relais. À la fin de ce tutoriel, vous aurez toutes les connaissances nécessaires pour interfacer des relais avec Arduino. Vous pourrez ainsi contrôler des moteurs, des interrupteurs d’alimentation et d’autres applications à haute puissance.
La première partie de l’article couvre les bases du relais et des connexions de la carte relais. Je continuerai ensuite avec le projet Arduino où vous piloterez un relais pour contrôler un circuit en courant continu.
À la fin de l’article, vous trouverez tous les détails pour contrôler un circuit en courant alternatif (lampe 230 V, variateur, etc.) avec Arduino.
Commençons !
1 : Composants nécessaires pour contrôler un relais avec Arduino
Composants matériels
- Arduino Uno Rev3 x 1
- Relay Module x 1
- Dupont wire x 3
- Arduino USB cable x 1
- Batteries (ou alimentation DC)
- Battery connector
Outils
- Screwdriver (pour connecter les fils au module relais) x 1
- DC motor (charge) x 1
Logiciel
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Vous pourrez réaliser le projet avec les éléments listés ci-dessus. Je vous conseille de lire d’abord l’article en entier pour comprendre les connexions, les conseils de sécurité et d’autres astuces utiles.
Vous programmerez l’Arduino pour contrôler la carte relais. La carte relais allumera ou éteindra ensuite la charge.
Bases du relais
Les relais sont utiles lorsque vous devez contrôler un circuit avec un signal basse puissance (par exemple une broche digitale Arduino).
Il existe différents types de relais pour diverses applications. Le relais mécanique comprend une bobine qui, lorsqu’elle est activée, ferme ou ouvre l’interrupteur (grâce aux propriétés magnétiques de la bobine).
Les relais à semi-conducteurs (SSR) sont moins encombrants et ne comportent pas de pièces mobiles.
Voici un exemple de relais 5 V.
Exemple de fiche technique – OMIH-SH-112L,394
J’ai pris l’image de la fiche technique ci-dessus. Si vous prévoyez une charge DC, le courant maximal supporté par le relais est de 16 A.
Selon le type de charge, vous devez aussi le déclasser (choisir un relais avec un courant nominal bien supérieur au courant de la charge).
Paramètres importants
Je vais vous présenter les paramètres les plus importants à vérifier avant d’acheter un relais pour votre application.
- Tension de commutation – Chaque relais a une tension nominale distincte pour le courant alternatif et continu. Vous devez vous assurer que la charge à piloter nécessite une tension inférieure à la tension de commutation du relais.
Exemple : si je veux piloter un moteur DC 9 V avec le relais, je choisirai un relais avec une tension de commutation de 12 V ou plus.
- Courant nominal des contacts – Ce courant doit être supérieur au courant maximal attendu de la charge.
- Tension de la bobine – C’est la tension nécessaire pour activer le relais. Vous ne pouvez pas fournir plus de 5 V avec Arduino. Vous pouvez donc utiliser un circuit similaire à celui ci-dessous pour fournir les 12 V nécessaires au relais.
Fonctionnement
Le transistor agit comme un interrupteur. Vous pouvez utiliser une broche digitale Arduino pour contrôler le transistor. Ce circuit est nécessaire si vous pilotez un relais seul et non une carte relais.
À la fin de l’article, vous verrez les avantages d’utiliser des relais et des modules relais.
Lorsque vous envoyez un niveau logique 1 sur la broche de sortie digitale de l’Arduino, le transistor s’active. Quand le transistor est activé, le relais reçoit la tension de bobine (VCC) et s’active.
Pour éteindre le relais, vous devez envoyer un niveau logique 0 au transistor. Une fois le transistor éteint, la tension de la bobine du relais tombe à zéro. La charge est alors déconnectée.
Vous devez utiliser une diode en parallèle avec la bobine du relais. Cela protège à la fois le transistor et l’Arduino.
Quand le relais est activé, la bobine stocke de l’énergie sous forme de champ magnétique. Lorsque le relais s’éteint, cette énergie magnétique se dissipe sous forme de haute tension. La diode de roue libre agit comme un clamp et fournit un chemin pour que la bobine décharge cette énergie en toute sécurité.
Pour différents types de circuits de commande de relais, je vous recommande de consulter the relay switch circuit tutorials.
2 : Instructions étape par étape
Je vais d’abord souligner les détails importants des broches et des connexions. Les étapes suivantes vous guideront pas à pas pour réaliser ce projet.
Informations sur le brochage
| Arduino UNO | Carte relais |
| 5 V | (+) Alimentation positive |
| GND | (-) Alimentation négative |
| BROCHE 7 | Broche S (broche d’entrée) |
Vous trouverez la description des broches côté charge du module relais dans le tableau ci-dessous.
| Broche de la carte relais | Description |
| NO | Normalement Ouvert – Cette broche est connectée à la broche COM lorsque le relais est activé. |
| COM | Commun |
| NC | Normalement Fermé – Cette broche est connectée à la broche COM lorsque le relais est désactivé. |
Étape 1 : Câblage entre Arduino et la carte relais
Dans cette étape, je vais vous montrer le câblage nécessaire entre Arduino et le relais.
1) Prenez un jumper (câble Dupont) et connectez une extrémité à la BROCHE 7 de l’Arduino
2) Connectez l’autre extrémité du jumper à la broche S du module relais. La connexion ressemblera à l’image ci-dessous
3) Faites une connexion entre la broche 5 V de l’Arduino et la broche (+) du module relais
4) Faites une connexion entre la broche GND de l’Arduino et la broche (-) du module relais
Vous trouverez trois broches GND sur l’Arduino UNO. Vous pouvez vous connecter à celle qui est la plus accessible.
Vous avez maintenant terminé les connexions entre l’Arduino UNO et le module relais.
Dans les étapes suivantes, nous connecterons le module relais à la charge.
Étape 2 : Câblage de la carte relais à l’alimentation et à la charge
Dans cette étape, je vais vous montrer comment connecter une alimentation 9 V et la charge au module relais. J’ai pris un moteur DC comme exemple pour la démonstration.
1) Connectez la borne positive de la batterie 9 V à la broche NO du module relais
La partie commutation du relais est électriquement isolée du côté pilote (où vous avez connecté l’Arduino).
Cette isolation protège l’Arduino des hautes tensions et des charges connectées au relais.
2) Connectez la broche C (commune) du module relais à la borne positive du moteur DC
Vous pourrez identifier les bornes positive et négative du moteur DC grâce à la couleur des fils.
Le fil rouge est la borne positive et le fil noir la borne négative du moteur DC.
3) Connectez la borne négative de la batterie au moteur DC
Étape 3 : Schéma complet de câblage pour utiliser un relais avec Arduino
Vous pouvez utiliser le schéma de connexion pour vérifier vos branchements une nouvelle fois ! Si rien ne se passe, assurez-vous d’avoir demandé à l’Arduino de basculer la BROCHE 7 pour que le relais alterne entre les états ON et OFF.
Vous trouverez le code Arduino à l’étape suivante !
Les mêmes étapes s’appliquent pour une alimentation 12 V ou 9 V ! Assurez-vous toujours que la puissance nominale du relais est supérieure à la tension d’alimentation.
Lorsque vous travaillez avec le courant alternatif secteur, vous devez être très prudent. Faites toujours les connexions avec le secteur débranché. La haute tension est très dangereuse, la sécurité passe toujours en premier !
Vous devez toujours isoler les extrémités des câbles et fournir une protection pour éviter que quelqu’un touche accidentellement la partie relais.
Étape 4 : Sketch Arduino pour utiliser un relais avec Arduino
Le sketch bascule le relais ON et OFF toutes les secondes. C’est un sketch simple pour la démonstration.
Dans des applications réelles, vous pouvez piloter le relais pour allumer une lumière quand un mouvement est détecté ou démarrer un moteur lorsque le niveau d’eau est en dessous d’un certain seuil !
Les relais sont utilisés partout autour de vous !
- Ouvrez l’IDE Arduino
- Copiez et collez le code ci-dessous dans l’éditeur Arduino
- Connectez l’Arduino au PC avec le câble USB
- Programmez l’Arduino
#define RELAY_PIN 7
void setup() {
// initialize digital pin RELAY_PIN as an output.
pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
}
// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // turn the RELAY on
delay(1000); // wait for a second
digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // turn the RELAY off
delay(1000); // wait for a second
}
3 : Relais ou carte relais ? Lequel choisir ?
Les modules relais sont équipés de circuits et composants supplémentaires montés sur une carte. Je choisirais le module relais pour des prototypes rapides pour les raisons suivantes.
- Fourni avec des connecteurs faciles à utiliser
- Contient toute la circuiterie de commande nécessaire
- Certains modules ont une LED indiquant l’état du relais
- Facile à fixer (trous de montage présents)
- Gain de temps pour le prototype
Je vous expliquerai aussi pourquoi je choisirais un relais simple.
- Gain de beaucoup d’espace
- Tous les relais dont vous avez besoin ne sont pas disponibles en module
- Je peux concevoir ma propre circuiterie de commande et en être sûr
Ainsi, connecter Arduino à un relais simple ou à une carte relais présente chacun des avantages uniques !
Conclusion
Dans cet article, j’ai couvert les bases du relais et les paramètres importants à vérifier. J’ai aussi montré comment réaliser la connexion entre Arduino et un module relais avec un moteur DC en exemple.
N’hésitez pas à poser vos questions dans la section commentaires.
