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Utilisation d’un relais Grove sur un Arduino : commandons un appareil 220V depuis notre arduino

Dans le tutoriel d’aujourd’hui, nous allons voir comment utiliser un relais pour commander un appareil fonctionnant en 220V depuis un Arduino. Quand je dis commander, il s’agit de l’allumer, ou de l’éteindre.

Pour cela, nous utiliserons un relais. Un relais est un composant qu’on pourrait comparer à une vanne : il peut soit laisser passer le courant, soit ne pas le laisser passer. Aujourd’hui nous utiliserons un relais « normally open », pour « ouvert par défaut ». Cela signifie que de base, le relais ne laisse pas passer le courant.

Si nous appliquons un signal de 5V, celui ci laissera passer le courant. Le courant qu’on contrôle peut avoir une tension de continue allant jusqu’à 30V ou une tension alternative de 250V max. En pratique, cela signifie qu’on peut contrôler du courant secteur!

Le relais grove

En premier lieu, voici le relais grove que j’utiliserai dans ce tutoriel. Il n’est pas très cher, et possède l’avantage de ne pas être « nu », c’est à dire qu’il est intégré sur une carte avec les composants nécessaires à son utilisation immédiate. Nous n’aurons donc pas besoin de soudures, ou de composants supplémentaires.

Je tiens à indiquer qu’ici, nous allons travailler avec le courant du secteur. Faites donc extrêmement attention, car cela peut être dangereux si vous faites n’importe quoi. Bien que nous commandons le courant depuis un Arduino, ce sera tout de même du « vrai » courant secteur, donc potentiellement mortel. Prenez les précautions d’usage, et ne travaillez pas sur un cicruit branché au secteur. Pensez à bien isoler vos câbles, et je vous conseille fortement de vérifier le fonctionnement sur un circuit utilisant une pile avant.

Principe général du relais

Revenons à nos moutons. Le relais. Un relais contient une bobine électrique, qui génère un champ magnétique. Quand le champ magnétique est en place, cela déplace une pièce métallique à l’intérieur du relais, de sorte que celle ci ouvre ou ferme un circuit électrique.

En pratique, cela implique que l’électronique de commande n’est JAMAIS en contact réellement avec le courant commandé; et quand on utilise un relais nu, il faut impérativement utiliser une diode anti-retour, sinon quand la bobine n’est plus alimentée, le champ magnétique qui s’effondre induit un courant de retour qui pourrait bien détruire votre microcontrôleur.

Heureusement pour nous, ici, nous avons un circuit complet et auto-suffisant. La diode anti retour est déjà présente, et nous avons même une petite LED indiquant que le courant passe.

Modification de la carte relais

Relais grove modifié, sans le connecteur

Relais grove modifié, sans le connecteur

Avant de pouvoir s’en servir, toutefois, une petite modification s’avère nécessaire. En effet, ce relais est prévu pour être piloté depuis les équipements grove, et nécessite un connecteur spécifique. Pas de problème : il suffit de prendre une petite pince plate, d’attraper le connecteur blanc (sans les broches métalliques), et de tirer dessus doucement. Ainsi le connecteur blanc visible sur la photo précédente sortira, et on aura accès directement aux broches. Il sera possible d’utiliser des « jumper wire » classiques.

Câblage

Nous pouvons alors distinguer 4 broches :

  • GND, qui sera connectée à la masse du circuit de commande (la masse du Arduino)
  • VCC, que l’on connectera au +5V du Arduino,
  • NC, qu’on ne connecte à rien,
  • et SIG, que l’ont connectera à l’une des sorties numériques du Arduino.
La dernière broche, SIG, sera la broche qui commandera l’allumage ou l’extinction du circuit commandé. En pratique, quand SIG est à l’état logique haut (5v), le courant pourra traverser le relais. Quand SIG est à l’état logique bas (0V), le relais ne laissera pas passer le courant.
En pratique, le connecteur vert sur le coté gauche sera connecté sur l’un des fils de la phase de votre dispositif secteur. Cela donnera le montage suivant :
Câblage du relais sur un Arduino
Les fils bleus et rouge foncé sont la phase 220V, le noir est connecté à la masse de l’Arduino, le rouge au +5V, et le jaune à n’importe quelle broche numérique de l’Arduino (dans mon cas j’ai choisi la 2).

Programmation

A partir de là, il suffit d’allumer votre Arduino, et de le programmer pour qu’il fasse un digitalWrite(HIGH,relayPin), ou relayPin est la broche numérique ou vous avez connecté le signal.
Dans ce cas, le relais s’allumera, la led qui est dessus s’allumera également, et vous entendrez un petit clic.
La lampe de notre schéma s’allumera à son tour.
Une idée intéressante serait de mettre une prise femelle plutôt que la lampe. Ainsi, cela vous permettrait de contrôler non pas une lampe, mais l’appareil que vous décidez de brancher sur cette prise!
Attention toutefois à ne pas mettre d’appareils consommant trop de courant, il y a une limite. Le relais est donné pour 7A, mais il n’est pas certain que le connecteur vert soit capable d’encaisser autant. Pour ma part, je commanderai des appareils de moins de 100W, et je chercherai les spécifications

À propos Amine MAGDICH

Animé par l'envie d'entreprendre, je déborde de curiosité pour le numérique et les nouvelles technologies. Sans cesse à la recherche de savoir, je pousse ma capacité d'apprentissage à son maximum, afin d'obtenir des compétences globales, répondant aux enjeux de la gestion humaine et technique d'un projet multimédia.

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