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Utilisation d'un module relais 5V (déclenchement bas) avec Arduino

Dans ce tutoriel, nous allons explorer comment utiliser un module de relais 5V avec un Arduino, en nous concentrant spécifiquement sur un relais à basse tension. Un relais vous permet de contrôler des dispositifs haute tension avec un microcontrôleur basse tension, ce qui en fait un élément essentiel pour divers projets d'automatisation. À la fin de ce tutoriel, vous serez capable d'allumer et d'éteindre un relais à l'aide de votre Arduino, ce qui peut être appliqué pour contrôler des lumières, des moteurs et d'autres dispositifs.

Pour y parvenir, nous allons écrire un simple programme Arduino qui active et désactive le relais à intervalles réguliers. Ce projet est simple et idéal pour les débutants souhaitant comprendre comment les relais fonctionnent avec les microcontrôleurs (dans la vidéo à 00:30).

Charge maximale en puissance

La puissance nominale de votre relais 5V, étiqueté pour 10 ampères, n'est pas déterminée par la tension de sa propre bobine mais par le courant maximum qu'il peut commuter en toute sécurité pour la charge (appareil) que vous contrôlez. Le "5V" fait référence à la tension requise pourénergiser la bobine du relais, tandis que le "10A" est soncote de contactle courant maximum que l'interrupteur interne peut supporter. Pour calculer la puissance de charge maximale (en watts) que le relais peut connecter ou déconnecter, vous multipliez la capacité de courant du relais (10A) par la tension du circuit que vous commandez. Par exemple, en commandant un appareil 100V CA : 10A × 100V = 1000W. Pour un accessoire de voiture 12V CC : 10A × 12V = 120W.Il est crucial de toujours s'assurer que la tension du circuit que vous commutnez ne dépasse pas la tension de contact maximale spécifiée du relais, qui est une spécification séparée, plus élevée (par exemple, 250V AC) indiquée dans sa fiche technique.Par conséquent, votre relais peut contrôler une charge allant jusqu'à 10A, à condition que la tension de la charge soit dans les limites de tension des contacts du relais, et vous calculez la puissance correspondante à partir de là.

Matériel expliqué

Les principaux composants nécessaires à ce projet incluent une carte Arduino, un module relais 5V et des fils de liaison. La carte Arduino sert de cerveau à l'opération, envoyant des signaux au module relais pour contrôler son état. Le module relais est conçu pour allumer ou éteindre des appareils en contrôlant le côté haute tension avec un signal basse tension provenant de l'Arduino.

Chaque module de relais comprend généralement un opto-isolateur pour l'isolation entre les circuits à basse et haute tension, protégeant l'Arduino des pics de tension et de la contre-EMF. Dans notre cas, nous utiliserons un relais à faible déclenchement, ce qui signifie qu'il est activé lorsque le signal de contrôle est réglé sur LOW.

Qu'est-ce qu'un relais ?

Un relais est un interrupteur électromagnétique qui utilise un petit courant électrique pour contrôler un courant beaucoup plus important, isolant en toute sécurité différentes parties d'un circuit. Comme le montrent les diagrammes, il a deux parties principales : lespiraleet lecontacts. Lorsque vous connectez la batterie 5V à travers le petit interrupteur, l'électricité traverse la bobine du relais. Cela transforme la bobine en un électroaimant, qui tire physiquement l'interrupteur interne lecontacts-fermé. Cette action connecte un circuit séparé à haute puissance. En essence, le petit signal de 5V provenant de la batterie et de l'interrupteur agit comme une télécommande, vous permettant d'utiliser un circuit sécurisé à basse tension pour allumer et éteindre un appareil puissant à haute tension sans que les deux courants ne se mélangent directement.

Détails de la fiche technique

• Assurez une dissipation de chaleur adéquate lors de l'utilisation de charges élevées.
• Utilisez une alimentation séparée pour les appareils haute tension.
• Vérifiez les câblages pour éviter les courts-circuits.
• Confirmez que les spécifications du relais correspondent à votre charge prévue.
• Testez le relais avec un multimètre avant de connecter la haute tension.

Instructions de câblage

Pour câbler le module de relais, commencez par connecter la broche VCC du module de relais à la broche 5V de l'Arduino. Ensuite, connectez la broche GND du module de relais à la broche GND de l'Arduino. La broche de contrôle du relais, souvent étiquetée comme IN, doit être connectée à une broche numérique de l'Arduino, par exemple, la broche 8. Cette configuration permet à l'Arduino de contrôler l'état du relais.

Une fois le câblage terminé, vous aurez le VCC et la masse fournissant l'alimentation au module de relais, tandis que la broche de contrôle enverra des signaux pour activer et désactiver le relais. Assurez-vous que les connexions sont sécurisées pour éviter tout problème intermittent pendant le fonctionnement. Si vous utilisez une carte Arduino différente, assurez-vous de mapper la broche de contrôle en conséquence.

Exemples de code et guide étape par étape

int relayPin = 8; // define output pin for relay

void setup() {
  pinMode(relayPin, OUTPUT); // define pin 8 as output
}

void loop() {
  digitalWrite(relayPin, LOW); // turn the relay ON
  delay(500); // wait for 500 milliseconds
  digitalWrite(relayPin, HIGH); // turn the relay OFF
  delay(500); // wait for 500 milliseconds
}

Dans le code, nous commençons par définir la broche de sortie pour le relais avecrelayPinréglé sur 8. Dans lesetup()fonction, nous configurons cette broche comme une SORTIE. Leloop()La fonction bascule en continu l'état du relais en écrivant LOW sur la broche, le mettant EN MARCHE, puis en écrivant HIGH, le mettant hors tension après un délai de 500 millisecondes.

Démonstration / À quoi s'attendre

Une fois le câblage et la programmation terminés, vous devriez observer le relais cliquer toutes les demi-secondes. Cela indique que l'Arduino contrôle correctement le relais. Si vous connectez un appareil haute tension au relais, il doit s'allumer et s'éteindre en synchronisation avec l'état du relais. Assurez-vous que le relais est noté pour la tension et le courant de l'appareil que vous contrôlez afin d'éviter tout dommage (dans la vidéo à 02:15).

Les pièges courants incluent un câblage incorrect, ce qui peut entraîner un fonctionnement inattendu du relais. De plus, assurez-vous d'utiliser un relais à déclenchement bas ; sinon, vous devrez peut-être ajuster le code pour tenir compte d'un relais à déclenchement haut.

Horodatage vidéo

• 00:00Introduction au projet
• 00:30Aperçu du matériel
• 01:15Instructions de câblage
• 02:15Démonstration du relais en action

Images

5V LOW-LEVEL trigger relay

Relay wiring when load is OFF

Relay wiring when load is ON

5V HIGH-level trigger relay module

controlling_Relay_AC_bulb_wiring_low_trigger

5V LOW-LEVEL trigger relay

Relay wiring when load is OFF

Relay wiring when load is ON

5V HIGH-level trigger relay module

controlling_Relay_AC_bulb_wiring_low_trigger