Piloter des appareils électriques avec un relais et une Pi Pico avec du code Arduino
(Mis à jour le 19/01/2023)
Si vous voulez faire de la domotique, le relais est le module incontournable pour contrôler des appareils ménagers. La dernière version de la Rasperry Pi Pico W intègre un module Wi-Fi.
Avertissement
Manipuler des tensions secteurs est extrêmement dangereux. Si vous devez les utiliser, faites-le avec une extrême prudence. Je vous recommande vivement d’utiliser des modules relais de qualité professionnelle pour une utilisation permanente et de faire vérifier votre installation par un professionnel avant utilisation.
Prendre en main un relais
Un relais est très simple à utiliser, surtout lorsqu’il est vendu sous forme de module qui contient un circuit élémentaire.
Note
Je vous encourage vivement à choisir un module complet qui intègre un relais avec son circuit minimal, plutôt que d’utiliser le relais seul et de fabriquer vous-même le circuit pour la partie logique (le relais lui-même ne peut pas être placé sur une breadboard et ne doit pas non plus l’être pour des raisons de sécurités évidentes).
Présentation et fonctionnement d’un relais
Si vous n’avez jamais utilisé de relais auparavant ou si vous souhaitez simplement comprendre comment cela fonctionne, ses cas d’utilisation et ses limites, je vous conseille vivement de lire l’article plus théorique sur le fonctionnement d’un relais .
Très brièvement, un relais est un interrupteur mécanique que l’on peut contrôler grâce à la Raspberry Pi Pico pour allumer / éteindre un circuit électrique annexe soit en courant continu (bandes de LED RGB, pompes), ou soit des appareils connectés au secteur 220V (ventilateurs, lumières, chauffages, moteurs).
Branchement avec le relais SRD-05VDC-SL-C
La plupart des kits Arduino utilisent le relais SRD-05VDC-SL-C du fabricant Songle. Ces modules se déclinent en 2 catégories : un module avec un unique relais et un autre avec plusieurs relais en même temps. Donc si vous avez besoin de piloter séparément plusieurs circuits de puissance, il est intéressant de prendre un module à plusieurs canaux.
Note
Ce relais est fait pour être alimenté en 5V (ou en 3.3V pour le modèle SRD-03VDC- SL-C).
Avertissement
Contrairement à un schéma avec un transistor, la masse de la partie logique et de la partie puissance est complètement séparée. Il est donc très important de ne pas les connecter, surtout pour des tensions à 220V alternatif qui n’ont pas de masse !
Module Relais |
Raspberry Pi Pico |
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Sur le modèle SRD-05VDC-SL-C , il y a 3 broches pour piloter le relais :
La broche
S, tout à gauche, doit être connectée à une broche de la Pi Pico (iciGP0). Elle permet d’envoyer un signal pour piloter le relais.La broche du milieu est l’alimentation qui doit être reliée au
5Vde la Pi Pico (ou3V3pour le modèle SRD-03VDC- SL-C).La dernière broche, représentée par
-est la masse, qui doit être connectée à une brocheGND.
Le relais dispose d’un bornier à 3 plots en sortie côté puissance :
NC: Contact Normalement Fermé.COM: La broche du milieu, appelé commun (COM).NO: Contact Normallement Ouvert.
L’appareil devra être connecté aux bornes COM et NO ou NC du relais en fonction de votre application. En choisissant NO , le circuit sera ouvert par défaut (aucun courant électrique ne circulera). Le courant ne circulera que lorsqu’un signal sera envoyé au relais.
D’un autre côté, avec la combinaison COM et NC , le circuit sera fermé par défaut ce qui signifie que l’appareil sera alimenté. Quand le relais est activé, le circuit s’ouvrira et l’appareil ne sera plus alimenté.
C’est plus sage de choisir le mode le moins risqué en cas de dysfonctionnement (ou si le relais est hors service). Par exemple, si c’est pour alimenter une résistance chauffante, le mieux est que le circuit soit ouvert si le relais ne fonctionne plus.
Note
Je vous recommande d’utiliser COM et NO si l’objectif est d’allumer ponctuellement un appareil (lampe, moteur, pompe).
Voici un exemple avec un relais qui allume un ventilateur d’ordinateur :
Les bornes NO et COM sont utilisées pour cette configuration
Contrôler le relais avec du code Arduino sur la Pi Pico
Pour le coup, le code Arduino est très simple, c’est comme si on voulait allumer et éteindre une LED: c’est identique au fameux sketch blink . Pas besoin d’installer de librairies tierces.
#define RELAIS 0
void setup() {
pinMode(RELAIS,OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(RELAIS, HIGH); // Le circuit est fermé pendant 200ms
delay(200);
digitalWrite(RELAIS,LOW); // Le circuit est ouvert pendant 5s
delay(5000);
}
Note
Le relais se contrôle en tout ou rien (0V ou 5V) et pas avec un signal PWM à tension réglable.
Et voici ce que cela donne avec le circuit proposé :
Note
Si c’est pour allumer/éteindre très fréquemment un moteur, alors un montage avec transistor serait plus approprié.
Des modules relais avancés multicanaux
Une variété de modules relais est disponible, qui vont de 1 à 8 canaux. Chaque module peut contrôler un nombre correspondant de sorties de manière indépendante. Ils utilisent généralement aussi le même relais bleu SRD-05VDC-SL-C.
Séparer complètement la Pi Pico du relais avec des optocoupleurs
Sur les modèles à plus de deux canaux, il y a généralement un optocoupleur intégré qui permet d’isoler complètement le relais de votre Pico.
Note
Un optocoupleur est un dispositif qui sépare complètement un signal logique en utilisant un signal lumineux avec un émetteur et récepteur pour la conversion.
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