Le relais

Le relais est un composant électromécanique qui permet d'ouvrir ou fermer un contact.

Le relais comporte deux parties :

une bobine qui induit un champ magnétique lorsqu'elle est parcourue par un courant électrique. C'est la partie commande.
un contact ou interrupteur mis en mouvement lorsque le champ magnétique est présent. C'est la partie puissance. Le courant circulant à travers ce contact peut atteindre plusieurs Ampère.

Ces deux parties sont isolées électriquement (ce phénomène s'appelle l'isolation

galvanique) et présente l'avantage de protéger le microcontrôleur contre les éventuels problèmes de surtension ou surintensité pouvant apparaître sur la partie commande.

Pour choisir un relais, il faut connaître la tension de commande (tension continue comprise entre 5 et 24 V), son pouvoir de coupure (tension et courant de la partie puissance), le type de contact (NF : normalement fermé ou NO : normalement ouvert) et le nombre de contacts (1RT ou 2RT, R signifiant repos et T travail).

Sur l'image précédente, RL1 est un relais 1RT car il possède un contact unique dessiné toujours en position Repos. Lorsque la bobine sera alimentée, le champ magnétique attirera le contact en position Travail. RL2 est un relais 2RT avec deux contacts possédant chacun leur commun (broche vers le bas). Nous pouvons commander deux charges séparément avec ce type de relais.

Dans l'univers Arduino, le relais est utilisé lorsque nous avons besoin de piloter un composant consommant des courants relativement important. Nous le trouvons donc dans des applications robotiques, des thermostats pilotant des chauffages électriques.

Le courant circulant dans la bobine est de l'ordre de la centaine de mA. Pour rappel, une broche numérique de l'Arduino, configurée en sortie, ne peut délivrée que 40 mA au maximum. Il faut donc amplifier ce courant de sortie grâce à un transistor bipolaire.

Le schéma typique est le suivant :

La diode D1 protège le transistor Q1 lorsque celui-ci passe de l'état saturé à l'état bloqué. Lors de cette transition, l'énergie emmagasinée dans la bobine doit être évacuée par cette diode. Sans sa présence, le collecteur du transistor recevrait plusieurs centaines de Volt et cela l'endommagerait. Cette diode s'appelle une diode de roue libre.

Exemple :

Nous souhaitons commander un relais selon le schéma ci-dessus. Le relais est au repos pendant une seconde puis au travail pendant une seconde.

Liste du matériel :

1 Arduino Uno
1 plaquette d'essai
1 relais
1 transistor NPN (2N2222)
1 diode (1N4148)
1 résistance de 10 KΩ

Câblage :

Programme :

/* Relais est un programme qui active un relais branché sur la broche N°4.*/

#define relais 4 // affectation des broches

void setup()
{
pinMode(relais, OUTPUT); // la broche relais est en sortie
}

void loop()
{
digitalWrite(relais, LOW); // le relais est au repos
delay(1000);      // pendant 1 s
digitalWrite(relais, HIGH);    // le relais est au travail
delay(1000);      // pendant 1 s
}