( Dernière Mise À Jour Le : Septembre 14, 2021)
Table des Matières
Types de Relais, Description:
Types de relais et comment les utiliser – Les relais sont disponibles dans différentes formes, tailles, tensions et valeurs nominales de courant. Nous avons principalement deux types de relais relais électromécaniques et relais à semi-conducteurs. Dans cet article, je vais vous expliquer 5 différents types de relais conçus pour des applications à faible et à forte charge. Dans l’image ci-dessus, vous pouvez voir clairement que le relais de couleur blanche est le relais SSR ou à semi-conducteurs, tandis que les 4 relais restants sont les relais électromécaniques. Sur ces 4 relais, 2 sont du type SPDT « Unipolaire et Double Jet » et les deux autres relais sont du type DPDT « Double Pôle et Double Jet ».
Commençons donc par les relais électromécaniques et apprenons à contrôler ces relais avec et sans Arduino ou toute autre carte contrôleur et à la fin, nous apprendrons ce qu’est un relais à semi-conducteurs et comment l’utiliser pour contrôler des charges d’ampères élevées.
Attention!!!
110 / 230VAC peut être vraiment dangereux. Je vous recommande fortement de porter des gants de protection et d’effectuer de telles expériences en présence d’un partenaire. Ne touchez pas les contacts du relais et les autres pièces du circuit lorsqu’elles sont allumées.
Sans plus tarder, commençons !!!
Liens d’achat Amazon:
Adaptateur 12v:
Arduino Uno
Arduino Nano
Relais de puissance 100A, relais de type SPDT 12VDC:
Relais de type DPDT Omron 24VDC:
Relais de type DPDT HKE 12VDC 5A:
Fotek SSR-25 DA, Relais à semi-conducteurs:
Relais SPDT 12V 10A:
Autres Outils et composants:
Super Kit de démarrage pour débutants
Oscilloscopes numériques
Alimentation variable
Multimètre numérique
Kits de fer à souder
Petites perceuses portatives PCB
* Veuillez noter: Ce sont des liens d’affiliation. Je peux faire une commission si vous achetez les composants via ces liens. J’apprécierais votre soutien de cette manière!
Types de relais électromécaniques:
Il s’agit de quatre types de relais différents; de formes, de tailles et de configuration de broches différentes. Peu importe le type de relais électromécanique que vous utilisez, le principe de fonctionnement est exactement le même. Tout ce dont vous avez besoin est de connecter la tension souhaitée aux contacts de la bobine du relais, qui peuvent être de 5V à 48 volts, et cela est normalement imprimé sur le relais. Le type de relais que j’utilise peut être utilisé en 12Vdc et 24Vdc. Lorsque vous connectez la tension aux broches de la bobine de relais, vous entendrez le son de repli.
Pour contrôler ces relais automatiquement à l’aide d’une carte Arduino ou ESP8266, ou ESP32, ou de toute autre carte contrôleur, vous devrez créer un circuit pilote. Pour la meilleure compréhension, je vais faire un circuit de pilote qui peut être utilisé pour contrôler tous ces relais. Discutons de chaque relais en détail.
Relais de type SPDT 12V:
Il s’agit du relais de type « Unipolaire et Double jet » SPDT 12V. Normalement, j’utilise ces types de relais pour contrôler les charges CA. Les spécifications du relais sont imprimées sur le dessus. 12VDC signifie que ce relais peut être contrôlé à l’aide de 12 volts, c’est la tension utilisée pour alimenter la bobine du relais. Cette tension reste complètement isolée de la tension connectée aux contacts communs et normalement fermés ou normalement ouverts du relais.
À 250VAC, il peut gérer un courant de charge CA jusqu’à 7 ampères, des charges CA 10A à 125VAC et des charges CA 12A à 120VAC. Ce relais peut également être utilisé pour contrôler des charges CC jusqu’à 28VDC avec un courant de charge jusqu’à 10 ampères.
Configuration des broches de relais de type SPDT:
La configuration des broches de ces types de relais est exactement la même, même si vous utilisez un relais 5v.
Ce relais comporte au total 5 broches ou contacts, 3 contacts d’un côté et 2 contacts de l’autre côté. Parmi les trois contacts du côté gauche, celui du milieu est le contact commun, tandis que les deux autres contacts sont les contacts de bobine. Sur le côté droit, nous pouvons voir deux contacts NC et NO. NC est le contact Normalement fermé et NO est le contact Normalement ouvert. Les contacts de bobine sont complètement isolés du contact commun, contact normalement fermé et contact normalement ouvert. En termes simples, il n’y a pas de connexion physique entre les contacts des bobines et les autres contacts du relais.
Vous pouvez vérifier ce relais en connectant 12V et GND avec les contacts de bobine de relais de bobines. La bobine de relais n’a pas de polarité, donc peu importe le côté de la bobine que vous connectez au 12VDC et le côté que vous connectez au GND.
Conception de Pilote de Relais:
Pour contrôler ce relais automatiquement, nous devrons faire le circuit du pilote. Avec l’aide du circuit de commande, nous pouvons contrôler le relais 12V en utilisant des cartes contrôleurs compatibles 3.3V et 5V comme par exemple ESP8266 et ESP32 qui sont 3.3V et les cartes Arduino sont 5V.
Pour la conception du pilote de relais, vous devez savoir combien de courant est nécessaire pour alimenter la bobine de relais. Pour cela, vous devrez trouver la résistance de la bobine à l’aide d’un multimètre numérique. Réglez le bouton de sélection du multimètre numérique sur la résistance. Connectez les deux sondes du multimètre numérique aux contacts de bobine du relais.
Comme vous pouvez le voir, la résistance de la bobine est de 405 ohms. Maintenant, en utilisant la formule V = IR, nous pouvons trouver le courant en milliampères, nécessaire pour alimenter la bobine de relais.
V = IR
I = V / R
I = 12/405
I =.029
I = 29mA
Pour alimenter ce relais, vous aurez besoin de 29mA. Vous pouvez maintenant utiliser n’importe quel transistor de type NPN ou PNP à usage général dont le courant de collecteur est supérieur au courant de la bobine de relais. Mon choix est le transistor NPN 2n2222, car si vous vérifiez la fiche technique, vous constaterez que ce transistor NPN est capable de gérer le courant jusqu’à 800mA.
De plus, le transistor NPN 2n2222 est bon marché et c’est comme un cafard disponible partout.
Schéma de circuit du Pilote de relais:
Il s’agit du circuit pilote de relais. Un côté de la bobine de relais est connecté aux 12 volts tandis que l’autre côté de la bobine de relais est connecté au collecteur du transistor NPN 2n2222. L’émetteur du transistor est connecté à la masse. La base du transistor est connectée à une résistance de 10k ohms qui est ensuite connectée à n’importe quelle broche d’E / S du contrôleur. Une diode est connectée aux deux broches de bobine du relais. Cette diode est utilisée contre la protection EMF arrière. La charge CA ou CC est connectée entre les contacts communs et normalement ouverts. Comme vous pouvez le voir, un fil neutre est connecté directement à la charge, tandis que le fil sous tension est connecté à la charge via un relais. Ainsi, en allumant et en éteignant ce relais, la charge CA ou CC connectée peut être activée et désactivée.
Comme je l’ai dit plus tôt, j’utiliserai le même circuit de commande pour contrôler tous les relais. Pour vous faciliter la tâche, j’ai soudé le transistor 2n2222, la résistance 10k et un bornier.
Connectez la résistance avec la broche 13 de l’Arduino ainsi que la masse de l’alimentation 12v avec la broche de masse de l’Arduino. Connectez les deux broches de bobine du relais au bornier. Enfin, j’ai connecté la charge CA, dans mon cas une ampoule. Maintenant, nous devrons écrire un programme pour allumer et éteindre automatiquement cette ampoule.
Dans le circuit noir, vous pouvez voir un régulateur de tension et des condensateurs de découplage. Ne vous confondez pas avec ces composants. Si vous avez l’adaptateur 12V, il n’est pas nécessaire d’ajouter le régulateur 12V.
Programme de commande d’un relais 12V:
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
|
int relay1 = 13;
void setup() {
pinMode(relay1, SORTIE);
digitalWrite(relay1, FAIBLE);
}
void loop() {
digitalWrite(relay1, HIGH);
délai(2000);
Écriture numérique (relay1, FAIBLE); délai
(2000);
}
|
Il s’agit d’un programme très basique pour contrôler le relais connecté à la broche 13 de l’Arduino Uno. J’utiliserai le même programme pour contrôler tous les relais. J’ai téléchargé le programme ci-dessus et j’ai pu contrôler automatiquement l’ampoule AC. Pour la démonstration pratique regardez la vidéo donnée à la fin de cet article.
Relais de puissance SPDT 12V 100ampères:
Il s’agit d’un relais de puissance SPDT 12V 100A. Il s’agit de la version plus grande du petit relais SPDT 12V. Ceci est assez évident à partir de la taille du relais, ce relais est conçu pour des charges d’ampères élevées. Vous trouverez normalement ces types de relais dans les stabilisateurs de tension à haute puissance et sont utilisés pour contrôler les installations de climatisation, les grandes pompes à eau, etc.
Ce relais a un total de 5 contacts; Tous les 5 contacts du relais de puissance sont clairement étiquetés. Tout comme le petit relais de type SPDT expliqué précédemment, ce relais a également les mêmes contacts. Il a les contacts de bobine qui sont utilisés pour alimenter la bobine de relais. Il a le contact commun, le contact normalement fermé et le contact normalement ouvert.
Pour faire fonctionner ce relais, vous avez besoin de 12 volts, car la bobine de relais n’a pas de polarité, donc peu importe le côté de la bobine de relais connecté à la masse ou 12 volts.
Pour faire fonctionner ce relais automatiquement, nous aurons besoin d’un circuit pilote. Nous trouvons d’abord la résistance de la bobine de relais à l’aide d’un multimètre numérique.
Comme vous pouvez le voir, la résistance de la bobine de relais est de 54,2 Ohms, Maintenant en utilisant la formule V = IR, nous pouvons trouver le courant nécessaire pour alimenter la bobine de relais.
V = IR
I = V /R
I = 12/54.2
I =.221ampères
I = 221milliampères
Nous avons donc besoin d’au moins 221mA pour alimenter la bobine de relais. Comme vous le savez, le transistor NPN 2n2222 peut gérer un courant allant jusqu’à 800mA. Donc, nous pouvons également utiliser le même circuit de commande pour ce relais, la seule différence est que cette fois, le relais est contrôlé à l’aide d’une logique 3.3V. J’ai terminé la soudure et connecté les contacts de la bobine de relais au bornier.
Cette fois à la place de l’Arduino Uno, j’ai décidé d’utiliser le module WiFi + Bluetooth ESP32 pour contrôler ce relais de puissance à l’aide de l’application Blynk et de l’application pour téléphone portable Android conçue dans Android studio.
La conception de l’application Android, du code ESP32 et de l’application Blynk est expliquée dans un autre article « Projet de relais de puissance IoT utilisant ESP32 Wifi + Bluetooth, relais IoT ».
Relais HKE DC12V, 5A 250 V CA:
Il s’agit du relais de type « Double Pôle et Double Jet » HKE 12VDC DPDT. Ce relais de type DPDT peut être utilisé pour contrôler des charges CA jusqu’à 5 ampères. Comme il s’agit du relais de type DPDT, ce relais peut donc être utilisé pour contrôler deux charges CA. Les diagrammes de configuration des broches sont donnés en haut. Ce relais a un total de 8 broches.
Les deux premières broches sont les broches de la bobine. Les deux broches suivantes sont normalement fermées, les deux broches suivantes sont les communes, tandis que les deux dernières sont les contacts normalement ouverts. Pour contrôler ce relais automatiquement, vous aurez besoin du circuit pilote.
J’ai commencé par mesurer la résistance de la bobine, puis en utilisant la formule V = IR, j’ai calculé le courant nécessaire pour alimenter la bobine du relais, qui est de 44 milliampères. Ce relais peut également être commandé à l’aide du même circuit de commande.
V = IR
I = V / R
I = 12/272
I =.044A
I = 44mA
I A connecté les contacts de la bobine de relais à la borne du bloc et une charge CA aux contacts communs et normalement ouverts.
Voici à quoi ressemblent les connexions finales. Je vais utiliser le même code Arduino. Actuellement, je ne contrôle qu’une seule charge, si vous le souhaitez, vous pouvez également connecter une autre charge.
Relais Omron 24VDC:
Il s’agit du relais de type Omron 24VDC DPDT. Il s’agit de la version plus grande du relais DPDT HKE 12VDC. Les spécifications de tension et de courant sont clairement imprimées sur le côté droit du relais. Ce type de relais est normalement utilisé avec les automates. Mais à l’aide d’un circuit de commande, il peut être contrôlé en utilisant différentes tensions.
Le relais de type DPDT Omron 24VDC est également livré avec la prise de base. Le relais est bien installé et il n’est pas nécessaire de souder. Le diagramme de configuration des contacts de relais est donné en haut et si vous regardez de près, vous constaterez également que la prise de base du relais a également les numéros. Donc, selon le schéma de configuration des contacts de relais.
7 et 8 sont les contacts de la bobine de relais.
5 et 6 sont les contacts courants.
3 et 4 sont les contacts normalement ouverts. Et
1 et 2 sont les contacts normalement fermés.
Pour contrôler ce relais automatiquement à l’aide d’un contrôleur, vous aurez besoin d’un circuit pilote.
J’ai commencé par mesurer la résistance de la bobine, puis en utilisant la formule V = IR.
V = IR
I = V / R
I = 24/628
I =.038A
I = 38mA
J’ai calculé le courant nécessaire pour alimenter la bobine de relais, qui est de 38 milliampères. Ce relais peut également être commandé à l’aide du même circuit de commande. Mais cette fois, nous allons connecter 24VDC.
La charge CA est connectée aux contacts des relais 5 et 3. 5 est le contact commun tandis que le contact numéro 3 est le contact normalement ouvert.
Actuellement, j’ai connecté une seule charge. Si vous le souhaitez, vous pouvez connecter une autre charge CA ou CC aux autres contacts communs et Normalement ouverts ou Normalement fermés.
Relais à semi-conducteurs Fotek SSR-25 DA »:
Il s’agit du relais à semi-conducteurs Fotek SSR capable de gérer le courant de charge CA jusqu’à 25 Ampères. Il n’a pas de pièces mobiles, vous n’entendrez donc aucun son lorsque vous allumez et éteignez ce relais. Ce relais à semi-conducteurs a un total de 4 contacts. Les charges CA sont connectées aux contacts 1 et 2. La plage de tension alternative est de 24 à 380VAC. Les contacts d’entrée 3 et 4 sont utilisés pour allumer et éteindre le relais. La plage de tension d’entrée est de 3 à 32VDC. Ainsi, vous pouvez utiliser n’importe quelle tension de 3 à 32VDC pour allumer ce relais. Le contact 3 est le +ve tandis que le Contact 4 est le GND. Contrôlons ce relais à l’aide du circuit pilote.
Schéma de connexion de relais à semi-conducteurs:
Le 12VDC du circuit pilote est connecté au contact Plus du relais à semi-conducteurs, et vous n’avez pas à vous inquiéter car il accepte une large gamme de tensions d’entrée de 3 à 32VDC. Ainsi, ce relais à semi-conducteurs peut être utilisé en toute sécurité en utilisant 12VDC. Connectez le contact de masse du relais à semi-conducteurs à la masse du circuit de commande. Les deux fils de la charge ALTERNATIVE sont connectés aux contacts 1 et 2.
Il y a tellement d’autres types de relais, mais croyez-moi si vous essayez ces relais, je suis sûr que vous pourrez gérer tous les autres types de relais sans aucun problème. Il existe un autre type de relais qui s’appelle le Relais hybride. Un relais hybride est la combinaison d’un relais électromécanique et d’un relais à semi-conducteurs.