Relais¶
Description¶
Un relais est un dispositif à la fois mécanique et électrique (on dit « électro-mécanique ») consitué :
- d'une bobine d'électro-aimant alimentée par une tension de commande,
- d'un « interrupteur » mécanique commandé par l'électro-aimant
En un mot, un relais est un « bouton pousoir » à commande électrique : au lieu d'appuyer sur un bouton, on applique une tension sur la bobine et le contact reste fermé tant que la tension est présente sur la bobine.
On peut considérer un relais comme un mécanisme électro-mécanique.
Schéma électrique¶
Electriquement, un relais est constitué :
- d'une bobine d'électro-aimant d'une part, alimentée par la tension de commande
- d'un contacteur simple ou double d'autre part :
- le contact en position « hors tension » est appelé repos ou R
- le contact en position « sous tension » est appelé travail ou T
En pratique, avec un relais, vous pouvez contrôler une machine à laver avec une carte à micro-contrôleur si vous voulez !
Techniquement, un relais va permettre :
- une adaptation en tension : le circuit de commande, numérique, pourra commander un circuit de tension beaucoup plus élevée, y compris 220V
- une adaptation en intensité : le circuit de "travail" pouvant supporter jusqu'à 10A ou 16A sous 220V par exemple.
Principe de fonctionnement¶
Le relais a 2 états possibles :
- Lorsque la tension est présente sur la bobine, le contact Travail est actif.
- Lorsque la tension est absente sur la bobine, le contact Repos est actif.
Le relais assure simultanément :
- l'adaptation en tension (avec du 5Vdc on commande du 12Vdc qui commande du 220Vac..)
- l'adaptation en intensité
- l'isolation des circuits électriques de commande et de charge
Les relais ne peuvent pas être utilisés en PWM car ils ne peuvent pas supporter une fréquence de commutation très élevée.
Caractéristiques électriques¶
Les relais sont caractérisés :
-
par la tension d'alimentation de la bobine, qui peut être soit continue (DC) ou alternative (AC) :
- 6V ou 12V -DC : ceux qu'on peut facilement utiliser avec Arduino via un ULN 2803
-
230V AC : utilisables en « capteurs » de présence de tension 220V (voir atelier BP en entrée)
-
par la tension / intensité supportées par le contact : 230VAC/ 10A, 230VAC/16A, etc...
-
le type de contact : 1 RT (rpos/travail), 2 RT (2 repose/travail), etc..
Familles de relais
Plusieurs familles standard de relais existent type 40, type 55, etc... ayant des caractéristiques variées. En pratique, les relais compacts de la série Finder type 41 sont pratiques
Les relais se retrouvent aussi en automobile, bobine 12V dans ce cas.
Truc pratique
Les relais de type 41 peuvent être facilement utilisés au sein d'un tableau électrique à l'aide de supports pour rail DIN, avec borniers à vis, que l'on trouvera en ligne. (Par exemple, chez Gotronic)
Pour info : autre usage possible d'un relais, le relais en capteur !
Il existe des relais 220V (alimentation de la bobine) : de tels relais peuvent donc être utilisés comme des « détecteurs » de 220V, en connectant le contact Travail sur une broche en entrée de la carte Arduino. Le relais se comportera alors comme un « bouton poussoir » commandé par le 220V.
Exemple de schéma type¶
Voici le schéma type d'utilisation avec une carte à micro-contrôleur :
On utilise un étage entre la broche numérique et la bobine relais car :
- la bobine relais peut demander une certaine intensité, pas toujours disponible sur une broche numérique
- l'égate assure l'adaptation éventuelle de la tension de la bobine
- une diode anti-retour est conseillée
Module prêt à câbler¶
Les relais sont disponibles en module "prêt à câbler" :
A priori compatible 3.3V
Bien que prévu pour du 5V, un tel module est compatible concrètement avec le 3.3V, donc utilisable sur le GPIO du Pi ou du Pi Pico par exemple. Yes !
Un tel module dispose :
- d'une LED de visualisation de mise sous tension de la bobine (pratique !)
- d'un circuit RC de filtrage
- d'une diode anti-retour