Comprendre comment utiliser un relais est une étape très importante qui, une fois maitrisée, elle vous ouvre les portes de la domotique : le lave-linge, le lave-vaisselle, les pompes air/eau, la machine à café, les ampoules et plein d'autres appareils sont contrôlés par des relais.

Quand je suis allé en acheter un, le vendeur n'avait plus de relais 5V (activable avec du 5V) mais que des relais 6V. Alors je me suis dit que ça sera l'occasion d'aborder à la fois le circuit d'un relais mais également 2 points supplémentaires : la broche Vin et le régulateur de voltage.

Le régulateur de voltage

Ou régulateur de tension est un composant qui maintient une valeur constante du voltage. Concrétement vous appliquez en entrée du 9V par exemple et le composant vous donne 5V en sortie. (sympa non ?!)
Il possède 3 broches : une pour l'entrée, une pour la sortie et la troisième pour la terre (GND). Avant d'appliquer un quelconque voltage, vérifier dans la datasheet du composant ses limites !

Quelques exemples de régulateurs de tension :

• 5V : L7805
• 6V : L7806

La broche Vin

Quand l'arduino n'est pas alimenté par USB, il est possible d'utiliser une source dont le voltage varie entre 7 et 20 Volts (max !!!). Le régulateur interne va alors alimenter le microcontrôleur par du 5V. La broche Vin est importante parce qu'elle délivre le même voltage que la source d'alimentation : si vous alimentez votre arduino avec une pile de 9V, Vin délivre du 9V :)

Son application la plus courante est un indicateur de charges : Vous pouvez alors mesurer la tension d'alimentation pour signaler, par exemple, qu'il est temps de changer les piles. Je profite de l'occasion pour signaler qu'en dessous de 7V (quand l'alimentation n'est pas par USB), arduino fonctionne 'mal' et la broche 5V ne délivre plus du 5V !

Le matériel

• 1 relais (6V dans notre exemple)
• 1 diode N4007
• 1 régulateur de tension 6V
• 1 transistor (j'utilise le 2N2222)
• 1 résistance 1kΩ ou 2.2kΩ

Il est bien évidemment possible d'utiliser un relais 12V ou autre mais il faut adapter le voltage qui l'active. Mais le plus simple, c'est le relais 5V qui est activable directement par l'arduino.

Fonctionnement d'un relais

Dans ce tutoriel, je vais aborder uniquement le relais mécanique. Il existe un autre type : le relais statique mais qui sera l'objet d'un autre sujet.
Un relais (mécanique) est constitué d'une bobine. Pour ceux qui ont loupé quelques cours de physique au lycée, quand du courant passe dans une bobine, elle acquière des propriétés magnétiques. Elle va donc attirer un commutateur. Ceci provoque l'ouverture d'un circuit (appelé NC : normally closed) et la fermeture d'un deuxième circuit (appelé NO : normally open). Une fois le courant coupé de la bobine, elle perd ses propriétés magnétiques : le circuit NC redevient fermé et le circuit NO redevient ouvert.

Pourquoi NC et NO ? Quand la bobine n'est pas alimentée, le circuit entre 1 et 2 est fermé (NC) alors qu'il est ouvert entre 2 et 3 (NO). Quand le courant passe par la bobine, elle va attirer le commutateur et le circuit qui est normalement fermé sans courant devient ouvert, alors que l'autre devient fermé.

Le code

                void setup(){
                        Serial.begin(9600);
                        pinMode(9, INPUT);
                        pinMode(11, OUTPUT);
                }
                void loop(){
                        if(digitalRead(9) == HIGH){
                                digitalWrite(11, HIGH);    	//activer le relais
                                delay(300);					// cette attente permet de ne pas abîmer trop vite le relais
                        }else{
                                digitalWrite(11, LOW);		//désactiver le relais
                                delay(300);
                        }
                }

Le circuit

Puisque j'adore les choses simples ;) , dans ce tutoriel, l'arduino est alimentée en externe par la même source électrique que le circuit du relais. Je trouve qu'idéalement, la source doit être du 9V.

Concernant l'interrupteur, c'est le même principe que dans le capteur d'humidité des plantes : on injecte du 5V d'un côté et quand il est fermé, on devrait avoir du 5V également de l'autre côté.

Le rôle de la diode est de protéger vos composants. Pour comprendre son rôle, je vous dirige vers cette vidéo.

Le transistor est un magnifique composant qui une fois activé, va permettre au courant de le traverser. On peut dire qu'il s'agit d'un interrupteur contrôlable électriquement sans intervention "mécanique".
Certains malins pourraient se demander pourquoi on ne peut pas remplacer le relais par un transistor ?
Tout simplement parce qu'un transistor n'est pas fait pour fonctionner avec 220V (à ma connaissance).

J'attire votre attention sur un point important : il existe 2 types de transistors :

• Le premier type laisse passer le courant quand il est activé (comme le nôtre)
• Le deuxième type empêche le courant de passer quand il est activé

Pour résumer le circuit : Quand arduino détecte que vous avez fermé l'interrupteur, il va activer le transistor qui lui va laisser passer le courant à travers la bobine. Cette dernière ferme le circuit NO et ouvre le NC.
Félicitations ! Vous venez de contrôler toute sorte d'appreils électriques :)