Module 2 relais statiques

Le module à 2 relais statiques permet à un Arduino de commander deux appareils du secteur — lampes, réglettes, chauffage résistif — sans aucun contact mécanique. Là où un relais classique fait claquer une palette métallique, un relais statique (SSR) conduit grâce à un semi-conducteur piloté par un optocoupleur : silence total et usure quasi nulle, puisque rien ne bouge à l’intérieur.

La carte porte deux voies indépendantes et un bornier d’entrée repéré DC+, DC-, CH1 et CH2. Elle est sérigraphiée High Level Trigger : une entrée au niveau haut rend la voie conductrice, une entrée au niveau bas la bloque.

Un relais statique, ce n’est pas un relais mécanique

Un relais mécanique est une bobine qui attire une palette : cela demande du courant, produit un claquement et finit par user les contacts. Un relais statique remplace tout cela par un triac commandé à travers un optocoupleur. Trois conséquences pratiques :

• Aucun bruit — parfait pour un éclairage domestique, un aquarium ou un atelier qu’on ne veut pas entendre.
• Grande longévité — plusieurs millions de commutations, et rien à changer quand le compteur dépasse ce qu’un contact mécanique supporte.
• Isolation par optocoupleur — la commande 5 V et la partie secteur sont séparées : c’est la carte qui encaisse la tension, pas l’Arduino.

En contrepartie, un relais statique à triac ne commute que de l’alternatif et il reste une légère chute de tension à ses bornes quand il conduit. Cela n’a aucune importance pour une lampe ou un radiateur électrique.

Caractéristiques techniques

À 230 V, 2 A correspondent à environ 460 W. Cette valeur est un maximum absolu : pour une charge qui appelle un fort courant à l’allumage, comme un moteur ou un transformateur, il vaut mieux rester largement en dessous ou choisir un modèle de calibre supérieur.

Brochage du bornier d’entrée

C’est le bornier bleu à quatre plots, seul endroit où l’Arduino se branche :

Les sorties, elles, se trouvent de l’autre côté de la carte : deux paires de plots à vis. Chaque voie se comporte comme un simple interrupteur à deux bornes, normalement ouvert — il n’y a pas de contact repos comme sur un relais mécanique.

Applications courantes

• Éclairage piloté — allumer une ou deux lampes selon l’heure, une détection de présence ou une mesure de luminosité.
• Thermostat d’appoint — commander un radiateur ou un convecteur résistif à partir d’une mesure de température.
• Arrosage et pompes de faible puissance — à condition de rester loin des 2 A et d’accepter le pic de démarrage de la charge inductive.
• Vitrine ou enseigne — deux circuits allumés en alternance, sans bruit audible dans la boutique.
• Maison connectée — remplacer un relais mécanique fatigué dans un montage déjà en place.

Mini-projet : deux lampes commandées en alternance

Objectif : faire clignoter deux lampes du secteur l’une après l’autre, en toute sécurité et sans une seule pièce mobile. Le montage tient en dix minutes une fois les fils coupés à la bonne longueur.

Ce qu’il faut

Pourquoi du fil mâle-mâle ? Une patte mâle se pique dans la barrette de l’Arduino et l’autre extrémité se glisse sous la vis du bornier du module : aucun outil de sertissage n’est nécessaire, et le montage reste démontable.

Le câblage

Avant toute intervention sur le 230 V, coupez le disjoncteur du circuit. Ne touchez jamais le bornier de sortie sous tension, et ne laissez pas de brin de fil dépasser d’un plot : les deux bornes d’une même voie sont très proches.

Le programme

À copier dans l’IDE Arduino, puis à téléverser sur la carte :

// Module 2 relais statiques SSR - deux lampes commandees en alternance
// Carte : Arduino Uno R3
//
// Composants, brochage et fiche complete : www.marocproduits.com
//
// Cette carte se declenche sur un NIVEAU HAUT :
// entree au niveau haut = voie conductrice, au niveau bas = voie bloquee.

const byte VOIE_1 = 2;   // entree CH1 du module
const byte VOIE_2 = 3;   // entree CH2 du module

void setup() {
  pinMode(VOIE_1, OUTPUT);
  pinMode(VOIE_2, OUTPUT);

  // Au demarrage, on force les deux entrees au niveau bas :
  // les deux voies restent bloquees et les lampes eteintes.
  digitalWrite(VOIE_1, LOW);
  digitalWrite(VOIE_2, LOW);
}

void loop() {
  digitalWrite(VOIE_1, HIGH);   // la lampe 1 s'allume pendant 3 secondes
  delay(3000);
  digitalWrite(VOIE_1, LOW);    // la lampe 1 s'eteint
  delay(1000);

  digitalWrite(VOIE_2, HIGH);   // la lampe 2 s'allume pendant 3 secondes
  delay(3000);
  digitalWrite(VOIE_2, LOW);    // la lampe 2 s'eteint
  delay(1000);
}

Comment ça marche

• pinMode(..., OUTPUT) est indispensable : une entrée d’Arduino laissée en lecture ne piloterait pas le module.
• Sur cette version de carte, le niveau HIGH fait conduire la voie et LOW la bloque. C’est l’inverse des modules relais mécaniques les plus courants, qui collent sur un niveau bas : si votre lampe fait le contraire de ce que vous attendez, inversez simplement HIGH et LOW.
• Les deux voies ne partagent que l’alimentation : elles se commandent séparément et peuvent piloter deux circuits différents.
• Chaque entrée ne demande que 2 mA : inutile d’intercaler un transistor ou un ULN2003, une sortie numérique suffit largement.

Variante sans fil

Le même programme fonctionne avec un capteur de présence à la place des delay() : au lieu d’alterner, on rend la voie 1 conductrice quand le capteur détecte un mouvement et on la bloque le reste du temps. Le reste du montage ne change pas.

Points d’attention

• Alimentation 5 V uniquement. Au-delà de 6 V, le relais statique est détruit. Les mêmes cartes existent en version 12 V ou 24 V et se ressemblent beaucoup : celle vendue ici est la version 5 V.
• Sortie en alternatif seulement. Ce module ne coupe pas une charge en courant continu — pour cela, il faut un relais à contact mécanique.
• 2 A par voie, pas plus. Le courant doit rester inférieur, surtout avec une charge inductive dont le démarrage consomme plusieurs fois le courant nominal.
• Un faible courant de fuite subsiste hors tension. Une petite lampe à LED peut luire très légèrement quand la voie est bloquée : ce n’est pas une panne, c’est le comportement normal d’un triac.
• Le boîtier chauffe un peu à pleine charge. C’est le fonctionnement normal d’un SSR ; laissez la carte ventilée et ne la collez pas contre une paroi.

Questions fréquentes

Puis-je alimenter le module avec la sortie 5 V de l’Arduino ?

Oui, il ne consomme qu’une trentaine de milliampères : c’est même le montage le plus simple quand la carte est alimentée par USB.

Faut-il une résistance sur l’entrée de commande ?

Non. L’entrée est prévue pour recevoir directement un niveau logique, en 3,3 V comme en 5 V.

Pourquoi la lampe reste-t-elle éteinte alors que le programme envoie un niveau haut ?

Vérifiez d’abord la masse commune entre l’Arduino et le module (DC- vers GND), puis que la charge est bien branchée entre les deux plots de la même voie. Une voie ne conduit que si elle est traversée par la charge.

Puis-je commander une charge plus puissante ?

Pas avec cette carte : au-delà de 2 A par voie, il faut un relais statique de calibre supérieur, monté sur dissipateur.

Le module consomme-t-il du courant quand rien n’est piloté ?

Non, sa consommation au repos est négligeable : il ne consomme vraiment que lorsqu’une voie est commandée.

À combiner avec

• Capteur de Mouvement infrarouge PIR — le montage le plus classique : la lumière s’allume au passage et s’éteint seule.
• DHT11 Capteur de Température et humidité — pour transformer le module en thermostat d’appoint sur un radiateur résistif.
• Alimentation 5v 2A — utile lorsque le module travaille sans Arduino, dans un coffret ou un automate.
• Relais statique SSR 40A — une seule voie, mais un calibre adapté aux charges lourdes qui dépassent les 2 A.