Module 2 relais 5v

Le module 2 relais 5 V est la version deux voies de la carte relais prête à brancher : deux relais électromagnétiques indépendants, deux borniers à vis, et une commande qui se contente de quelques milliampères par voie. Une sortie de microcontrôleur suffit à commander une lampe, une pompe ou un moteur, sans jamais faire passer le courant de charge par la carte de développement. Le module 1 relais rend le même service sur une seule voie ; ici, deux circuits totalement distincts cohabitent sur la même carte.

L’intérêt de la version deux voies n’est pas seulement le nombre : les deux canaux partagent le même bornier, la même alimentation et le même peigne de commande, ce qui tient le câblage au sol au lieu de multiplier les petits modules. Un projet qui ouvre une électrovanne et allume une lampe, ou qui fait tourner un moteur dans un sens puis dans l’autre, se contente de cette seule carte.

Caractéristiques techniques

Les deux étages de la carte, et comment ne pas les confondre

La carte a un côté commande et un côté puissance, et les mélanger est la seule erreur vraiment coûteuse. Le côté commande est un peigne de quatre broches au pas de 2,54 mm, plus un second peigne de trois broches pour l’alimentation des bobines. Le côté puissance est le bornier à vis bleu, à six positions : trois par relais.

La sérigraphie reprend ces noms directement sur le circuit imprimé, à côté de chaque peigne et de chaque position du bornier. Un bornier de 6 pôles se lit par groupe de trois : les trois premières vis appartiennent au premier relais, les trois suivantes au second.

Le cavalier JD-VCC : isolation optique ou alimentation commune

Les deux optocoupleurs de la carte — deux PC817, repérés U1 et U2 — séparent électriquement la commande des bobines. Encore faut-il que cette séparation serve à quelque chose : tant que le cavalier reste en place entre JD-VCC et VCC, les bobines sont alimentées par la même source que la logique, et les deux mondes partagent la même masse. L’optocoupleur est là, mais il ne protège de rien.

Pour obtenir une vraie isolation, il faut retirer le cavalier et amener une seconde alimentation 5 V sur JD-VCC et GND : les bobines basculent alors sur cette source, le microcontrôleur garde la sienne, et plus aucun courant ne circule d’un côté à l’autre. C’est le montage à retenir dans un environnement électriquement bruyant, ou quand la charge commutée est du secteur. Dans un montage de bureau sur une charge en basse tension, laisser le cavalier en place est parfaitement acceptable et simplifie le câblage : une seule alimentation 5 V suffit alors pour la carte entière. Si votre carte porte un cavalier amovible, retirez-le avec l’ongle ; certains lots le livrent sous forme de pont soudé, qu’il faut alors dessouder avant de séparer les deux alimentations.

L’optocoupleur isolé reste un composant que l’on trouve seul, pour un montage fait à la main : le PC817 est exactement celui monté sur cette carte.

Le niveau de déclenchement : la vérification à faire avant de brancher

Cette carte est à déclenchement par niveau bas : c’est IN1 ou IN2 relié à la masse qui colle le relais correspondant, et un niveau haut qui le laisse au repos. Le choix n’est pas un hasard — une commande débranchée ou un microcontrôleur non encore initialisé laisse ainsi tout au repos au lieu d’enclencher les charges.

La vérification prend dix secondes et se fait hors tension sur le circuit de puissance : alimentez la carte en 5 V, laissez IN1 en l’air, puis reliez IN1 à GND. Si le premier relais colle et que sa LED témoin s’allume, la carte est bien à niveau bas, comme annoncé. Le programme de la section suivante accepte les deux logiques en changeant une seule constante.

Mini-projet : deux charges commandées en alternance

Le montage d’essai à faire tourner une fois avant de passer au projet réel : le premier relais colle, puis retombe, puis c’est au tour du second, et le cycle recommence. Les deux canaux sont pilotés indépendamment, ce qui est tout l’objet de cette carte.

Ce qu’il faut

Le câblage

Les deux circuits de puissance restent totalement séparés l’un de l’autre : chaque relais a son propre contact, et rien ne les relie sinon la carte qui les porte. Aucun fil de secteur ne doit passer par la plaque d’essai : seuls les quatre fils de commande y vont. Le câblage du bornier se fait hors tension, disjoncteur coupé.

Le programme

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

/*
 * Module 2 relais 5 V pilote par un Arduino
 * Carte : Arduino Uno R3
 * Montage : VCC sur 5V, GND sur GND, IN1 sur D9, IN2 sur D8
 * Les deux canaux sont commandes independamment, en alternance.
 *
 * Composants, brochage et fiche complete : www.marocproduits.com
 */

const byte PIN_RELAIS_1 = 9;          // entree IN1 du module
const byte PIN_RELAIS_2 = 8;          // entree IN2 du module

// Carte a optocoupleur : IN a la masse colle le relais (niveau bas).
// Sur une carte a declenchement par niveau haut, echanger LOW et HIGH.
const byte NIVEAU_ACTIF = LOW;
const byte NIVEAU_REPOS = HIGH;

const unsigned long DUREE = 1500;     // duree de chaque etat, en millisecondes

void setup() {
  pinMode(PIN_RELAIS_1, OUTPUT);
  pinMode(PIN_RELAIS_2, OUTPUT);
  digitalWrite(PIN_RELAIS_1, NIVEAU_REPOS);   // les deux relais au repos
  digitalWrite(PIN_RELAIS_2, NIVEAU_REPOS);

  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Module 2 relais pret");
}

void loop() {
  // Canal 1 colle, canal 2 au repos
  digitalWrite(PIN_RELAIS_1, NIVEAU_ACTIF);
  digitalWrite(PIN_RELAIS_2, NIVEAU_REPOS);
  Serial.println("Canal 1 actif");
  delay(DUREE);

  // Canal 2 colle, canal 1 au repos
  digitalWrite(PIN_RELAIS_1, NIVEAU_REPOS);
  digitalWrite(PIN_RELAIS_2, NIVEAU_ACTIF);
  Serial.println("Canal 2 actif");
  delay(DUREE);
}

Comment ça marche

• Les broches D9 et D8 ne fournissent pas le courant des bobines : elles ne délivrent que quelques milliampères à chaque entrée IN. Les 71,4 mA par bobine viennent de la broche VCC. C’est tout l’intérêt de la carte : le courant fort ne traverse jamais le microcontrôleur.
• Initialiser les sorties avant tout le reste. Sur une carte à niveau bas, une broche laissée en entrée haute impédance ne colle pas le relais ; mais dès qu’elle devient une sortie à LOW, la charge s’enclenche. Poser NIVEAU_REPOS sur les deux broches au setup() évite qu’une charge démarre pendant le téléversement.
• Le relais est un composant mécanique : 10 ms pour coller, 5 ms pour retomber, et un petit clic caractéristique. Inutile de vouloir le commander plus vite, la carte est faite pour des commutations d’usage domestique ou industriel, pas pour du découpage rapide.
• Les deux contacts sont indépendants : rien n’empêche de coller les deux relais en même temps, et les deux LED témoins s’allument alors ensemble. La consommation de la carte double simplement, à environ 150 mA.

Précautions sur le circuit de puissance

La partie commande est sans danger : 5 V, quelques dizaines de milliampères. La partie puissance est du secteur, et trois règles ne se négocient pas.

• Couper le disjoncteur avant toute intervention sur le bornier, et ne jamais travailler sous tension dessus.
• Enfermer la carte dans un boîtier isolant dès qu’elle commande du 230 V : les six vis du bornier sont nues, et deux circuits de puissance distincts côte à côte doublent les points de contact dangereux.
• Compter la moitié du pouvoir de coupure en charge inductive. Les 10 A sous 250 V AC sont donnés pour une charge résistive, comme une ampoule ou un radiateur. Pour une pompe, un moteur ou un transformateur, restez autour de 5 A par voie, et prévoyez de quoi absorber l’arc de coupure avec le module snubber RC.

Questions fréquentes

Puis-je alimenter la carte directement par l’Arduino ?

Oui pour un montage de bureau, même avec les deux relais collés : une Uno alimentée par USB délivre bien plus que les 150 mA réclamés, et chaque entrée IN ne demande que quelques milliampères. La marge se réduit si d’autres composants tirent sur la sortie 5 V de la carte, ou si le câble USB est médiocre. Dans ce cas, alimentez la partie commande par une alimentation 5 V 2 A et reliez les masses.

Un relais reste collé en permanence, ou ne réagit pas du tout

C’est presque toujours le niveau de déclenchement. Sur cette carte, une entrée IN à la masse ou laissée en l’air côté commande est interprétée comme un ordre : faites la vérification décrite plus haut, puis inversez les constantes de niveau dans le programme. Si le relais ne réagit toujours pas, mesurez la tension réelle entre VCC et GND : la bobine colle dès 3,75 V mais pas en dessous. Vérifiez enfin que la masse de la carte et celle du microcontrôleur sont bien communes, cavalier en place.

Les deux canaux peuvent-ils être utilisés avec deux tensions d’alimentation différentes ?

Oui. Chaque relais a son propre contact, totalement séparé de l’autre et de la commande. Une voie peut couper du 230 V alternatif pendant que l’autre commute une charge en 12 V continu : il n’y a aucun chemin électrique commun entre les deux borniers.

À quoi sert le second peigne de broches, JD-VCC, VCC et GND ?

À séparer l’alimentation des bobines de celle de la logique. Tant que le cavalier relie JD-VCC à VCC, il ne sert à rien de plus. Cavalier retiré, il permet d’amener une seconde alimentation 5 V dédiée aux bobines : c’est ce qui rend l’isolation par optocoupleur réellement effective, et ce qui autorise une commande en 3,3 V sur VCC tout en gardant des bobines en 5 V.

Quelle différence avec le relais nu ?

Le relais 5 V est le composant seul, à souder : c’est à vous d’ajouter les transistors, les diodes de roue libre et les borniers, pour chaque voie. Cette carte contient déjà tout cela, plus les optocoupleurs, les deux LED témoins et les borniers à vis, et se branche en quelques fils. Les relais à l’intérieur sont les mêmes composants.

Et si mon projet demande plus de deux circuits à commander ?

Le module 4 relais 5 V regroupe quatre voies identiques sur une seule carte, avec un bornier par canal et une entrée de commande par relais. Le brochage de commande et la logique de déclenchement sont exactement les mêmes que sur cette carte deux voies : le programme s’étend en ajoutant une broche et une entrée par canal.

À combiner avec

Pour une charge en basse tension à commander depuis ce module, la pompe miniature 120 L/h se branche directement sur une voie : elle transforme le montage en arrosage ou en circulation d’eau pilotée. Pour solliciter réellement les deux canaux sur un projet mécanique, une voie peut tenir un moteur réducteur DC pendant que l’autre allume un éclairage, la carte servant alors de mini-centrale de commande. Et pour partir de zéro sans rien souder, le KIT Starter apporte la carte Uno R3, la plaque d’essai, les fils et les LED : il ne manque plus que ce module pour commander deux choses réelles.