relais 5V / 220 V pas cher pour arduino

relais 5V / 220 V pas cher pour arduino

J’ai acheté quelques relais 220 V pa chers (2.11 €, livraison comprise) pour arduino. Une commande 5V en provenance de l’arduino déclenche l’ouverture ou la fermeture d’un contact 220V.

Description des relais achetés

Je les ai achetés à la boutique « Universal Color » sur Amazon.fr, au prix de 2.11 € l’unité (voir le produit ici). Le seul inconvénient est que le délai de livraison est de l’ordre de 3 semaines. J’ai vu ensuite qu’on trouve également ce relais double chez TiptopBoard ici pour un prix plus élevé, mais une livraison très rapide. L’avantage de TipTopBoards est qu’il y a un tutoriel d’utilisation, en général bien fait, pour la plupart des produits vendus. Malheureusement dans ce cas, le tutoriel n’est pas précis du tout…

Les relais sont des songle (R) srd 05VDC-SL-C. J’ai trouvé différentes sources d’information, mais aucune qui paraisse complète et fiable… :

How to Set Up a 5V Relay on the Arduino

Et aussi :

  • en espagnol, avec un schéma bien fait, pour les raspberry Pi ou arduino, ici
  • en français, mais pour alimenter des leds 5V, dans ce tutoriel.
  • Voir aussi cet article en anglais, qui semble suggérer que l’isolation n’est correcte qu’en enlevant le cavalier qui relie JD-VCC et VCC
  • La description sur ce site de vente en ligne est bien faite et claire. Un site à garder en mémoire car il parait bien documenté, avec des tarifs raisonnables.Un exemple avec des leds dans cet article en espagnol aussi.
  • et enfin, cet article qui paraît bien fait, en anglais, qui explique comment brancher une ampoule et la commander par un arduino.

Premiers essais pour comprendre

Comme je veux utiliser ces relais pour des applications 220V, il faut absolument que je comprennes comment fonctionnent ces relais et surtout comment on assure l’isolation totale entre les parties 220V et les parties basses tension.

Pour comprendre le principe général, je teste d’abord avec deux leds alimentée en 5V à partir de l’arduino Nano selon le schéma de connexion suivant (résistance 330 à 1000 ohm) :

relais vers deux led 5V

Le sketch utilisé est une variante du sketch utilisé dans un autre article sur des relais 220V plus chers (arduino et relais pour commander du 220 V).

/*
 * test moteur fanch 4/6/2016 
 * 
 * !!! NE PAS UTILISER AVEC UN MOTEUR
 * --- les deux relais peuvent être sur 1 simultanément dans cette version
 * !!!
 * 
 * Nouveaux relais pas chers
 * Le relais met sur ON lorsqu'il ne reçoit pas d'impulsion....
 * arduino Nano R3
 * 
 */
const int montee = 3;    // broche 3 pour le relais "montée" K1 / led Rouge
const int descente = 4 ;  // broche 4 pour le relais "descente" K2 / led verte

bool up = false;          // pas d'ordre de montée
bool down = false;        // pas d'ordre de descente

char etat = 'S'; // single quote, it's not a constant...



void setup() {
  // initialize digital pin 13 as an output.
  pinMode(montee, OUTPUT);
  pinMode(descente,OUTPUT);

  // démarrer le port série
  Serial.begin(57600);
  Serial.println("Setup fait" );  

  // vider le buffer RX
  // while (Serial.available())  Serial.read();  
}

// the loop function runs over and over again forever
void loop() {

    Serial.println("------------------" );
    Serial.print("UP " );
    action_store(true, false);   // single quote for string

    Serial.print("DOWN " );
    action_store(false, true); // single quote for string
    
    Serial.print("BIG PROBLEME " );
    action_store(true, true);    // single quote for string

    Serial.print("Stand By " );
    action_store(false, false); // single quote for string  
 
}


void action_store(bool sens1, bool sens2) {

  bool red = sens1 ;
  bool green = sens2 ;
  Serial.print(" | RED : ");
  Serial.print(red);
  Serial.print(" | GREEN : ");   
  Serial.println(green);
   
  motor_go(montee, sens1) ; 
  motor_go(descente, sens2) ;
  
  delay(3000) ;   
}

void motor_go(int sens, bool action ) {
    
    digitalWrite(sens, action);     // actionne le moteur "sens"
    etat = sens ;
}


Ce sketch m’a permis de comprendre comment brancher la sortie des relais :

relais-sorties

C = Common, c’est l’arrivée de courant pour l’équipement à allumer ou éteindre. Dans ce schéma en 5V, mais peut aller jusqu’à 220V et 10A.

NC = « normally closed ». Le contact NO est OUVERT lorsqu’on envoie un signal HIGH de l’arduino, fermé lorsque le signal est à LOW

NO = « normally open ». Le contact NC est FERME lorsqu’on envoie un signal HIGH de l’arduino, ouvert lorsque le signal est à LOW

J’ai donc connecté les leds à NO pour qu’elles soient actionnées lorsque l’arduino Nano envoie un signal.

ATTENTION : lorsque l’arduino est éteint, les deux leds ne sont pas alimentées avec ce schéma, mais un test au multimètre montre que le contact est établi entre C et NO, que je laisse le jumper ou non, alors que le contact entre C et NC est bien ouvert. Si je branche les moteurs comme ça, ils vont se retrouver en marche lorsque l’arduino sera éteint…

Le rôle du jumper….

J’ai lu dans plusieurs articles que le jumper JD-VCC vers VCC doit être enlevé lorsqu’on veut isoler parfaitement les deux réseaux, l’un haute tension et l’autre basse tension.

Je crois comprendre à quoi il sert : on peut alimenter le relais avec 5V indépendants de l’arduino si on le souhaite. Dans ce cas, on enlève le jumper et on connecte JD-VCC à du 5V indépendant et GND juste à côté au neutre de l’alimentation indépendante.

Mais avant de tester en 220V, il faut que j’en sois certaine… Je dois vérifier qu’il n’y a pas de contact entre les deux côtés du relais

Essai avec des leds alimentées en 12V

Visiblement le jumper a une fonction lorsqu’on utilise une alimentation indépendante pour les équipements relayés. Je fais donc des essais avec une alimentation 5V.

Je vais alimenter le côté des leds par une alimentation spécifique 12V, en mettant les bonnes résistances, je ne devrais pas les casser.

De l’autre côté l’arduino sera en 5V via USB.

Et je testerai d’enlever le cavalier et d’alimenter le relais avec du 5V indépendant.

relais et led alimentées en 12V

Ce montage me sert à faire des tests. L’alimentation 12V étant toujours en route, que se passe-t-il quand :

  • j’enlève le cavalier entre JST-VCC et VCC
  • Je débranche l’alimentation de l’arduino

Lorsque l’arduino est éteint : les led sont toutes deux allumées

Lorsque le cavalier est enlevé : le relais fonctionne (on voit les led de K1 et K2 s’allumer et s’éteindre selon la séquence) mais les leds restent allumées en permanence…

Lorsque le cavalier est enlevé, si je place le +5V de l’arduino sur le JST-VCC ou le VCC de cette zone, avec le GND de l’arduino sur le GND de cette zone, c’est comme si j’avais placé le cavalier.

Conclusion sur un branchement correct en 12V

Le schéma correct de fonctionnement est le suivant (noter que les alimentations des leds sont maintenant connectées à NC et pas NO :

relais et alimentation 12V correctement branchée

Quant au sketch, il fonctionne correctement avec le contenu suivant :

/*
 * test moteur fanch 4/6/2016 
 * 
 * !!! NE PAS UTILISER AVEC UN MOTEUR
 * --- les deux relais peuvent être sur 1 simultanément dans cette version
 * !!!
 * 
 * Nouveaux relais pas chers
 * Le relais met sur ON lorsqu'il ne reçoit pas d'impulsion....
 * arduino Nano R3
 * 
 */
const int montee = 3;    // broche 3 pour le relais "montée" K1 / led Rouge
const int descente = 4 ;  // broche 4 pour le relais "descente" K2 / led verte

void setup() {
  // initialize digital pin 13 as an output.
  pinMode(montee, OUTPUT);
  pinMode(descente,OUTPUT);

  // démarrer le port série
  Serial.begin(57600);
  Serial.println("Setup fait" );  

  // vider le buffer RX
  // while (Serial.available())  Serial.read();  
}

// the loop function runs over and over again forever
void loop() {

    Serial.println("------------------" );
    Serial.print("DOWN - VERT ON " );
    action_store(true, false);   // single quote for string

    Serial.print("UP - ROUGE ON " );
    action_store(false, true); // single quote for string
    
    Serial.print("Stand By - Rouge et vert OFF " );
    action_store(true, true);    // single quote for string

    Serial.print("BIG PROBLEME - Rouge et vert ON " );
    
    // action_store(false, false); // Do not run this if le moteur du store est connecté !  
  Serial.println(" DO NOTHING !");
}


void action_store(bool red, bool green) {

  Serial.print(" | RED : ");
  Serial.print(red);
  Serial.print(" | GREEN : ");   
  Serial.println(green);
   
  motor_go(montee, red) ; 
  motor_go(descente, green) ;
  
  delay(3000) ;   
}

void motor_go(int sens, bool action ) {
    
    digitalWrite(sens, action);     // actionne le relais "sens"

}


Noter que la led rouge s’allume lorsqu’on lui envoie (FALSE / 0) et s’éteint lorsqu’on lui envoie (TRUE / 1).

Noter aussi que j’ai fait en sorte que le cas « big problem » n’allume pas les led pour qu’on ne risque pas de bousiller le moteur des stores si on essaie avec ce sketch.

Dans la console série – réglée à 57600 bauds – on lit en boucle le texte suivant :

——————
DOWN – VERT ON | RED : 1 | GREEN : 0
UP – ROUGE ON | RED : 0 | GREEN : 1
Stand By – Rouge et vert OFF | RED : 1 | GREEN : 1
BIG PROBLEME – Rouge et vert ON DO NOTHING !

Et la led verte s’allume bien lorsque red est à 1 et green à 0

Essais avec du 220V

Attention Danger électrique

Maintenant j’essaie avec deux ampoules branchées sur du 220 V !

Mesures de sécurité

Dessiner le schéma de fonctionnement général, en mettant toutes les hautes tensions d’un côté, bien séparées des basses tensions.

relais arduino 5V - 220V lampes

Dessiner un schéma utilisant des connecteurs type domino pour simplifier le changement d’éléments commandés.

relais arduino 5V - 220V lampes

Mettre tous ces composants dans une boîte. Fermer la boîte avant de brancher la prise et l’arduino.

Bilan :

Ca fonctionne correctement, je ne me suis pas électrocutée et je n’ai pas fait sauter les fusibles de la maison !

Pour voir les photos du montage tel que schématisé ici et pour aller plus loin (commande bluetooth), c’est dans un prochain article.

utiliser un arduino nano

utiliser un arduino nano

J’ai acheté un arduino nano V3, un tout petit arduino qui ne coûte que 3.66 €, livraison comprise (sur amazon ici) ! Pour ce prix, il est livré avec un cable USB et des connecteurs femelles sont soudés sur la carte, c’est incroyable !

Voici un descriptif de son fonctionnement, très simple.

Fiche descriptive

Voir sur le site arduino, en anglais.

 

Programmation

L’arduino nano se programme comme un arduino uno classique : on connecte le cable usb fourni à l’ordinateur et à l’arduino puis on ouvre l’interface IDE arduino.

Il suffit de définir le type de carte (dans outils) comme arduino nano. On peut ensuite téléverser un programme dans l’arduino nano. J’ai utilisé l’exemple blink et j’ai bien une led qui clignote sur l’arduino nano (en rouge). Facile !

Connexions

Les connexions sont semblables sur le nano et sur le uno, mais moins accessibles sur le nano.

Voici la vue générale :

arduino nano - vue générale

Et le détail des différents connecteurs :

arduino nano : les 30 broches

Et maintenant

Je peux utiliser un arduino nano comme j’aurais utilisé un arduino Uno !

 

arduino et relais pour commander du 220 V

arduino et relais pour commander du 220 V

L’objectif de ce premier essai est de commander un store motorisé par le biais d’un arduino commandé en bluetooth d’un smartphone android.

L’objectif

Le moteur du store est relié à 4 fils (voir l’article de Fanch ici) :

  • un fil jaune/ vert de terre
  • un fil bleu de neutre
  • un fil noir pour un des sens de rotation
  • un fil marron pour l’autre sens

Le moteur contient des fins de course, on n’a donc pas besoin de les gérer.

L’objectif est donc de commander deux relais par l’intermédiaire d’un arduino équipé de bluetooth. Un relais sera relié au fil noir, l’autre au fil marron.

Prototypes

J’utilise deux relais « solid state » G3NA-220B (fiche technique ici, en pdf). Ils sont un peu surdimensionnés mais utiles en attendant la réception d’autres relais.

prototype n°1 : 2 lampes par liaison série

Commande de deux lampes par arduino en liaison série

Je n’ai pas respecté les codes couleur… A revoir pour la version définitive !

Ce sketch (test-fanch-serie.ino) allume la lampe « Montée » lorsque je tape 0 dans la console série. SI je tape 1, c’est la lampe descente qui s’allume.

Ajout d’un module bluetooth

Paramétrage du module (HC-06) selon les modalités décrites dans cet article. Attention n°1 le sketch doit être changé pour que BTSerie.begin(9600);   et non 57600 baud puisqu’un module neuf est paramétré par défaut à 9600 bauds.

Pour une raison que j’ignore, le sketch ne répondait à aucune autre instruction que AT (il répondait OK. J’ai donc modifié le sketch pour envoyer les instructions au HC-06 directement dans le setup…

J’ai donc modifié le sketch pour que le setup fasse les réglages suivants en direct, sans que j’ai à saisir des choses dans la console série.

  • Demande le N° de version
  • donne le nom store au module HC-06
  • donne la vitesse 57600 baud au HC-06
BTSerie.print("AT+VERSION"); 
delay(1000); 
BTSerie.print("AT+NAMEstore"); 
delay(1000);
BTSerie.print("AT+BAUD7"); 
delay(1000);

La console série affiche alors OKlinvorV1.8OKsetnameOK57600, donc les instructions ont été prises en compte.

Le sketch correspondant est celui-ci : BlueTooth-AT-commands-2016-05-22.ino

J’éteinds l’arduino. Je le redémarre. Le module ne communique maintenant plus qu’à 57600 baud avec l’arduino.

Proto n°2 : Interaction avec une appli Android

J’ajoute d’abord le module bluetooth HC-06 paramétré précédemment.

Commande de deux lampes par arduino Uno en bluetooth (HC-06)

Commande de deux lampes par arduino Uno en bluetooth (HC-06)

Je vais utiliser l’application android JoystickBluetooth Commander (que j’utilise déjà dans le NoRobo – cf cet article).

I faut que :

  • appui sur bouton 1 = montée pendant 3 secondes
  • appui sur bouton 2 = descente pendant 3 secondes
  • un deuxième appui sur l’un des deux boutons annule l’ordre
  • si bouton 1 allumé, on ne peut pas simultanément descendre
  • si bouton 2 allumé, on ne peut pas simultanément monter

en pseudocode, ça veut dire ce qui suit :

bool up = false;            
bool down = false;

Si up est true ou down est true (il faut bouger le store)

   si up est true ET down est true 
     on a un big problème, le moteur va devenir fou
   sinon
     allumer ou éteindre selon la valeur de up ou de down

Le sketch (test-fanch-BT-1.ino) permet de réaliser ça avec l’application Joystick Bluetooth commander connectée au module bluetooth « store » réglé à une vitesse de 57600 bauds.

Et voilà le résultat :

l'écran du smartphone android

l’écran du smartphone android

Le résultat : la lampe "descente" est allumée

Le résultat : la lampe « descente » est allumée

Ca fonctionne correctement car il est effectivement impossible d’allumer les deux lampes à la fois (ce qui casserait le moteur).

Maintenant, il n’y a plus qu’à tester in situ !

Arduino et afficheur 7 segments

Arduino et afficheur 7 segments

Quelqu’un m’a prêté un afficheur 7 segments qu’il n’avait jamais eu l’occasion d’essayer. Il s’agit d’un module « CSG-4S » comme celui ci, sur Lextronic.fr.

Comme trop souvent, il a été impossible de trouver de la documentation précise pour ce module. Le fabricant, Comfile ne documente que l’utilisation avec des PicBasic, des microcontrôleurs.

J’ai été mise sur la voie par un forum arduino, dans lequel quelqu’un annonçait avoir décollé l’étiquette sur son afficheur. J’ai décollé l’énorme étiquette « contrôle qualité » qui masquait le microprocesseur figurant sur le module. Et banco ! C’est un microprocesseur SAA1064, et on trouve plein d’informations sur son utilisation avec un arduino, et en particulier ce tutoriel de 2011, sur tronixstuff.com.

Le module afficheur 7 segments CSG-4S

Il y a une fiche technique pour ce module, qui date de 1991. J’y ai trouvé les informations suivantes :

  • tension d’alimentation : 5V
  • Les broches SDA et SCL sont compatibles I2C
  • SDA et SCL peuvent recevoir 5V en entrée (ce n’est pas toujours le cas sur les afficheurs 7 segments)

La connexion avec l’arduino Uno

SDA et SDL permettent la connexion selon le protocole I2C. Je les ai donc (?) connecté respectivement à A5 et A4 de l’arduino.

Connexion Arduino et afficheur 7 segements CSG-4S

La programmation de l’afficheur

J’ai tout simplement essayé deux des sketchs présentés sur le tutoriel de Tronixstuff :

Ci-dessous des photos de l’afficheur avec le deuxième sketch.

sketch-7-segments-1 sketch-7-segments-2 sketch-7-segments-3

Et maintenant ?

Je vais rendre cet afficheur. Mais je vais essayer d’en utiliser un pour le NoRobo.

Test d’un indicateur de batterie Lipo 2S, 3S et plus

Test d’un indicateur de batterie Lipo 2S, 3S et plus

 J’ai acheté un indicateur de tension pour batterie Lipo 2S à 6S, avec affichage et alarme. J’ai commandé ce composant sur Amazon, boutique Universal Color, pour 3.04 €. Mon but ici est de regarder comment il fonctionne, de l’essayer dans divers cas afin de décider ensuite quand et comment l’utiliser.

Le composant

Afficheur-testeur tension batteries LIpo 2S à 6SLe composant est livré sans notice, et les informations lors de la commande étaient minimes. Je savais simplement qu’il s’utilise pour des batteries Li-Po 2S-6S (7.4V ~ 11.1V).

J’ai dû aller regarder plein d’images sur internet avant de comprendre le principe d’utilisation.

Utilisation avec une batterie Lipo

Comment faire la connexion ?

On connecte toujours le fil noir (le – de la batterie) sur la borne – du testeur. Le fil rouge (le +) est donc « au dessus » lorsqu’on regarde l’affichage dans le bon sens, avec les « . » vers le bas.

On utilise le connecteur JST-XH qui sert en principe pour l’équilibrage (la charge par exemple), pas le deuxième connecteur (prise BEC/JST, caché en dessous dans la photo) qui ne sert que pour alimenter un circuit.

Connexion d'une batterie Lipo 3S au testeur

Connexion d’une batterie 2S (7.4V)

Une fois connecté, l’afficheur indique brièvement combien de cellules contient la batterie qui y est connectée. Puis il affiche en alternance les informations suivantes : n°1 / 4.16 / n°2 / 4.16 / ALL / 8.33, comme sur les photos ci-dessous.

testeur-batterie-lipo-1

Noter qu’avec un voltmètre, la tension mesurée aux bornes de la batterie (connecteur BEC/JST) est de 7.85V…

testeur-batterie-lipo-3

testeur-batterie-lipo-2

Connexion d’une batterie 3S (11.1V)

testeur-batterie-lipo-4

testeur-batterie-lipo-5

Je n’ai pas vérifié la tension de cette batterie 3S avec un voltmètre.

Connexion de piles rechargeables

Le module ne fonctionne pas si je branche le – de 6 piles AA (en principe 9V) au – du module et le + à la première broche du module. Il mesure alors 0 volts (photo ci-dessous).

testeur de batterie avec piles rechargeables

Il faut que je branche le + des 6 piles à la deuxième broche du module, comme s’il s’agissait d’une batterie 2S. Le module affiche alors n°1, n°2, ALL et la tension totale, 8.16 V  :

testeur de batterie avec piles rechargeables, correctement branché

Conclusion

Un moyen satisfaisant d’afficher la tension d’une batterie Lipo ou de piles rechargeables.

Je n’ai pas pu tester l’alarme.

Sur un robot qui reste sous les yeux de l’utilisateur, c’est une bonne solution pour éviter d’abîmer la batterie. Mais il vaudrait sans doute mieux un système qui transmet l’information à l’arduino pour qu’il puisse couper le robot si la batterie est trop faible.