PiFace-Manuel-Interface-Relais

Description

PiFace dispose de deux relais raccordés en parallèle sur les deux premières sorties (sortie 0 et 1). Ce sont des relais deux directions.

Le borniers à 3 vis du bas correspond à la sortie 0 tandis que la bornier du haut correspond à la sortie 1.

Pour chacun des borniers, le point central est le commun. La borne du haut est le contact NORMALEMENT FERMé et la borne du bas le contact normalement ouvert.

Désactivé les relais

Il est possible de désactiver les relais du PiFace.

Cela est décrit dans notre section Configuration des cavaliers

Introduction aux relais

Un relais est un organe électrique permettant la commutation de liaisons électriques. Il est chargé de transmettre un ordre de la partie commande à la partie puissance d'un appareil électrique et permet, entre autres, un isolement galvanique entre les deux parties. Le relais est donc utile pour effectuer une commande de puissance de type tout ou rien.

Source [Wikipedia]

Si les relais les plus répandus ne permettent pas de raccorder directement un chauffage électrique (trop puissant), ils acceptent néanmoins couramment une plus d'un ampère sous 230 Volts.

Cela offre déjà bien des possibilités :-)

Pour plus d'information sur les relais, voir l'article consacré aux relais électriques (sur Wikipédia).

Attention: La haute tension et l’électrocution

Il est assez aisé de faire un montage en haute tension (220 volts alternatif) à l'aide de relais. C'est d'ailleurs l'un des principaux avantages de ceux-ci.

Cependant, il ne faut toujours garder à l'esprit que travailler avec le réseau électrique (donc en hautes tensions) présent des risques d'électrocutions. C'est un risque à considérer sérieusement car il peut conduire à la mort!

Si vous ne disposez pas des compétences adéquates, renseignez vous auprès de quelqu'un de compétent dans ce domaine. A défaut, le montage en basse tension reste ludique et pertinent dans de nombreux domaines.

Faite également bien attention quand vous manipulez votre montage, surtout si les raccordements de ce dernier sont facilement accessibles.

Limitations techniques des relais

Tous les relais on une tension maximale et un courant maximum de commutation (pour une tension de commutation donnée). Cela se traduit par une limitation de puissance d'utilisation, puissance au dessus de laquelle le relais ne pourra pas assurer son bon fonctionnement en toute sécurité (pour lui comme pour vous).

Il existe une vaste gamme de relais pouvant couvrir tous les domaines d'applications et toutes les puissances de commutations. Le plus gros que j'ai eu l'occasion de toucher pesait 5Kg et était capable de commuter un courant de ~1000A sous 24v (c'était pour un camion :-) ).

Essayer de commander un radiateur électrique (1500 watt) avec un relai supportant une puissance de commutation maximum de 30 watt (par exemple) réservera à coup sur une mauvaise surprise. le relai pourrait simplement cesser de fonctionner, fondre, ou prendre feu dans le pire des cas.

Le choix d'un relais aux caractéristiques adéquates est un élément important, à garder à l’œil lors de vos prochaines réalisation en solo.

Les relais de votre PiFace

Les relais de votre PiFace sont calibrés pour supporter 10A sous 250 Volts.

Nous allons d'ailleurs en utiliser pour commander un point d'éclairage 220v.

Normalement Ouvert / Fermé

Voici quelques informations complémentaires pour les débutants non familiarisés avec la notion Normalement Ouvert et Normalement Fermé.

Contact Normalement Ouvert

Lorsque le relais est activé, le contact électrique est actif entre la borne centrale et la borne du bas (et contact électrique est alors interrompu entre la borne centrale et celle du haut).

Dans le cadre du montage ci-dessous,

Le moteur ne fonctionne que si le relais est activé.

Le relais est activé lorsque la sortie 1 est activée (c'est le relais du haut).

Pour activer la sortie 0, il faut utiliser l'instruction:

#Activer le moteur sur contact normalement ouvert.
pfio.digital_write( 1, 1 )

Contact Normalement Fermé

Nous avons modifier le raccordement du moteur sur le bornier afin d'utiliser le contact normalement fermé

Lorsque le relais n'est pas activé, le contact électrique est actif entre le la borne centrale et la borne du haut et le moteur fonctionne.

Lorsque l'on active la sortie 1, le relais s'active et le contact électrique s'ouvre entre la borne centrale et le celle du haut... et le moteur s'arrête!

Important: Alimentation Moteur

Sur l'image de présentation, le relais est utilisé pour commander un moteur à courant continu.

L'usage d'un relais et d'une alimentation séparée pour commander un moteur est vivement conseillé.

Limites du régulateurs de tension de votre Pi

Pour commencer, le régulateur de tension du Raspberry Pi ne sera pas capable de fournir le courant nécessaire à la motorisation de vos projet. Il ne faut donc pas utiliser le +5v du PiFace pour alimenter vos moteurs et une alimentation indépendante sera nécessaire.

Dans ce cas, l'usage d'un relais simplifie grandement le montage :-)

Moteur = parasites = problèmes informatiques

Ensuite, il faut savoir que les moteurs sont source de nombreux parasites... parasites qui peuvent voyager par l'intermédiaire de l'alimentation ou d'un masse commune.

Comme vous le savez certainement, les systèmes informatiques n'apprécient pas les parasites... et un une exposition prolongée risque même de d'avoir des conséquences plutôt catastrophique.

Un relais permet donc de protéger votre Rapsberry (et PiFace) de ces parasites car il permet de séparer physiquement votre circuit de moteur de votre circuit de commande (votre Pi + PiFace).

Le relais est donc utilisé pour commander le moteur, le moteur dispose de son propre circuit d'alimentation qui est distinct de l'alimentation du Pi... et qui surtout ne partage pas de masse commune.

Cas pratique

Pour illustrer tout ce chapitre et l'avantage d'utiliser un relais, j'ai décidé d'utiliser un "turbo light" 220 volts que j'allume à l'aide du relais de la sortie 1.

Nous allons utiliser la première entrée (numéro 0) pour activer/désactiver le relais.

Montage

Voici le montage correspondant:

Vous pouvez encoder le programme suivant dans le fichier PiFace-telerupteur.py à l'aide de la commande

nano PiFace-telerupteur.py

Code

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: latin-1 -*-

import piface.pfio as pfio
pfio.init()

# Relais desactivé
etatRelais = False
# Dernier etat connu de l'entrée
dernierEtatEntree = 0

while( True ):
    # Lecture de l'etat de l'entrée
    etatEntree = pfio.digital_read( 0 )
    # Si Etat entrée change
    if( etatEntree != dernierEtatEntree ):
        # agir seulement quand relâche le bouton
        if( etatEntree == 0 ):
            # Changer l etat logique du relais
            etatRelais = not etatRelais
            # Appliquer l'etat au relais
            if( etatRelais == True ):
                pfio.digital_write( 1, 1 )
            else:
                pfio.digital_write( 1, 0 )

        # Se souvenir de l etat de l'entrée   
        dernierEtatEntree = pfio.digital_read(0)

Enregistrez le fichier à l'aide de Ctrl + X.

Il faut ensuite le rendre exécutable à l'aide de la commande chmox

chmod +x PiFace-telerupteur.py

Finalement, pour exécuter le programme il suffit de taper la commande suivante:

./PiFace-telerupteur.py

Résultat en vidéo

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Sources: Documentation constructeur (anglais, corrigée par MCHobby) et MCHobby.be.

PiFace Digital est un projet de Andrew Robinson à University of Manchester School of Computer Science

Utilisation/traduction de la documentation constructeur, faisant partie dans ce tutoriel, avec accord de Christof B. (6/02/2013) représentant commercial de Element14 en Belgique

Toute référence, mention ou extrait de cette traduction doit être explicitement accompagné du texte suivant : « Traduction par MCHobby (www.MCHobby.be) - Vente de kit et composants » avec un lien vers la source (donc cette page) et ce quelque soit le média utilisé.

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