ESP32 - Relais
Ce tutoriel vous explique comment utiliser un ESP32 et MicroPython pour contrôler un module relais. En détail, nous allons apprendre :
- Comment fonctionne un relais.
- Comment connecter un relais à un appareil à haute tension.
- Comment connecter l'ESP32 au relais.
- Comment écrire du code MicroPython pour l'ESP32 afin de contrôler le relais pour commuter des dispositifs à haute tension.
Préparation du matériel
Ou vous pouvez acheter les kits suivants:
| 1 | × | Kit de Démarrage DIYables ESP32 (ESP32 inclus) | |
| 1 | × | Kit de Capteurs DIYables (18 capteurs/écrans) |
À propos de Relay
Un relais est un interrupteur programmable qui peut être contrôlé par des appareils tels que l'ESP32 ou d'autres microcontrôleurs. Il permet le contrôle automatisé d'appareils, en particulier ceux qui nécessitent une tension élevée ou un courant élevé, en les allumant ou en les éteignant. En somme, le relais agit comme un intermédiaire entre l'ESP32 et les appareils à haute tension.
WARNING
Lorsqu’on travaille avec l’électricité, la sécurité est primordiale. Faites attention à éviter les chocs électriques. Si vous n’êtes pas sûr de quoi que ce soit, demandez de l’aide à quelqu’un qui sait ce qu’il fait.
Nous recommandons d’utiliser un appareil à courant continu (jusqu’à 24 V) pour les essais, même si certains relais peuvent fonctionner avec des appareils à la fois en courant continu et en courant alternatif.
Schéma des broches du relais
Un relais a deux groupes de broches : les broches d'entrée qui fonctionnent avec une faible tension et les broches de sortie qui fonctionnent avec une haute tension.
- Connectez les broches du groupe d'entrée à l'ESP32. Il y a trois broches:
- Broche DC- : connectez-la à GND (0 V).
- Broche DC+ : connectez-la à VCC (5 V).
- Broche IN : connectez cette broche pour recevoir le signal de commande de l'ESP32.
- Connectez les broches du groupe de sortie à l'appareil à haute tension. Il y a aussi trois broches, généralement présentes dans une borne à vis:
- Broche COM : il s'agit de la connexion commune utilisée aussi bien en mode normalement ouvert qu'en mode normalement fermé.
- Broche NO : c'est la broche normalement ouverte. Utilisez-la en mode normalement ouvert.
- Broche NC : c'est la broche normalement fermée. Utilisez-la en mode normalement fermé.
- En mode normalement ouvert, connectez seulement la broche COM et la broche NO.
- En mode normalement fermé, connectez seulement la broche COM et la broche NC.
- Déclenchement à faible niveau mode
- Déclenchement à niveau élevé mode
- Mode ouvert par défaut
- Mode fermé par défaut
- Le mode "normalement ouvert" et le mode "normalement fermé" fonctionnent différemment.
- De nombreux modules relais peuvent utiliser à la fois les modes "normalement ouverts" et "normalement fermés".
- Le mode déclenchement à faible niveau et le mode "déclenchement à haut niveau" fonctionnent différemment.
- Tous les modules relais ne peuvent pas utiliser à la fois les modes déclenchement à faible niveau et déclenchement à haut niveau.
- Un module relais ne peut fonctionner qu'en un seul mode à la fois, soit déclenchement à faible niveau soit déclenchement à haut niveau.
- Si la broche IN est connectée à BAS (0 V), l'interrupteur reste ouvert, et l'appareil est éteint.
- Si la broche IN est connectée à HAUT (5 V), l'interrupteur est fermé, et l'appareil est allumé.
- Lorsque la broche IN est connectée à un niveau bas (0 V), l'interrupteur est fermé. Cela signifie que l'appareil est allumé.
- Lorsque la broche IN est connectée à un niveau élevé (5 V), l'interrupteur est ouvert. Cela signifie que l'appareil est éteint.
- Connectez la broche de l'ESP32 à la broche IN du relais.
- Réglez la broche sur LOW ou HIGH pour contrôler le relais.
Nous n'utilisons généralement que deux des broches du groupe de haute tension, pas toutes.
De plus, si le relais prend en charge à la fois les déclencheurs à niveau bas et à niveau haut, il y a généralement un cavalier pour sélectionner soit le déclencheur à niveau bas soit le déclencheur à niveau haut.
※ Note:
Différents fabricants peuvent disposer les broches du module relais différemment. Vérifiez toujours attentivement les étiquettes sur votre relais pour les bonnes connexions des broches. Faites particulièrement attention à l’emplacement des broches !
Comment connecter l'appareil à haute tension au relais
Comment cela fonctionne
Un relais peut fonctionner différemment en fonction du fabricant et de la méthode d'installation utilisée par l'utilisateur.
Le mode d'entrée : Il existe deux modes d'entrée qui font fonctionner le relais de manière opposée :
Le mode de sortie : Il existe deux modes de sortie, et ils font fonctionner le relais différemment:
Le mot « normalement » signifie lorsque la broche « IN » est connectée à « BAS (0 V) ». Voici quelques informations de base :
La combinaison de modes d'entrée et modes de sortie crée plusieurs cas d'utilisation. Pour les débutants, nous recommandons d'utiliser déclencheur de niveau élevé mode et normalement ouvert mode.
Les déclencheur à bas niveau et déclencheur à haut niveau modes fonctionnent différemment. Ensuite, nous expliquerons le déclencheur à haut niveau mode en détail. Le déclencheur à bas niveau fonctionne de manière opposée.
Déclencheur à niveau élevé - Mode normalement ouvert
Pour activer ce mode, connectez le dispositif à haute tension à la broche COM et à la broche NO.
Déclencheur de niveau élevé - Mode normalement fermé
Pour utiliser ce mode, connectez l'appareil à haute tension à la broche COM et à la broche NC.
Résumé
| Input modes | Output modes | IN pin (programmable) | Output pins | Relay state | Device state |
|---|---|---|---|---|---|
| HIGH Trigger | Normally Open | LOW | COM and NO pin | ⇒ open | ⇒ OFF |
| HIGH Trigger | Normally Open | HIGH | COM and NO pin | ⇒ closed | ⇒ ON |
| HIGH Trigger | Normally Closed | LOW | COM and NC pin | ⇒ closed | ⇒ ON |
| HIGH Trigger | Normally Closed | HIGH | COM and NC pin | ⇒ open | ⇒ OFF |
| LOW Trigger | Normally Open | LOW | COM and NO pin | ⇒ closed | ⇒ ON |
| LOW Trigger | Normally Open | HIGH | COM and NO pin | ⇒ open | ⇒ OFF |
| LOW Trigger | Normally Closed | LOW | COM and NC pin | ⇒ open | ⇒ OFF |
| LOW Trigger | Normally Closed | HIGH | COM and NC pin | ⇒ closed | ⇒ ON |
Il peut y avoir jusqu'à 8 cas d'utilisation. Cela peut sembler beaucoup. Mais si vous débutez, concentrez-vous simplement sur les deux premiers cas. Ceux-ci incluent le déclencheur de niveau élevé et le réglage normalement ouvert. Nous discuterons principalement de ces deux cas dans ce tutoriel.
ESP32 - Relais
L'ESP32 utilise un relais pour piloter un appareil qui fonctionne sous haute tension.
Contrôler un relais est simple. Il nous suffit de:
Diagramme de câblage
- Comment connecter l'ESP32 et le relais en utilisant breadboard (alimenté par un câble USB)
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
Pas de plaque d'essai ? Le même circuit peut être câblé sans, comme ci-dessous :
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
- Comment connecter l'ESP32 et un relais en utilisant breadboard (alimenté par la broche VIN)
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
Vous pouvez aussi monter ce circuit sans plaque d'essai. Voici le même câblage :
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
- Comment connecter l'ESP32 et le relais en utilisant une carte breakout à bornes à vis (alimentée par câble USB).
- Comment connecter l'ESP32 et le relais en utilisant carte d'extension à bornes à vis (alimentée via la broche Vin)
Comment programmer pour un relais
- Pour configurer une broche ESP32 en sortie numérique. Par exemple, pour configurer la broche 3, utilisez cette fonction.
- Allumez le relais.
- Éteignez le relais.
Code MicroPython pour ESP32
Étapes rapides
Voici des instructions sur la façon de configurer et d’exécuter votre code MicroPython sur l’ESP32 en utilisant l’IDE Thonny :
- Assurez-vous que l'IDE Thonny est installé sur votre ordinateur.
- Confirmez que le firmware MicroPython est chargé sur votre carte ESP32.
- Si c'est votre première utilisation d'un ESP32 avec MicroPython, consultez le ESP32 - Premiers pas. pour des instructions étape par étape.
- Connectez la carte ESP32 au relais selon le schéma fourni.
- Connectez la carte ESP32 à votre ordinateur avec un câble USB.
- Ouvrez l'IDE Thonny sur votre ordinateur.
- Dans l'IDE Thonny, allez dans Outils Options.
- Sous l'onglet Interpréteur, choisissez MicroPython (ESP32) dans le menu déroulant.
- Assurez-vous que le bon port est sélectionné. Thonny IDE le détecte généralement automatiquement, mais vous pourriez avoir besoin de le sélectionner manuellement (comme COM12 sur Windows ou /dev/ttyACM0 sur Linux).
- Copiez le code MicroPython fourni et collez-le dans l'éditeur de Thonny.
- Enregistrez le code sur votre ESP32 en:
- Cliquez sur le bouton Enregistrer ou appuyez sur Ctrl+S.
- Dans la boîte de dialogue d'enregistrement, choisissez Périphérique MicroPython.
- Nommez le fichier main.py.
- Cliquez sur le bouton vert Exécuter (ou appuyez sur F5) pour exécuter le script.
- Vérifiez l'état du relais.
Relais vs module MOSFET
Un relais n'est pas le seul moyen de commuter un appareil. Si votre appareil fonctionne en courant continu (DC), comme une bande LED 12V, un ventilateur 12V, une pompe 12V ou une serrure à solénoïde 12V, un module MOSFET peut faire le même travail.
| Relais | Module MOSFET | |
|---|---|---|
| Ce qu'il peut faire | allumer ou éteindre l'appareil | allumer ou éteindre l'appareil, et régler sa puissance (PWM) |
| Bruit à la commutation | un clic à chaque fois | aucun bruit |
| Vitesse de commutation | lente, quelques millisecondes | très rapide |
| Durée de vie | les contacts s'usent après de nombreuses commutations | rien ne bouge, donc il dure longtemps |
| Type d'alimentation | AC ou DC | DC uniquement |
| Alimentation de l'appareil | toute tension admise par le relais | environ 6V ou plus |
| Isolation de l'ESP32 | oui, entre bobine et contacts | oui, par l'optocoupleur PC817 |
| Idéal pour | appareils AC, ou simple ON/OFF | appareils DC, ou variation de luminosité et de vitesse |
Le relais et le module MOSFET s'activent tous les deux quand la broche de l'ESP32 est à l'état HIGH (value(1)). Donc, pour un simple ON/OFF, le code ci-dessus reste le même. Seul le câblage change. Le signal 3.3V de la broche de l'ESP32 suffit pour le module MOSFET. Pour les appareils branchés sur le secteur AC, utilisez toujours le relais.
Pour connaître le brochage, le câblage, le code PWM et les conseils de sécurité du module MOSFET, consultez le tutoriel ESP32 - Module MOSFET.