ESP32 S3 - Relais
Découvrez comment contrôler des appareils haute tension en toute sécurité avec votre ESP32 S3 à l'aide d'un module relais. Ce tutoriel vous montre comment commuter des appareils de forte puissance comme des lampes, des pompes et des moteurs à l'aide d'un code Arduino simple.
Ce que vous allez construire :
- Un circuit contrôlé par relais connecté à votre ESP32 S3
- Un sketch qui allume et éteint automatiquement un appareil haute tension
- Un système qui illustre les modes de relais normalement ouvert et normalement fermé
- Une base pour des projets réels de domotique et de commutation
Pourquoi vous avez besoin d'un relais avec l'ESP32 S3
Les broches numériques de l'ESP32 S3 fonctionnent à 3,3V et ne peuvent fournir que quelques milliampères de courant, ce qui suffit pour allumer directement une LED mais est loin d'être suffisant pour piloter des appareils haute tension. Connecter directement une lampe, une pompe ou un moteur à la carte l'endommagerait ou la détruirait instantanément.
Un relais comble cet écart en permettant à votre ESP32 S3 de contrôler un circuit haute tension complètement séparé en utilisant seulement un signal LOW ou HIGH sur une seule broche. Cela garde votre microcontrôleur en sécurité tout en vous donnant un contrôle logiciel complet sur des charges secteur ou à fort courant.
Matériel requis
Ou vous pouvez acheter les kits suivants:
| 1 | × | Kit de Démarrage DIYables ESP32 S3 (ESP32 S3 inclus) | |
| 1 | × | Kit de Capteurs DIYables (18 capteurs/écrans) |
À propos du relais
Un relais est un commutateur électromécanique programmable qui utilise une petite bobine électromagnétique pour ouvrir ou fermer un circuit haute tension séparé. Quand votre ESP32 S3 met la broche de commande à HIGH ou LOW, la bobine s'active, déplaçant physiquement un contact métallique qui complète ou coupe le circuit de charge. Comme les deux circuits sont électriquement isolés, l'ESP32 S3 n'est jamais exposé à la tension dangereuse du côté charge.
Caractéristiques principales
La plupart des modules relais conçus pour une utilisation avec microcontrôleur acceptent une alimentation de bobine 5V et un signal de commande compatible 3,3V, ce qui les rend directement utilisables avec l'ESP32 S3. Les contacts de sortie sont généralement calibrés pour 10 A sous 250 V AC ou 30 V DC, ce qui couvre la grande majorité des applications amateurs et industrielles légères. Les modules relais incluent généralement une diode de roue libre pour supprimer le pic de tension produit quand la bobine se désactive, protégeant la broche de commande contre les dommages.
WARNING
La sécurité avant tout ! La sécurité avant tout !
- Soyez prudent en travaillant avec la haute tension. Sérieusement, elle peut vous électrocuter ou même vous coûter la vie. Si vous n'êtes PAS sûr à 100% de ce que vous faites, rendez-vous service et ne touchez à rien. Demandez à quelqu'un qui s'y connaît !
- Certains relais peuvent fonctionner avec du courant DC et AC, nous vous recommandons fortement de NE PAS utiliser de tension AC. Utilisez uniquement un appareil DC (≤24V).
Brochage du relais
Le module relais expose deux groupes de broches : les broches d'entrée qui se connectent à votre ESP32 S3 et les broches de sortie qui se connectent à la charge haute tension.
- Broche DC- : Connectez à GND (0V)
- Broche DC+ : Connectez à VCC (5V)
- Broche IN : Reçoit le signal de commande de l'ESP32 S3
- Broche COM : Broche de sortie commune — se connecte à un fil de l'appareil haute tension
- Broche NO : Sortie normalement ouverte — utilisez-la pour le mode normalement ouvert
- Broche NC : Sortie normalement fermée — utilisez-la pour le mode normalement fermé
※ Note:
L'ordre des broches du relais peut différer selon les fabricants. Veuillez vérifier attentivement les étiquettes imprimées sur le relais !
Comment connecter l'appareil haute tension au relais
En mode normalement ouvert, connectez la charge entre COM et NO afin que le circuit soit ouvert (appareil éteint) par défaut. En mode normalement fermé, connectez la charge entre COM et NC afin que le circuit soit fermé (appareil allumé) par défaut. Dans les deux cas, connectez aussi la charge à son alimentation externe appropriée.
- Mode normalement ouvert : Utilisez uniquement les broches COM et NO
- Mode normalement fermé : Utilisez uniquement les broches COM et NC
Comment fonctionne le relais
Le module relais propose différents modes de fonctionnement selon les besoins de votre projet.
Modes d'entrée (choisissez-en un) :
- Mode déclenchement niveau LOW : Le relais s'active quand la broche IN reçoit LOW (0V)
- Mode déclenchement niveau HIGH : Le relais s'active quand la broche IN reçoit HIGH (3,3V/5V)
Modes de sortie (choisissez-en un) :
- Mode normalement ouvert : Le circuit est ouvert (OFF) quand la broche IN est à LOW
- Mode normalement fermé : Le circuit est fermé (ON) quand la broche IN est à LOW
Remarques importantes :
- Les modes normalement ouvert et normalement fermé fonctionnent de manière opposée
- La plupart des modules relais prennent en charge les deux modes de sortie
- TOUS les modules relais ne prennent PAS en charge les deux modes de déclenchement d'entrée
- Vous ne pouvez utiliser qu'un seul mode d'entrée à la fois (à sélectionner via cavalier si disponible)
- Le terme « normalement » signifie « quand la broche IN est connectée à LOW (0V) »
Recommandation pour débutant :
- Utilisez le mode déclenchement niveau HIGH avec le mode normalement ouvert pour une compréhension plus facile
Déclenchement niveau HIGH - Mode normalement ouvert
Connectez l'appareil haute tension à la broche COM et à la broche NO.
- Broche IN = LOW (0V) : L'interrupteur est ouvert → L'appareil est OFF (désactivé)
- Broche IN = HIGH (5V ou 3,3V) : L'interrupteur est fermé → L'appareil est ON (activé)
C'est le mode le plus intuitif pour les débutants : l'appareil ne fonctionne que lorsque l'ESP32 S3 envoie un signal HIGH à la broche IN, tout comme allumer un interrupteur standard.
Déclenchement niveau HIGH - Mode normalement fermé
Connectez l'appareil haute tension à la broche COM et à la broche NC.
- Broche IN = LOW (0V) : L'interrupteur est fermé → L'appareil est ON (activé)
- Broche IN = HIGH (5V ou 3,3V) : L'interrupteur est ouvert → L'appareil est OFF (désactivé)
Le mode normalement fermé fonctionne à l'opposé du mode normalement ouvert : l'appareil fonctionne par défaut et l'ESP32 S3 envoie HIGH pour l'éteindre. Ceci est utile dans les applications à sécurité intégrée où la charge doit rester allumée si le contrôleur perd son alimentation.
Mode normalement ouvert contre mode normalement fermé
Ce tableau compare les deux modes en utilisant le déclenchement niveau HIGH :
| Mode | Broches utilisées | État de la broche IN | État du relais | État de l'appareil |
|---|---|---|---|---|
| Normalement ouvert | COM et NO | LOW | Ouvert | OFF |
| Normalement ouvert | COM et NO | HIGH | Fermé | ON |
| Normalement fermé | COM et NC | LOW | Fermé | ON |
| Normalement fermé | COM et NC | HIGH | Ouvert | OFF |
Choisissez normalement ouvert pour un contrôle marche/arrêt standard et normalement fermé pour les applications où l'appareil doit rester actif par défaut.
ESP32 S3 - Relais
Contrôler un relais avec l'ESP32 S3 ne nécessite qu'une seule broche de sortie numérique. Connectez cette broche à la borne IN du module relais, puis appelez digitalWrite() avec HIGH ou LOW pour allumer ou éteindre la charge. Le relais gère en interne toute la commutation haute tension, gardant l'ESP32 S3 complètement isolé du circuit de charge.
Schéma de câblage
Les schémas ci-dessous montrent deux façons courantes d'alimenter votre projet de relais ESP32 S3. Choisissez l'option qui convient le mieux à votre configuration et au matériel disponible.
Option 1 : Alimenter l'ESP32 S3 via le port USB
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
| Broche relais | Broche ESP32 S3 |
|---|---|
| DC- | GND |
| DC+ | 5V |
| IN | GPIO48 |
| Connexion ruban LED | Broche relais |
|---|---|
| Fil positif (+) | COM |
| Fil négatif (-) | Broche NO |
- Remarque : Le ruban LED nécessite aussi une connexion à son adaptateur d'alimentation 12V
Option 2 : Alimenter l'ESP32 S3 via la broche Vin
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
| Broche relais | Broche ESP32 S3 |
|---|---|
| DC- | GND |
| DC+ | 5V |
| IN | GPIO48 |
- Remarque : Utilisez un adaptateur d'alimentation externe 12V à la fois pour l'ESP32 S3 (via Vin) et le ruban LED
Consignes de sécurité
Vérifiez toujours doublement toutes les connexions avant de mettre sous tension un circuit haute tension. Vérifiez que les bornes COM et NO (ou NC) du relais sont fermement fixées et qu'aucun fil nu n'est exposé. Gardez le câblage de commande basse tension et le câblage de charge haute tension physiquement séparés autant que possible pour réduire le risque de contact accidentel ou de court-circuit.
Comment programmer un relais avec l'ESP32 S3
Programmer un relais avec l'ESP32 S3 implique trois étapes simples utilisant des fonctions Arduino standard. Aucune bibliothèque externe n'est requise — tout ce dont vous avez besoin est intégré au core Arduino.
Étape 1 : Configurer la broche en sortie numérique
Étape 2 : Éteindre le relais (mode normalement ouvert)
Étape 3 : Allumer le relais (mode normalement ouvert)
Code ESP32 S3
Le code suivant illustre le contrôle de base d'un relais avec l'ESP32 S3 en basculant de manière répétée un ruban LED allumé et éteint. Il configure la broche D7 en sortie numérique, puis la met à HIGH pendant une seconde et à LOW pendant une seconde dans une boucle infinie — créant un effet de clignotement continu sur l'appareil connecté via le relais.
Étapes rapides
- Nouveau sur l'ESP32 S3 ? Suivez d'abord notre guide ESP32 S3 - Premiers pas.
- Copiez le code ci-dessus et collez-le dans l'Arduino IDE.
- Sélectionnez votre carte : choisissez la bonne carte ESP32 S3 dans le menu Tools > Board.
- Choisissez votre port : sélectionnez le bon port COM dans le menu Tools > Port.
- Cliquez sur le bouton Upload pour compiler et téléverser le sketch sur l'ESP32 S3.
- Observez votre ruban LED clignoter toutes les secondes.
- Si rien ne se passe, revérifiez le câblage de votre relais et confirmez le bon mode de déclenchement.
- Astuce : Ajoutez des instructions Serial.println() à votre sketch pour afficher l'état du relais sur le moniteur série — cela rend le débogage du câblage et de la logique beaucoup plus rapide.
Résultat sur le moniteur série
Le code de contrôle du relais ne produit pas de résultat sur le moniteur série par défaut. Pour surveiller les états du relais, modifiez le code pour inclure du débogage série comme montré ci-dessous.
Applications et idées de projets
Une fois que vous maîtrisez le contrôle de relais avec l'ESP32 S3, vous pouvez construire un large éventail de projets pratiques de domotique et d'automatisation.
- Éclairage domotique : Contrôlez des lumières de pièce, des lampes ou des rubans LED automatiquement selon l'heure ou des données de capteur.
- Système d'irrigation automatisé : Allumez et éteignez des pompes à eau selon les relevés d'un capteur d'humidité du sol.
- Ventilateur contrôlé par la température : Activez un ventilateur de refroidissement quand la température dépasse un seuil défini.
- Serrure de porte intelligente : Contrôlez un verrou électromagnétique pour des applications de sécurité domestique.
- Distributeur automatique pour animaux : Programmez des heures de nourrissage en contrôlant un moteur de distributeur de nourriture.
- Automatisation de jardin : Contrôlez des lampes de croissance, des ventilateurs de ventilation et des systèmes d'arrosage sur une minuterie.
- Contrôle d'appareils à distance : Allumez et éteignez des cafetières, chauffages ou autres appareils via WiFi grâce aux capacités sans fil intégrées de l'ESP32 S3.
Vidéo du tutoriel
Regardez ci-dessous le tutoriel vidéo étape par étape pour ce projet ESP32 S3.
Défiez-vous
Maintenant que vous pouvez contrôler un relais avec l'ESP32 S3, essayez ces extensions progressivement plus difficiles pour approfondir votre compréhension et construire des projets plus performants.
- Débutant : Modifiez l'intervalle de clignotement à 5 secondes allumé et 2 secondes éteint.
- Débutant : Ajoutez un bouton poussoir pour pouvoir basculer le relais manuellement au lieu de dépendre d'une temporisation automatique.
- Intermédiaire : Contrôlez deux relais simultanément pour commuter deux appareils différents indépendamment.
- Intermédiaire : Utilisez un capteur de température pour allumer automatiquement un ventilateur quand la température dépasse 25°C.
- Avancé : Construisez un système de relais contrôlé par WiFi utilisant l'interface sans fil de l'ESP32 S3 afin de pouvoir commuter la charge depuis votre smartphone.
- Avancé : Créez un programme hebdomadaire qui allume et éteint des appareils à des heures précises chaque jour, stocké en mémoire non volatile afin que le programme survive aux cycles d'alimentation.