Gestion Carte relais
Pilotage de cartes relais avec un Raspberry Pi
Présentation :
Dans la continuité du développement d'une application de la gestionn du conditionnement thermique d'une caméra allsky, j'ai développé une autre application permettant d'utiliser des cartes relais.
Il est en effet fréquemment nécessaire de pouvoir mettre en (ou hors) service des équipements dans l'abri dédié à l'astronomie (alimentation caméra, ventilateur de refroidissement, résistances de dégivrage, panneau flat, ...).
Combien de relais utilisables ?
L'application permet de piloter de 4 à 16 relais par multiple de 4, donc 4, 8, 12 ou 16 relais. Le nombre de cartes relais n'est pas important, c'est le nombre de relais qui compte. Par exemple, il est possible de gérer 12 relais répartis sur 3 cartes de 4 relais ou sur une carte de 8 relais plus une carte de 4 relais.
Le choix du type de carte s'effectue en fonction du besoin et des contraintes d'encombrement. Il peut être plus pratique (moins encombrant) de superposer 2 cartes de 4 relais plutôt que d'utiliser une seule carte de 8 relais. De plus, ces cartes ne coutent que quelque euros, alors, pourquoi se priver ?
Le logiciel de gestion :
Le logiciel est totalement paramétrable en fonction de ses propres besoins.
L'application s'appuie sur 2 fenêtres :
- Un écran de pilotage permet l'exploitation des différents relais.
- Un écran de paramétrage qui permet de préciser :
- Le nombre de relais utilisés.
- Et pour chaque relais :
- Le libellé de la fonction du relais.
- Le numéro de pin du port GPIO du Raspberry Pi. Cette fonction permet d'utiliser des pins du GPIO non utilisés par une autre carte ou des capteurs qui seraient déjà connectés au port GPIO. Cela permet de rentabiliser au mieux l'exploitation du port GPIO.
L'ensemble des paramètres est sauvegardé dans un fichier de manière ce que les choix de l'interface soient appliqués à chaque lancement.
Ecran de pilotage avec une carte à 4 relais :
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Ecran de paramétrage avec une carte à 4 relais :
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Le panneau de commande de 16 relais avec 4 relais activés :
Composants nécessaires :
Pour pouvoir faire fonctionner l'ensemble, il faut :
- 1 Raspberry Pi. Dans mon cas, j'en ai plusieurs modèles en version 3.
- 1 ou plusieurs carte(s) relais fonctionnant en 5 volts, avec 4 relais à minima. Ces cartes se connectent directement sur le port GPIO du Raspberry Pi. Un exemple de cartes disponibles sur le site Aliexpress. Ces cartes sont destinés aussi bien au RPI qu'à l'arduino. Il suffit de mettre "relais arduino" en critères de recherche pour en avoir plus que de raison.
- Des fils avec connecteurs pour raccorder les cartes relais aux pins du port GPIO. Des fils de ce genre.
Schéma de câblage :
Pour la définition des pins du connecteur GPIO du Raspberry Pi, le schéma est disponible sur le site framboise314.fr
Les cartes relais ont un connecteur d'entrée dont le nombre varie en fonction du nombre de relais.
Il y a une pin pour le 5V (VCC), 1 pin pour la masse (GND) et autant de pin pour commuter chaque relais (IN1, IN2, .... IN8, ... IN16).
La pin VCC de la carte relais est raccordée au 5V du connecteur GPIO : pin 2 ou 4.
La pin GND de la carte relais est raccordée à la masse du connecteur GPIO : pin 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 ou 39.
Les pin IN1 à INx de la carte relais sont raccordées aux pins de la plage GPIO2 à GPIO26, au choix. Il suffit de reporter le numéro de GPIO* dans l'écran de paramétrage.
* c'est bien le numéro de GPIO qu'il faut saisir et non pas le numéro de pin du connecteur. Exemple : si un relais est raccordé au GPIO15, c'est la valeur 15 qu'il faut renseigner dans l'écran de paramétrage et non la valeur 10 qui correspond au numéro de pin du connecteur.
Le schéma correspondant :
Concernant les contacts de sortie des relais (destinés à la commutation), il y a 3 contacts : un contact commun sur lequel est raccordé la tension destinée à alimenter un équipement, un contact NO (Normalement Ouvert lorsque le relais est au repos) et un contact NF (Normalement Fermé lorsque le relais est au repos).
Lorsque le relais est au repos, le contact NF est relié au contact commun et lorsque le relais est excité, c'est le contact NO qui est relié au contact commun.
Dans la plupart des applications, ce sont les contacts commun et NO qui sont utilisés, de manière à mettre sous tension un équipement lorsque le relais est excité.
Il existe quelques cas où on utilise les contacts commun et NF. C'est le cas par exemple d'un appareil qui reste en permanence sous tension. Il peut arriver qu'il soit nécessaire de faire un reset. Dans ce cas, on active le relais pour effectuer une coupure de l'alimentation. Une fois le relais à nouveau au repos, l'appareil est à nouveau alimenté et redémarre.