Commande d’un relais par un équipement électronique

Cet article est destiné à tous ceux qui pensent que l’électronique c’est trop compliqué pour eux. Dans cet article la seule loi à connaître est la loi d’Ohm :
La tension (U) en volts = la résistance (R) en Ohm multiplié par le courant (I) en ampère.
A partir de là R = U / I et I = U / R.

Un relais est un appareil qui, commandé par un courant électrique, permet d’établir un ou plusieurs contacts (Voir l’article les relais).

Principe de raccordement des relais
La commande d’un relais peut provenir d’un équipement électrique comme un interrupteur, un commutateur, un bouton poussoir.

La commande peut également venir d’un équipement électronique comme un microcontrôleur ou un décodeur d’accessoires en commande numérique.

Commande d’un relais par un équipement électronique.

Le circuit de commande active un Optocoupleur qui assure une fonction d’amplification et d’isolation entre le circuit de commande et le circuit d’alimentation du relais.
L’optocoupleur est composé côté commande d’une diode Led et côté utilisation d’un photo transistor. La transmission de l’ordre étant assurée par la lumière émise par la diode Led, la séparation entre commande et utilisation est bien assurée et peut supporter plusieurs centaines de Volts.

Dans le montage proposé l’optocoupleur est un 4N25 dont le prix est d’environ 0.50€ TTC.

Côté commande
Il faut un courant de 10mA pour activer la commande du relais et donc il faut une résistance (R1) pour limiter le courant de commande à cette valeur.
La chute de tension aux bornes de la Led étant de 1,15V, la valeur de la résistance est calculée comme suit :
R1= (Tension de commande – 1,15)/ 0,01

Par exemple, pour une tension de commande de 5V : R1= (5-1,15)/0,01 soit 385 ohms la valeur de résistance normalisée est de 390 ohms.

Pour une tension de commande de 12V La valeur de R1 sera (12-1,15)/0,01 = 1085 ohms soit la valeur normalisée de 1000 ohms.

Côté Utilisation
Il faut choisir un relais dont les caractéristiques de tension d’alimentation, de nombre de contacts, de tension et d’intensité supportée correspond aux besoins. (Voir l’article les relais).
Le raccordement du relais est simple (Voir le schéma ce dessus). La résistance R2 n’est utile que si la tension d’alimentation utilisée pour la commande est supérieure à la tension d’alimentation du relais.
Les caractéristiques du relais donnent des informations sur la tension d’alimentation du relais en volts et sa résistance interne en ohms. Le courant absorbé par le relais sera égal à la tension divisée par la résistance interne. Les caractéristiques sont données dans un document Data Sheet que l’on trouve parfois sur le site du fournisseur et sur internet en tapant la référence du composant

Par exemple un relais 12V ayant une résistance de 360 ohms consommera 0,033 A
Si la tension d’alimentation disponible est plus grande par exemple 18V alors il faudra une résistance R2. Le calcul de la résistance est le suivant : R2 = (18V-12V) / 0,033A soit 182 ohms. La valeur normalisée de la résistance sera 180 ohms.

En parallèle sur les bornes d’alimentation du relais il y a une diode montée en inverse (1N4004). Cette diode est indispensable pour protéger l’optocoupleur.

Un relais est composé d’un bobinage coté commande. Ce bobinage n’aime pas les changements d’état et quand on coupe l’alimentation du relais, il génère une tension inverse pour s’opposer à la coupure d’alimentation (Extra courant de rupture). Cette tension inverse pouvant atteindre plusieurs dizaines de volts, sans la diode de protection le transistor de sortie de l’optocoupleur serait détruit.