Relais à Double Inverseur : Fonctionnement, Schémas et Applications Pratiques

Les relais sont indispensables pour contrôler des dispositifs que l'on peut interfacer avec des cartes Arduino et Raspberry Pi. Ils sont avantageux car ils éliminent l'utilisation de circuits de commande à fort ampérage dans les systèmes électroniques. Si vous avez un projet impliquant des circuits de commande électromécaniques ou électriques, vous aurez certainement besoin d'un relais à double inverseur. Mais face à la multitude de relais disponibles, trouver le plus adapté peut s'avérer complexe. Heureusement, nos experts sont là pour vous guider. Mais d'abord, découvrons ensemble le relais à double inverseur.

Pôle et Inverseur

Fig 1 : Un relais électronique

Un pôle désigne le nombre de circuits contrôlés par le relais. Un inverseur (throw) correspond à la position extrême de l'actionneur. En d'autres termes, c'est le nombre de connexions que chaque pôle du relais peut établir.

Par exemple, un interrupteur unipolaire contrôle un seul circuit électrique, tandis qu'un interrupteur bipolaire en contrôle deux indépendamment. Inversement, un interrupteur simple inverseur ferme un circuit en une position, alors qu'un double inverseur le commande en deux positions.

Unipolaire Simple Inverseur (SPST)

Un interrupteur SPST possède une borne d'entrée et se connecte à une borne de sortie, soit ON soit OFF. Ce commutateur compte quatre bornes en incluant les deux du bobinage.

Unipolaire Double Inverseur (SPDT)

Un interrupteur SPDT dispose de trois bornes et se connecte à l'une des deux bornes de sortie. Il compte cinq bornes en incluant les deux du bobinage.

Bipolaire Simple Inverseur (DPST)

Un DPST est un commutateur à quatre bornes distinctes, équivalent à deux interrupteurs SPST actionnés simultanément. Il compte six bornes en incluant les deux du bobinage.

Bipolaire Double Inverseur (DPDT)

Un interrupteur DPDT possède deux rangées de bornes de commutation, équivalent à deux interrupteurs SPDT. Il compte huit bornes en incluant les deux du bobinage.

Relais Unipolaire Double Inverseur (SPDT)

Caractéristiques

• Relais SPDT
• Courant de commutation élevé
• Relais normalement fermé

Schéma

Fig 2 : Schéma d'un relais SPDT

Comment fonctionne un relais SPDT ?

La configuration interne d'un relais SPDT comprend une borne de commande unique qui contrôle deux sorties. Il dispose donc de cinq bornes : deux contacts de relais, un pour le pôle et deux pour les inverseurs.

Pour mieux comprendre, nommons la première borne de sortie « sortie 1 » et la seconde « sortie 2 ». Au repos (position OFF), une sortie est connectée tandis que l'autre est déconnectée. Lorsque le relais est alimenté (tension appliquée au bobinage), le flux de courant dans son circuit provoque la déconnexion du terminal connecté.

Résultat : la borne d'entrée se connecte à l'autre borne de sortie, alimentant le circuit. Lorsque le bobinage n'est pas alimenté, un terminal est Normalement Fermé (NF) tandis que l'autre est Normalement Ouvert (NO).

Utilisation

Avec Arduino

Pour l'utiliser avec Arduino, vous aurez besoin d'un module relais Grove-SPDT 30A, qui est un interrupteur normalement ouvert. Vous pourrez ainsi contrôler des dispositifs à fort courant comme des feux de stationnement, des ventilateurs, etc.

Avec Raspberry Pi

• Il vous faut un Raspberry Pi et un GrovePi ou GrovePi+.
• L'environnement de développement doit être configuré.
• Connectez le capteur au port D4 du GrovePi via un câble Grove.
• Accédez au répertoire de démonstration : cd votre_chemin/GrovePi/Software/Python/
• Visualisez le code : nano grove_spdt_relay.py # « Ctrl+x » pour quitter #

• Exécutez la démo : sudo python grove_spdt_relay.py

Relais Bipolaire Double Inverseur (DPDT)

Schéma de circuit DPDT

Fig 3 : Symbole d'un relais DPDT

Comment fonctionne-t-il ?

Un relais DPDT possède quatre sorties correspondant à deux entrées. Les deux entrées sont isolées l'une de l'autre, tout comme les deux paires de sorties. Chaque borne d'entrée se connecte à un contact Normalement Fermé (1.1), l'autre borne (1.2) étant Normalement Ouverte.

De même, la seconde borne d'entrée se connecte à un contact Normalement Fermé (2.1), l'autre borne (2.2) étant Normalement Ouverte.

Utilisation

Inverser le sens d'un moteur avec un relais DPDT

Fig 4 : Inversion du sens de rotation d'un moteur avec un relais DPDT

Comme le montre le schéma 1, la source d'alimentation a sa borne positive (T1) et négative (T2). Hors tension, T1 est connecté aux contacts 1 (et 4) et T2 aux bornes 2 (et 3). Dans cet état, le moteur tourne dans le sens horaire. Alimenter le relais connecte T1 aux bornes 2 (et 3) et T2 aux bornes 4 (et 1). Le moteur tourne alors dans le sens anti-horaire.

Basculer entre deux charges différentes avec un interrupteur DPDT

Fig 5 : Commutation entre deux charges avec un interrupteur DPDT

Au lieu d'un simple ON/OFF, ce circuit permet d'alimenter deux charges distinctes. Ici, on allume soit le moteur, soit le ventilateur, mais jamais les deux simultanément.

Lorsque le bobinage n'est pas alimenté, le ventilateur est ON et la LED verte s'allume. À l'inverse, quand le relais est alimenté, la LED rouge s'allume ainsi que le moteur.

Conclusion

Contrairement à d'autres circuits et dispositifs de commande, le relais est simple à mettre en œuvre, peu coûteux, durable et fiable. Il convient aussi bien pour de la commutation à distance à faible puissance que pour des circuits de commande de forte puissance.

Il est toutefois essentiel de connaître sa tension nominale et sa compatibilité avec votre circuit. Contactez-nous pour tout complément d'information sur les relais et circuits associés.