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Relais qui "collent"

    13 juillet 2020 à 17:13:57

    Bonjour tout le monde !

    Je suis gérant d'un Escape Game, avec 2 salles (2 scénarios différents), 100% électro.

    Dans la première salle, je n'ai AUCUN problème de relais qui collent !

    Par relais qui collent, j'entends le fait que, même lorsqu'il reçoit un HIGH ou un LOW, que je l'entends bien claquer, celui-ci ne change au final pas l'état de ce qui est branché dessus. 

    Dans la ma deuxième salle par contre, j'ai beaucoup de problème de relais qui collent ...

    Je dois régulièrement aller mettre une petite tape sur le relais pour le décoller !

    La seule différence que je vois de suite entre les deux salles, c'est que dans la première, je n'ai aucun grosses tensions, contrairement à la seconde, où j'ai certaines LEDs 12V 13A, des moteurs 12V 20A. J'ai aussi beaucoup plus de relais 8-16 canaux que dans la première salle.

    J'aimerai donc comprendre à quoi est du ce problème de relais collant et également savoir comment le problème.

    S'il y a une solution plus cher, avec un autre type de relais, des relais plus chers etc ... je suis à priori plus preneur que s'il faut rajouter des composants dans mes montages =p

    Merci d'avance à tous,

    Thibaut

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      13 juillet 2020 à 18:32:15

      Wouaouuu, tu n'y ai pas allé de main morte sur les courants !

      Tu parles d'une tension 12V donc je suppose qu'il s'agit d'une tension continu (DC) et non d'une tension alternative (AC).

      Dans ce cas, attention au pouvoir de coupure DC du relais, ce n'est pas la même chose que pour l'AC.

      Dans le cas d'une tension alternative, celle-ci passe plusieurs fois par 0V donc même si un arc électrique se produit dans le relais, celui-ci va automatiquement se couper lorsque la tension passera par zéro.

      Mais dans le cas d'une tension continue, si un arc se crée, il peut rester présent un long moment avant de se couper, ce qui va fortement endommager ton relais.

      As mon avis, il y a beaucoup d'arc électrique qui se produisent à l'intérieur de tes relais, ce qui finit par souder les contacts.

      La soudure ayant été faite par un arc, elle est très fragile, d'où le fait que tu parviennes à la casser en tapant un peu sur le relais.

      Du coup... QUESTION: es-tu certains que ton relais est capable de couper 20A en DC ???

      Si ce n'est pas le cas, il va falloir opter pour un relais plus gros, avec des contacts plus appropriés à encaisser les arcs, ce qui coute évidement plus chère.

      Comme si cela ne suffisait pas, tu parles aussi de moteur, qui est un composant inductif, qui ne supporte pas les brusques variations de tension.

      Lorsque tu ouvres le contact d'un relais relié à un gros moteur, le coté inductif du moteur va créer une surtension qui va forcément créer un arc électrique dans ton relais.

      Sur des relais, le pouvoir de coupure d'éléments inductif est relativement faible par rapport au pouvoir de coupure d'éléments résistifs.

      Pour éviter ce problème, il est possible de contrer le coté inductif en utilisant une diode de roue libre en parallèle du moteur.

      Je te propose un test facile à faire mais un peu destructif... : retire l'enveloppe plastique d'un de tes relais pilotant un moteur et regarde ce qu'il te passe à l'intérieur lorsque tu le ferme et l'ouvre... je suis sûr que tu vas voir de gros flash.

      -
      Edité par lorrio 13 juillet 2020 à 18:35:28

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        14 juillet 2020 à 13:36:46

        Thibaut Leuridan a écrit:

        S'il y a une solution plus cher, avec un autre type de relais, des relais plus chers etc ... je suis à priori plus preneur que s'il faut rajouter des composants dans mes montages =p

        Tu peux utiliser des relais automobiles (souvent > 30A), des relais SSR pour courant continu (ex: FOTEK DD). Mais ce ne devrait pas être beaucoup plus long ou cher de faire souder quelques mosfets de 30A ou plus avec chacun 2 résistances, avec un optocoupleur et un transistor supplémentaire si nécessaire, sur une plaque de perfboard.
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          15 juillet 2020 à 6:38:02

          Merci beaucoup à vous deux !

          Lorrio, je pars du principe que tu as raison et que je suis à la minute =p

          J'utilise ce type de relais actuellement :

          https://www.amazon.fr/Jolicobo-dextension-protection-optocoupleur-Raspberry/dp/B07RP5DBX1/ref=sr_1_2_sspa?__mk_fr_FR=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&dchild=1&keywords=arduino+relais+5v&qid=1594787575&sr=8-2-spons&psc=1&spLa=ZW5jcnlwdGVkUXVhbGlmaWVyPUFVQThIU1gwWFlEMkEmZW5jcnlwdGVkSWQ9QTA3MzEwODgxUjg2OVBSWFRQNDRDJmVuY3J5cHRlZEFkSWQ9QTA2NzczMTMxSjFWMFJFWTRCRUFVJndpZGdldE5hbWU9c3BfYXRmJmFjdGlvbj1jbGlja1JlZGlyZWN0JmRvTm90TG9nQ2xpY2s9dHJ1ZQ==

          et voici le moteur

          https://www.amazon.fr/gp/product/B0161AC4EW/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&psc=1

          Concernant les diodes de roue libre, j'en place sur mes électroaimant, mais en effet, aucun sur mes moteurs !

          Comment tu places ça avec des actuateurs linéaires et des moteurs à deux fils ?

          Je branche comme ceci mes relais actuellement :

          https://image.tubefr.com/upload/a/c0/ac0b1ef918a6c8db1cbb5b3e473a8b4e.jpg

          alexisdm, je vais partir sur des relais SSR, vu le prix, c'est toujours un peu de temps de gagné !

          Comment tu gères les branchements par contre ? Je suis habitué avec VCC GND IN, là je vois qu'il n'y a que 2 entrées. 

          https://www.amazon.fr/Haobase-Statique-SSR-25DA-Controle-temperature/dp/B01FLG3X4M/ref=sr_1_13?__mk_fr_FR=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&dchild=1&keywords=relais+ssr&qid=1594786612&sr=8-13

          C'est l'équivalent du IN sur le + et GND sur le - ?

          Je vois aussi qu'il n'y a pas l'équivalent des C NC NO, je vais donc devoir multiplier les relais dans le cas où j'utilisais les 3 sorties je suppose ?

          Comme dans l'image de branchement juste au dessus.

          Mon moteur esr un 12V, ça fonctionnera avec ce lien en 24-380 V AC ?

          Encore merci,

          Thibaut

          -
          Edité par Thibaut Leuridan 15 juillet 2020 à 6:42:57

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            15 juillet 2020 à 21:42:58

            C'est bien ce que je pensais... un shield relais arduino low cost.

            Très bien pour commuter de petites charges AC, mais clairement pas destiné à faire de la haute puissance et encore moins du DC.

            Déjà, on peut lire dans la doc qu'il s'agit d'un relais 10A maxi, donc clairement pas destiné à commuter 13A ou 20A.

            Mais ça, c'est pour des tensions AC et non des tensions DC !

            Il faut prendre en compte la courbe de la datasheet :

            On peut voir que la courbe AC reste à 10A max sur pratiquement toute la plage de tension, puis s'écoule à 277V, ce qui est la limite du relais.

            Quand à la courbe DC, elle part de 10A pour des faibles tension mais commence à décroitre dès que la tension dépasse 3V.

            A 12V, la courbe DC indique un courant maxi de 1.5A, bien loin des 13A et 20A que tu évoques.

            Avec un tel traitement de faveur, il ne faut pas t'étonner que le relais souffre et colle.

            *****

            Pour revenir sur le problème inductif, e fait que ton moteur doive pouvoir tourner dans les 2 sens ne va pas faciliter la tache.

            En plus des 2 relais inverseur, il faudrait ajouter un troisième relais servant à faire On/Off et sur lequel il y aurait la diode de roue libre.

            Seul le relais On/off sera protégé donc il faudra impérativement commander les relais inverseur sans présence de courant pour ne pas les endommager.

            Cela implique de positionner les relais inverseur, attendre un peu (mini 100ms), puis actionner le relais en On.

            Et pour couper, ce serait l'opération inverse : décommander le On, attendre un peu, puis décommander les inverseurs.

            *****

            Autre solution (évoquée par alexisdm), vu qu'il s'agit de basse tension 12V, il serait probablement plus judicieux de passer par des transistors mosfet.

            Voir éventuellement aussi ajouter un opto pour ajouter un peu d'isolation entre la partie commande et la partie puissance, ce ne serait pas plus mal.

            Pour la commande du moteur avec des MOSFET, il faudrait adopter une topologie de pont en H.

            *****

            Un SSR a simplement besoin d'être alimenté pour être commandé.

            - Si tu as l’habitude de mettre un HIGH pour commander ton relais, il te faut mettre le "-" sur GND et le "+" sur ta sortie arduino.

            - Si tu as l’habitude de mettre un LOW pour commander ton relais, il te faut mettre le "-" sur la sortie arduino et le "+" sur 5V, ou 3.3V dans le cas d'un arduino en 3.3V (Arduino DUE par exemple).

            Par contre, attention à prendre le bon type de SSR !!!

            Certains SSR sont basées sur des triacs et ne peuvent par conséquent être utilisé que sur des tensions AC !!!

            C'est d'ailleurs le cas du SSR-25DA qui ne fonctionnera pas sur une tension DC.

            Vérifie bien de prendre une version DC de SSR si tu pars sur cette technologie.

            -
            Edité par lorrio 15 juillet 2020 à 21:44:30

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              16 juillet 2020 à 18:47:13

              Ton moteur a quand même un courant maxi de 120A, ça veut dire qu'il faudrait prendre un ou plusieurs relais Fotek SSR-50DD (à voir dans fiche technique de la série DD pour courant continu) avec un dissipateur parce que le courant moyen est supérieur à 12A. Il y a beaucoup de témoignages sur internet de relais SSR fondus ou qui ont pris feu, soit à cause de l'absence de dissipateur, soit parce que le relais était contrefait (souvent à cause d'un triac de 12A dans un relais SSR-25DA censé supporter 25A).

              Je ne sais pas si c'est très judicieux d'acheter des relais SSR ou des modules de Mosfet sans marque pour ces niveaux de courant sur les marketplace d'Amazon ou autres. Tu peux en trouver des modules de pont en H à Mosfet, à priori fiables, chez Pololu.com qui sont distribués en Europe par tme.eu (ou robotshop.com), et si tu as besoin de modules optocoupleurs à 2 canaux (pour les broches enable et direction du pont en H), là, c'est beaucoup moins critique et tu peux les prendre où tu veux.

              Même si j'ai suggéré les relais SSR, je n'ai pas l'impression qu'ils soient très répandus en version à courant continu, et assez hors de prix quand ils existent, si on considère le peu de composants qu'ils sont censés contenir (un optocoupleur, un mosfet, quelques passifs, des diodes et une led, des borniers et une plaque métallique).

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                22 juillet 2020 à 12:12:34

                Merci à vous deux et vraiment désolé pour la réponse très tardive !

                J'ai consulté tes 2 sites alexisdm, il y a vraiment beaucoup de choix et je m'y perds complétement.

                De plus, je ne suis pas habitué à utiliser/reconnaître autre chose que des relais classique.

                Je partirai (vu vos remarques) plutôt sur le principe du pont en H de MOSFET.

                Est-ce qu'il y a des modules tout prêts avec ce qu'il faut en diode, sécurité et cie ?

                Le but est de gagner un max ce temps. Si je peux esquiver de l'assemblage, je prends !!!

                Encore merci pour votre aide.

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                  27 juillet 2020 à 19:25:59

                  Les diodes de roues libres ne sont pas nécessaires pour la plupart des modules de ponts en H constitués de Mosfets.

                  Par contre sans assemblage, ça exclue quasiment tous les modules de marque Pololu, pour lesquels il faut souder les connecteurs, par exemple pour leur module dual VNH5019 ou dual VNH2SP30 (pour lesquels il faut combiner 2 canaux pour dépasser les 20A), et pour leurs modules "high-power G2", il faut également ajouter obligatoirement un condensateur qui n'est pas fourni pour filtrer l'alimentation et probablement une résistance, à un emplacement prévu, pour ajuster la limite de courant (parce qu'ils n'ont pas de protection contre la surchauffe, juste contre les surtensions et surintensités, donc il faut limiter maximum le courant à une valeur pour laquelle le module est ne devrait pas trop chauffer).

                  Les modules DFRobot, Syren, Sabertooth ou Cytron sur tme.eu ou robotshop.com pour plus de 25A semblent être pour déjà assemblés, mais la plupart doivent être utilisés avec une batterie ou un module régulateur shunt, parce qu'ils renvoie du courant vers l'alimentation quand ils ralentissent (freinage régénératif).

                  Le seul qui pourrait convenir, est celui-ci: https://www.robotshop.com/en/dc-motor-driver-2-15a.html pour lequel il faudra peut-être combiner les 2 canaux de 15A en parallèle pour atteindre les 20A, les puces utilisées, des demi-ponts en H d'Infineon, BTS7960, ont toutes les protections (surchauffe, surintensité et surtension), donc elles devraient juste s'éteindre en cas de problème. Il y a une variante sur Amazon avec les mêmes puces, annoncée pour 43A, testée succinctement dans cette vidéo et à 20A en continu (je suppose après plusieurs dizaines de minutes), elle atteint déjà 100°C, mais pour une utilisation par intermittence, cette température ne devrait pas être atteinte et tu devrais pouvoir l'utiliser pour ton application.

                  Il y a également des clones des cartes Dual VNH2SP30/VNH5019 sur Amazon et autres marketplace, moins chères, mais elles doivent également être assemblées et il y a un risque qu'elles soient équipée de puces VNH3SP30 qui montent moins haut en courant sans dissipateur (2x9A au lieu de 2x14A pour les VNH2SP30 et 2x12A pour les VNH5019).

                  -
                  Edité par alexisdm 27 juillet 2020 à 19:26:30

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                    6 août 2020 à 0:31:29

                    Salut alexisdm !

                    Désolé pour la réponse tardive, je suis en vacances avec très peu de réseau.

                    Merci beaucoup pour ta réponse.

                    Je vais partir sur le module amazon, question gain de temps et prix assez faible.

                    Encore merci pour ton aide précieuse.

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