What Is a Low Level Trigger Relay? (And Why Your Arduino Project Needs One)

Introduction : Le déclic qui n'est jamais venu

2 h 47 du matin. Vous êtes sur ce projet depuis trois heures.

Votre projet Arduino semble parfait. Le module de relais est posé sur votre platine d'expérimentation, câblé exactement comme le tutoriel l'a montré. Vous avez vérifié trois fois : VCC à 5 V, GND à GND, IN1 à la broche numérique 7. Le code se compile. Vous le téléchargez. La broche 7 passe à l'état HAUT.

Rien.

Pas de déclic. Pas de DEL. Le relais reste juste là... à vous narguer.

Vous échangez le module de relais. Toujours rien. Vous essayez une broche Arduino différente. Non. Vous réécrivez le code pour vous assurer absolument que vous mettez la broche à l'état HAUT. Il confirme : HAUT. 5 volts. Le multimètre est d'accord.

Et le relais ne se déclenchera toujours pas.

Puis, par désespoir ou par curiosité induite par la caféine, vous modifiez une ligne de code :

digitalWrite(relayPin, LOW) ; // Changé de HAUT

Clic.

Le relais s'enclenche. La DEL s'allume. Votre pompe se met en marche. Tout fonctionne.

Attendez... quoi ? Le relais se déclenche lorsque vous mettez la broche à l'état BAS au lieu de HAUT ? C'est à l'envers. C'est faux. C'est...

En fait, c'est exactement comme ça que fonctionnent les relais à déclenchement bas. Et une fois que vous aurez compris pourquoi, vous réaliserez qu'ils ne sont pas bizarres, mais qu'ils sont en fait la conception la plus intelligente.

Laissez-moi vous expliquer.

Ce que “ Déclenchement bas ” signifie réellement (en langage clair)

Un relais à déclenchement bas s'active lorsque sa broche de commande reçoit un signal BAS (0 V/GND) au lieu d'un signal HAUT (5 V).

En termes de logique numérique :

• Signal BAS (0 V) = Relais ACTIVÉ
• Signal HAUT (5 V) = Relais DÉSACTIVÉ

C'est ce qu'on appelle aussi la logique active-bas ou la logique inverse.

Comparez cela à un relais à déclenchement haut :

• Signal HAUT (5 V) = Relais ACTIVÉ
• Signal BAS (0 V) = Relais DÉSACTIVÉ

C'est tout. C'est la différence fondamentale. Mais voici où cela devient intéressant : pourquoi les modules de relais utiliseraient-ils cette approche apparemment à l'envers ?

Pourquoi les modules de relais utilisent le déclenchement bas (le secret est l'optocoupleur)

La plupart des modules de relais n'ont pas seulement un relais, ils ont un circuit de commande complet intégré. Le cœur de ce circuit est un optocoupleur (également appelé opto-isolateur), généralement un PC817 ou similaire.

La conception du circuit de l'optocoupleur

Voici ce qui se trouve réellement à l'intérieur de votre module de relais :

Côté entrée (signal de commande) :

• La broche numérique de votre Arduino se connecte à “ IN ”
• IN se connecte à une DEL à l'intérieur de l'optocoupleur (à travers une résistance)
• La cathode de la DEL se connecte à GND

Côté sortie (bobine de relais) :

• Un phototransistor (à l'intérieur de l'optocoupleur) détecte la lumière de la DEL
• Ce transistor commande un transistor NPN (comme le 2N3904)
• Le transistor NPN alimente la bobine de relais

Le détail essentiel : La DEL de l'optocoupleur est câblée entre VCC et la broche IN. C'est la clé pour comprendre le déclenchement bas.

Comment fonctionne le déclenchement bas

Lorsque la broche IN = HAUT (5 V) :

• Différence de tension aux bornes de la DEL = 5 V – 5 V = 0 V
• Aucun courant ne circule à travers la DEL
• La DEL reste ÉTEINTE
• Le phototransistor reste ÉTEINT
• La bobine de relais ne reçoit pas d'alimentation
• Le relais reste DÉSACTIVÉ

Lorsque la broche IN = BAS (0 V/GND) :

• Différence de tension aux bornes de la DEL = 5 V – 0 V = 5 V
• Le courant circule à travers la DEL (limité par une résistance)
• La DEL s'allume
• Le phototransistor s'active
• Le transistor NPN conduit
• La bobine de relais s'alimente
• Le relais s'enclenche

Le “ moment Eurêka ” : Le circuit tire du courant de VCC à GND à travers la broche IN. Lorsque votre broche Arduino est BASSE, elle fournit un chemin vers la masse, complétant le circuit. Lorsque HAUTE, il n'y a pas de différence de tension, donc aucun courant ne circule.

Pourquoi cette conception est en fait brillante

1. Comportement de sécurité intégrée : Si votre fil de commande se casse ou se déconnecte, la broche IN flotte effectivement à l'état HAUT (tirée vers le haut en interne par le réseau de résistances). Cela maintient le relais DÉSACTIVÉ par défaut, ce qui est plus sûr que de l'ACTIVER accidentellement.
2. Protection contre les broches flottantes : Pendant le démarrage d'Arduino, les broches sont dans un état indéfini pendant quelques millisecondes. Avec un déclencheur bas, cela se traduit généralement par un relais DÉSACTIVÉ (sûr) plutôt qu'un relais ACTIVÉ (potentiellement dangereux pour les charges de forte puissance).
3. Consommation de courant plus faible du microcontrôleur : Lorsque le relais est DÉSACTIVÉ (votre état le plus courant pour de nombreuses applications), la broche du microcontrôleur est HAUTE et ne fournit presque aucun courant. Lorsque vous devez activer le relais, la broche passe à l'état BAS et absorbe du courant, ce que les broches du microcontrôleur sont généralement plus aptes à gérer que de fournir.
4. Compatibilité 3,3 V : Les ESP32 et les appareils 3,3 V similaires ont du mal à commander de manière fiable les modules de relais 5 V en configuration haute. Mais en mode bas, la broche 3,3 V peut absorber le courant vers la masse sans problème, même lorsque VCC est de 5 V. Cela rend les modules de déclenchement bas plus universellement compatibles.

Conseil de pro : C'est pourquoi la plupart des modules de relais commerciaux sont par défaut à déclenchement bas : c'est la conception la plus robuste, la plus compatible et la plus sûre.

Comment câbler un relais à déclenchement bas (étape par étape)

Câblage de base pour Arduino Uno (logique 5V)

Connexions d'alimentation :

• Relais VCC → Arduino 5V
• Relais GND → Arduino GND

Signal de contrôle :

• Relais IN → Broche numérique Arduino (par exemple, Broche 7)

Exemple de code :

const int relayPin = 7;

Ce qu'il se passe :

• HIGH (5V) maintient le relais OFF
• LOW (0V) active le relais ON

Câblage pour ESP32 (logique 3.3V)

L'ESP32 sort 3.3V en HIGH, ce qui peut causer des problèmes avec certains modules de relais 5V. Voici l'approche fiable :

Connexions d'alimentation :

• Relais VCC → Alimentation externe 5V (ou broche 5V de l'ESP32 si vous utilisez l'alimentation USB)
• Relais GND → Masse commune avec ESP32

Signal de contrôle :

• Relais IN → Broche GPIO ESP32 (par exemple, GPIO 23)

Exemple de code :

const int relayPin = 23;  // ESP32 GPIO23

Pourquoi cela fonctionne avec 3.3V :

Lorsque la broche ESP32 passe à LOW (0V), elle fournit un chemin de masse. La LED de l'optocoupleur est alimentée par l'alimentation 5V VCC, de sorte que la chute de tension totale de 5V se produit à travers la LED - amplement suffisant pour l'allumer et déclencher le relais.

Conseil de pro : Si votre module de relais a un cavalier pour JD-VCC (alimentation du relais) séparé de VCC (alimentation logique), retirez le cavalier et alimentez JD-VCC à partir de 5V tout en maintenant VCC à 3.3V. Cela fournit une isolation complète et une meilleure fiabilité avec les microcontrôleurs 3.3V.

Niveau bas vs Niveau haut : Lequel choisir ?

La plupart des modules de relais sont livrés avec un cavalier ou un commutateur pour sélectionner entre les modes de déclenchement de niveau bas et de niveau haut. Voici quand utiliser chacun :

Choisissez le déclenchement de niveau bas lorsque :

• ✅ Vous utilisez des microcontrôleurs 3.3V (ESP32, ESP8266, Raspberry Pi)
• ✅ Vous voulez un comportement de sécurité (le relais est OFF par défaut si le fil de commande tombe en panne)
• ✅ Vous travaillez avec des modules de relais inconnus ou non testés (c'est le mode le plus courant/compatible)
• ✅ Votre application nécessite que la charge soit OFF la plupart du temps
• ✅ Vous êtes débutant (moins susceptible d'avoir des problèmes de compatibilité)

Exemples d'applications :

• Domotique (lumières OFF par défaut)
• Systèmes d'alarme (sirènes OFF par défaut)
• Commandes de pompe (pompe OFF sauf si elle est activement déclenchée)
• Interverrouillages de sécurité (équipement désactivé sauf s'il est activement activé)

Choisissez le déclenchement de niveau haut lorsque :

• ✅ Vous avez besoin que le relais soit ON pendant la réinitialisation/le démarrage de l'Arduino (cas d'utilisation rares mais spécifiques)
• ✅ Vous travaillez avec des charges normalement fermées (NC) où vous voulez un comportement inverse
• ✅ Votre logique de code est plus simple avec “HIGH = ON” (préférence personnelle)
• ✅ Interface avec des systèmes de contrôle actifs-haut (PLC, contrôleurs industriels)

Exemples d'applications :

• Éclairage de secours (reste ON pendant les pannes de courant)
• Ventilateurs de refroidissement (ON par défaut pour la sécurité)
• Systèmes de déconnexion de batterie (exigences de sécurité spécifiques)

La vérité honnête : Pour 95 % des projets Arduino/ESP32, le déclenchement de niveau bas est le meilleur choix.

Il est plus compatible, plus fiable et plus sûr. N'y pensez pas trop.

Erreurs courantes et comment les corriger

Erreur n°1 : “Mon relais est toujours ON !”

Symptôme : Le relais clique sur ON dès que vous alimentez l'Arduino, avant même que votre code ne s'exécute.

Cause : Pendant le démarrage, les broches Arduino sont dans un état indéfini (flottant). Si la broche flotte à LOW, le relais se déclenche.

Solution :

void setup() {

Définir l'état de la broche avant de la définir comme OUTPUT garantit qu'elle démarre à l'état OFF.

Erreur n°2 : “Ça marche... mais se déclenche ensuite aléatoirement”

Symptôme : Le relais clique occasionnellement sur ON quand il ne devrait pas, surtout avec de longs fils ou des environnements bruyants.

Cause : Bruit électrique ou états de broche flottants.

Correction n°1 – Ajouter une résistance de rappel externe :

Connectez une résistance de 10 kΩ entre la broche IN et VCC. Cela maintient IN tiré vers HIGH (relais OFF) lorsque votre Arduino ne le tire pas activement vers LOW.

Correction n°2 – Activer la résistance de rappel interne :

void setup() {

Erreur n°3 : “Le relais ESP32 ne clique pas de manière cohérente”

Symptôme : Le relais fonctionne parfois, échoue d'autres fois. La LED sur la carte de relais s'allume mais le relais ne clique pas.

Cause : Courant insuffisant du GPIO 3.3V pour piloter la LED de l'optocoupleur de manière fiable.

Correction – Utilisez un module de relais 3.3V dédié :

Recherchez des modules de relais spécifiquement conçus pour une tension de déclenchement de 3.3V (pas seulement compatibles 3.3V). Ceux-ci ont des circuits d'optocoupleur optimisés avec des exigences de tension directe de LED plus faibles.

Ou – Alimentez le VCC du module de relais à 5V :

Même si l'ESP32 est en 3.3V, vous pouvez alimenter le VCC du module de relais à partir de 5V (broche 5V de l'ESP32 ou alimentation externe) tandis que le GPIO de l'ESP32 absorbe le courant vers GND. Cela fournit un courant de LED plus fort à travers l'optocoupleur.

Erreur n°4 : “J'ai mal réglé le cavalier”

Symptôme : Le comportement du relais est opposé à ce que votre code attend.

Cause : Le module de relais a un cavalier réglé sur le mode de déclenchement de niveau haut.

Solution :

Recherchez un cavalier à 3 broches près des borniers à vis, généralement étiqueté :

• H (Déclencheur de niveau haut)
• COM (Commun)
• L (Déclencheur de niveau bas)

Déplacez le cavalier pour connecter COM et L pour le mode de déclenchement de niveau bas.

Si aucun cavalier n'existe : certains modules de relais sont fixés uniquement au niveau bas. Vérifiez la description du produit ou testez : si BAS l'active, il s'agit d'un déclencheur de niveau bas.

Erreur #5 : “ Le relais clique mais la charge ne s'active pas ”

Symptôme : vous entendez le relais cliquer, la LED s'allume, mais votre lampe/moteur/pompe ne s'active pas.

Cause : ce n'est pas un problème de déclenchement, mais un problème de câblage du côté haute tension.

Correction – Vérifiez le câblage de la charge :

COM (Commun) se connecte à la source d'alimentation (par exemple, 12 V+ ou ligne CA)

NO (Normalement ouvert) se connecte à la borne positive de la charge

Le négatif de la charge retourne au négatif de la source d'alimentation

Pour les charges CA (comme une lampe) :

• COM au fil chaud CA
• NO à la lampe
• L'autre borne de la lampe au neutre CA

Note de sécurité critique :

Si vous travaillez avec la tension secteur CA (110 V/220 V), coupez l'alimentation au niveau du disjoncteur avant le câblage. Si vous n'êtes pas à l'aise avec le câblage CA, faites appel à un électricien qualifié.

Applications pratiques : quand vous avez réellement besoin de relais de déclenchement de niveau bas

1. Projets de domotique

Scénario : prise intelligente contrôlée par ESP32 pour les lampes.

Pourquoi un déclencheur de niveau bas :

• ESP32 est de 3,3 V (meilleure compatibilité)
• La lampe doit être éteinte par défaut (sécurité intégrée)
• Des déclenchements aléatoires lors des reconnexions WiFi seraient ennuyeux

Mise en œuvre :

const int relayPin = 23;

2. Contrôleur d'irrigation de jardin

Scénario : pompe à eau temporisée par Arduino pour les plates-bandes.

Pourquoi un déclencheur de niveau bas :

• Pompe ARRÊTÉE par défaut (empêche les inondations si Arduino se bloque)
• Longs fils vers le relais extérieur (immunité au bruit avec pull-up)
• Sécurité intégrée : fil cassé = pas d'eau = la plante survit

Mise en œuvre :

void waterGarden(int minutes) {

3. Gestion de l'alimentation de l'imprimante 3D

Scénario : allumer automatiquement l'imprimante avant les travaux d'impression, l'éteindre une fois terminée.

Pourquoi un déclencheur de niveau bas :

• Imprimante ARRÊTÉE lorsqu'elle n'imprime pas (économise de l'énergie, réduit le risque d'incendie)
• OctoPrint (Raspberry Pi) utilise GPIO de 3,3 V
• Sécurité intégrée : plantage du système = l'imprimante reste ARRÊTÉE

4. Contrôleur d'aquarium

Scénario : contrôle du chauffage basé sur la température avec Arduino.

Pourquoi un déclencheur de niveau bas :

• Chauffage ARRÊTÉ par défaut (empêche la surchauffe des poissons si le capteur tombe en panne)
• Compatibilité Arduino 5 V ou ESP32 3,3 V
• Plusieurs relais (lumières, filtre, chauffage) ont tous besoin d'un comportement de sécurité intégrée coordonné

Ce que cela signifie pour votre prochain projet

Les relais de déclenchement de niveau bas ne sont pas étranges, ils sont la norme. Une fois que vous avez internalisé la logique (“ BAS = MARCHE, HAUT = ARRÊT ”), ils deviennent une seconde nature. Et les avantages (comportement de sécurité intégrée, meilleure compatibilité, immunité au bruit) en font le choix judicieux pour la plupart des projets Arduino et ESP32.

Guide de décision rapide :

Utilisez un relais de déclenchement de niveau bas si :

• ✅ Vous utilisez ESP32, ESP8266 ou tout microcontrôleur de 3,3 V
• ✅ Votre charge doit être ARRÊTÉE par défaut (pompes, chauffages, alarmes)
• ✅ Vous voulez un comportement de sécurité intégrée (rupture de fil = relais ARRÊTÉ)
• ✅ Vous construisez un projet pour débutant
• ✅ Vous privilégiez la compatibilité plutôt que de vous battre avec les niveaux logiques

Utilisez un relais de déclenchement de niveau haut si :

• ✅ Votre application spécifique nécessite que le relais soit MARCHE pendant le démarrage du microcontrôleur
• ✅ Vous vous interfacez avec des systèmes de contrôle industriels (PLC)
• ✅ Vous avez une raison très spécifique (et vous savez ce que c'est)

Pro Tip:

Lors de l'achat de modules de relais, recherchez ceux qui prennent en charge le déclenchement de niveau haut et bas avec un cavalier. Cela vous donne la flexibilité de choisir le meilleur mode pour chaque projet.

Choisir le bon module de relais

Lorsque vous achetez des modules de relais, voici ce qu'il faut vérifier :

Pour Arduino Uno/Mega (5 V) :

• Tension de fonctionnement : 5 V CC
• Tension de déclenchement : compatible 5 V
• Courant de déclenchement : <15 mA (les broches Arduino fournissent max 20-40 mA)
• Isolation par optocoupleur : Oui (PC817 ou similaire)

Pour ESP32 / ESP8266 (3.3V) :

• Tension de fonctionnement : 5V DC (pour l'alimentation de la bobine du relais)
• Tension de déclenchement : 3.3V compatible OU mode de déclenchement bas niveau
• Courant de déclenchement : <12mA (les broches ESP32 fournissent max 12mA)
• Isolation par optocoupleur : Requis
• VCC/JD-VCC séparés : Préféré

Spécifications communes :

• Pouvoir de coupure : 10A @ 250VAC ou 10A @ 30VDC (typique)
• Nombre de canaux : 1, 2, 4, 8 (selon vos besoins)
• Montage : Borniers à vis pour un câblage facile
• Indicateurs : LED pour l'état de l'alimentation et du relais

VIOX Electric propose une gamme complète de modules de relais optimisés pour les applications Arduino, ESP32 et de contrôle industriel. Nos modules de relais disposent de :

• Véritable compatibilité 3.3V/5V avec conception de déclenchement bas niveau
• Isolation par optocoupleur de haute qualité (PC817)
• Connexions par borniers à vis pour un câblage sécurisé
• Indicateurs à double LED (alimentation + état du relais)
• Modes de déclenchement sélectionnables (jumper pour niveau haut/bas)

Parcourir les modules de relais VIOX → ou contacter notre équipe technique pour des recommandations spécifiques à votre application.