Raspberry Pi, un relai, quelques branchements : interrupteur intelligent

La mission du jour était simple : redémarrer électriquement un serveur lorsqu'il cessait de répondre au ping. Défi relevé à l'aide d'un Pi, d'un relai et de quelques lignes de bash (et aussi un peu de python).

Parlons d'abord du relai

Un relai est un petit équipement électronique qui joue le rôle d'interrupteur contrôlable. Il existe de nombreuses cartes (pour Arduino notamment) qui comportent des relais en nombre variable : partons sur carte simple munie d'un seul canal.

Le principe de fonctionnement d'un relai est assez simple : une langue métallique, asservie par un ressort, ferme par défaut un circuit. En présence d'un champ électrique dans une bobine, un champ magnétique induit déplace la langue métallique qui vient alors fermer un second circuit. Comme un simple dessin vaut mieux qu'un long discours :

Beaucoup plus d'information sur le principe d'un relai se trouve ici : http://www.astuces-pratiques.fr/electronique/le-relais-principe-de-fonctionnement.

Les relais que nous trouvons classiquement comportent pour chaque canal :

• un bornier destiné au courant alternatif (attention lors de la manipulation ; ce n'est plus du 5V dans le circuit mais du 220V - il convient donc d'être particulièrement prudent notamment lors de l'usage en ne laissant pas le circuit électrique en libre accès !)
• 3 connecteurs pour le contrôle :

* un lien à la terre (par ex. GND ou G)
* un lien à l'alimentation 5V (par ex. Vcc ou V) : à brancher sur les pins d'alimentation
* un pôle pour le contrôle (par ex. IN ou S)

Par défaut, en absence de toute alimentation, 2 des bornes du bornier alternatif sont reliées. Lorsque le relai sera alimenté et que le pin d'entrée (IN ou S) sera amené au potentiel 5V, une bascule de circuit ouvert/fermé s'effectuera. Selon le cas d'usage, on pourra préférer avoir une alimentation active par défaut ou bien une alimentation coupée par défaut... il suffira d'adapter le branchement dans le bornier alternatif.

Branchement du relai sur le Pi et contrôle du relai par le Pi

Tout simplement :

et dès que l'on commandera au Pi de basculer le GPIO (7e pin sur la planche, selon la numérotation de la planche) alors le relai basculera.

Je ne présente pas ici le branchement au niveau du relai qui n'est pas bien compliqué si on le considère comme un simple interrupteur. Il conviendra seulement de placer l'interrupteur sur la phase (il est toujours plus prudent de couper la phase et non le neutre !).

Pour contrôler le relai, on pourra exécuter le code suivant en Python sur le Pi :

#! /usr/bin/python
import RPi.GPIO as GPIO ## Import GPIO library
GPIO.setmode(GPIO.BOARD) ## Use board pin numbering
GPIO.setup(7, GPIO.OUT) ## Setup GPIO Pin 7 to OUT
GPIO.output(7,True) ## Turn on GPIO pin 7

GPIO.output(7,True) pourra bien sûr être remplacé par GPIO.output(7,False) pour effectuer la bascule inverse.

Dans mon cas (c'est selon le branchement du relai), l'ouverture du circuit (i.e. son interruption) est commandée par ouvrir-circuit.py :

#! /usr/bin/python
import RPi.GPIO as GPIO ## Import GPIO library
GPIO.setmode(GPIO.BOARD) ## Use board pin numbering
GPIO.setup(7, GPIO.OUT) ## Setup GPIO Pin 7 to OUT
GPIO.output(7,True) ## Turn on GPIO pin 7

et la fermeture du circuit par fermer-circuit.py :

#! /usr/bin/python
import RPi.GPIO as GPIO ## Import GPIO library
GPIO.setmode(GPIO.BOARD) ## Use board pin numbering
GPIO.setup(7, GPIO.OUT) ## Setup GPIO Pin 7 to OUT
GPIO.output(7,False) ## Turn off GPIO pin 7

Et ce petit script bash (eteint-redemarre.sh) effectue une déconnexion/reconnexion de l'alimentation avec 5 secondes de pause intercalaire :

#!/bin/sh
/path/to/ouvrir-circuit.py 
sleep 5
/path/to/fermer-circuit.py 

Détecter la chute du serveur pour en provoquer le redémarrage

On peut alors demander au Pi de surveiller un hôte particulier et d'en provoquer le redémarrage électrique à l'aide de ce script :

#! /bin/sh
HOST=192.168.1.3
LOGFILE=/tmp/ce_que_le_pi_surveille.log
ping -c5 $HOST > /dev/null 2> /dev/null
if [ $? -eq 0 ] 
then 
	echo `date +%Y-%m-%d\\ %H:%M` Host found >> $LOGFILE 
else
	echo `date +%Y-%m-%d\\ %H:%M` Host not found >> $LOGFILE
	/path/to/eteint-redemarre.sh
fi

Et voilà, le tour est joué !