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Information tutoriel

  • Ajouté le: juin 04 2008 05:54
  • Date Updated: mars 19 2017 08:15
  • Lectures: 39682
 


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[Composant] Le NE555

Posté par 4Aklisme on juin 04 2008 05:54
Introduction


Ce tuto va vous faire découvrir un composant : Le NE555.
Vous allez découvrir ce qui se cache derrière ce nom et deux montages de base de ce composant.



Présentation


1-a : Brève Histoire du NE555 :

Image IPB

Le NE555 est un circuit intégré utilisé pour gérer des temps (temporisation, etc...). Il a été créé en 1970 par Hans R. Camenzind et commercialisé en 1971 par Signetics. De nos jours, ce composant est encore très utilisé, car il est simple d'utilisation (idéal dans un but pédagogique) et peu coûteux. Aujourd'hui, la version CMOS de ce circuit est très employée (tel que le MC1455 de Motorola) , cependant il y a eu beaucoup d'améliorations et variations du circuit. Mais malgré les variantes, tous les types sont compatibles entre eux au niveau du brochage.

Plusieurs fabricants réalisent ce circuit sous des appellations différentes dont en voici quelques une :

Motorola -> MC1455
Fairchild -> NE555
Philips -> NE555D
Texas instruments -> SN52555
National -> LM555C

Voici les principales caractéristiques de ce composant :
  • Fonctionne sous des tensions d'alimentation de 4,5V à 16V (compatible TTL).
  • Fréquence max 2 MHz.
  • Stabilité en température 0,005 % par °C.
  • Intensité maximale de sortie de 200 mA.
1-b : Symbole, schéma interne, brochage :

J'ai pour habitude de noter le NE555 de cette façon dans mes schémas (mais il existe d'autres façons de présenter des broches...)

Symbole du NE555 :

Image IPB

Le NE555 contient en fait environ 23 transistors, 2 diodes et environ 16 résistances qui, une fois associés, composent ce schéma (Schéma interne du NE555) :

Image IPB

Voici le brochage du boitier du NE555 :

Image IPB

Description des broches :
  • GND : Masse du boîtier.
  • TRIG : (déclenchement) Commande l'état de sortie. Amorce la temporisation.
  • OUT : Sortie du boîtier.
  • RESET : (RAZ) Remise à zéro du signal de sortie. Stoppe la temporisation.
  • CONT : (référence) Tension de référence. (2/3 de VCC).
  • THRES : (seuil) Commande l'état de sortie. Signalle la fin de la temporisation lorsque la tension dépasse 2/3 de VCC
  • DISCH : (décharge) Décharge le condensateur de temporisation.
  • VCC : Alimentation du boîtier.
1-c : Principe de fonctionnement (en bref) :

Les trois résistances internes au NE555 font un pont diviseur de tension qui permet d'obtenir les tensions 2/3 et 1/3 de VCC, servant de tension de référence pour les 2 comparateurs.

4 cas se présentent à nous :
  • RESET est à un niveau bas : La bascule est remise à zéro et la sortie est au niveau bas.
  • TRIG < à 1/3 de VCC : la bascule est activée (SET) et la sortie est à un niveau haut.
  • THRES > à 2/3 de VCC : la bascule est remise à zéro (RESET) et la sortie est à un niveau bas.
  • THRES < à 2/3 de VCC et TRIG > à 1/3 de VCC : La sortie conserve son état précédent.
Table de vérité :

Image IPB




Montage en Monostable



Petite explication sur le terme monostable :

Un montage monostable signifie que la sortie du montage reste à un niveau logique quand il ne se passe rien sur son entrée de commande. Mais lorsque que l'on met une impulsion sur son entrée de commande, la sortie passe à l'état logique opposé, pendant un temps déterminé (T1).

Exemple quelconque :


Image IPB

2-a : Montage en monostable non re-déclenchable :

Image IPB

Image IPB

La sortie est à '1' pendant un temps 't1', quand on applique une impulsion négative sur l'entrée.
La durée 't1' est déterminée par R1 et C1, dont voici la formule :

Image IPB

Image IPBQuand vous faites les calculs, gardez à l'esprit que les composants ont une certaine tolérance (5% pour les résistances, 10% pour les condensateurs...)

Ce montage est non re-déclenchable car si pendant le temps t1 il y a une nouvelle impulsion en entrée, le temps 't1' ne reprend pas à zéro.

2-a : Montage en monostable re-déclenchable :

Image IPB

Image IPB

La différence avec le montage en monostable non re-déclenchable est que la broche 4 (RESET) est reliée à la broche 2 (TRIG).

La sortie est à '1' pendant un temps 't1', quand on applique une impulsion négative sur l'entrée.
La durée 't1' est déterminée par R1 et C1, dont voici la formule :

Image IPB

Quand vous faites les calculs, gardez à l'esprit que les composants ont une certaine tolérance (5% pour les résistances, 10% pour les condensateurs...)[/color]

Ce montage est re-déclenchable car si pendant le temps 't1' il y a une nouvelle impulsion en l'entrée, le temps t1 reprend à zéro.




Montage en Astable


Petite explication sur le terme astable :

On dit qu'un signal est astable quand celui-ci passe en permanence d'un état logique '1' à un état logique '0'.
Exemple : un signal carré.


Schéma du montage du NE555 en astable :

Image IPB

Image IPB

Grâce à ce montage on va pouvoir générer des créneaux dont on pourra modifier la fréquence ainsi que les temps t1 et t2 correspondant au temps à l'état bas et haut.

t1= temps à l'état bas = Image IPB
t2= temps à l'état haut = Image IPB

Image IPB
Donc
fréquence = Image IPB

et donc :
rapport cyclique = Image IPB

Image IPBQuand vous faites les calculs, gardez à l'esprit que les composants ont une certaine tolérance (5% pour les résistances, 10% pour les condensateurs...)

4 – Exemple d'utilisation : Faire clignoter deux LEDs :

Le montage que je vous propose permet de faire clignoter deux LEDs à une vitesse que l'on choisit en tournant un potentiomètre.
Ce montage fonctionne à l'aide d'une pile 9V.

4-a : Schéma du montage :

Image IPB

4-b : Liste des composants :

Image IPB

4-c : Fonctionnement et explications :

Le NE555 est utilisé en astable.
C'est à dire qu'il va nous fournir un signal carré 0V – 9V.

Donc, quand la sortie OUT sera à 9V, la LED D2 aura une tension positive à ses bornes et sera allumée, tandis que la LED D1 sera éteinte car alimentée en inverse.
Par contre, quand OUT sera à 0V, la LED D1 aura une tension positive à ses bornes et sera allumée tandis que la LED D2 sera éteinte car alimentée en inverse.

Voyons à quelle fréquence peut-on faire clignoter les LEDs :

Rappel de la formule de la fréquence pour le NE555 en montage en astable :
fréquence = Image IPB
Dans le schéma, C2 correspond au C1 des formules !!!


Pour P1 = 0 (minimum) :
Image IPB
Pour P1 = 50 Kohm (maximum) :
Image IPB
Image IPB

Donc en faisant varier P1 de son minimum à son maximum on pourra faire varier la fréquence de clignotement des LEDs entre 1,26 Hz (environ) à 9,86 Hz (environ).

Image IPBJe dit "environ" car les condensateurs et les résistances ont une tolérance pour leur valeur...

Voici la fin de ce tutoriel, j'espère que celui-ci vous sera utile !
Si vous avez des questions, n'hésitez pas à les poser sur le forum !