Le timer 555

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Le timer 555 est devenu un composant générique utilisé dans de nombreux circuits.

Cet article présente le 555 en montage monostable ou astable.

Introduction

Le timer 555 est devenu un composant générique (son coût est de moins de 0.5€). Ce temporisateur est utilisé dans de nombreux circuits.

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De nombreux fabricants le commercialisent sous ces références :

Fabricant Références
Philips NE555D
Exar XR-555
Fairchild NE555
Harris HA555
Intersil SE555 / NE555
Lithic Systems LC555
Motorola MC1455 / MC1555
National Semiconductor LM1455 / LM555C
NTE Sylvania NTE955M
Raytheon RM555 / RC555
RCA CA555 / CA555C
Texas Instruments SN52555 / SN72555

Nous allons voir deux montages principaux et des exemples d'application.

Constitution simplifiée

Constitution interne du 555

  • Patte 1 : ground, reliée au potentiel négatif de l'alimentation ;
  • Patte 2 : trigger, en mode monostable, sert à déclencher le départ du signal de sortie ;
  • Patte 3 : output, tension de sortie ( 2/3 de la tension d'alimentation ) ;
  • Patte 4 : reset, en mode monostable, sert à forcer la sortie à 0 ;
  • Patte 5 : control voltage, contrôle de la tension du pont diviseur… pas très utile ;
  • Patte 6 : thresold, seuil de déclenchement ;
  • Patte 7 : discharge, sert à court-circuiter le condensateur externe ;
  • Patte 8 : VCC, alimentation positive du circuit entre 4.5V et 16V, n'a que très peu d'influence sur les durées.

Les paquages les plus familiers sont les DIP8 et SOP8. Le 556 est un double 555, et le 558 un quadruple 555, dans des boitiers 14 broches.

Montage en monostable

Un circuit monostable n'est, comme son nom l'indique, stable que dans un seul état. En le passant en état non-stable (état déclenchant ou front déclenchant) il va chercher à revenir dans son état stable.

Le 555 permet de réaliser un circuit monostable. Le déclenchement se fait sur front descendant du signal d'entrée et fait passer le signal de sortie à 1 pendant une durée égale à la constante de temps du circuit.

Montage du 555 en monostable

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Détaillons les étapes du déclenchement :

  • le signal passe à 0 : l'AOP passe à 1 et la bascule RS est mise à 0. La sortie, à travers l'inverseur, est mise à 1;
  • la patte 7 n'est plus connectée à la masse : le condensateur se charge à travers la résistance, jusqu'à atteindre la tension 2/3 Vcc ;
  • l'AOP passe alors à 1 et la RS passe à 1 : la sortie passe à 0 ;
  • la patte 7 est connectée à la masse : le condensateur se décharge très brièvement.

Le circuit de charge du condensateur est un circuit RC donc V(t) = Vcc ( 1 - exp( -t / RC ) ). La tension de seuil est de U = 2/3 Vcc, atteinte quand V(T) = U soit

T = R C ln(3) ≈ 1,1 R C

Cette durée est indépendante de la tension Vcc.

Montage en astable

Un circuit astable n'est stable dans aucun état. Il va alterner entre deux états, d'où son nom d'oscillateur.

Le 555 permet de réaliser un circuit astable. Sa fréquence et son rapport cyclique sont contrôlables.

Montage du 555 en astable

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Le principe de fonctionnement en astable est le même qu'en monostable, si ce n'est que la commande en entrée est reliée à la tension aux bornes du condensateur, et celui-ci se décharge également à travers une résistance.

Une fois démarré, on a :
t1 = ( R1 + R2 ) C ln(2)
t2 = R2 C ln(2)

T = t1 + t2 = ( R1 + 2 R2 ) C ln(2) ≈ 0,693 ( R1 + 2 R2 ) C

f = 1 / T = 1 / ( ( R1 + 2 R2 ) C ln(2) ) ≈ 1,443 / ( ( R1 + 2 R2 ) C )

Le rapport cyclique est quant à lui

% = ( R1 + R2 ) / ( R1 + 2 R2 )

Exemples simples

Sonnette

Circuit réalisant une sonnette

Ce montage permet de rallonger la durée du buzz en cas d'appui bref jusqu'à une durée (minimum) de 1,3 s.

Clignotant

Circuit réalisant un clignotant

Ce montage fait clignoter la LED à la fréquence de 1 Hz.

Sources et liens complémentaires