Tutoriel sur la minuterie Jameco 555

Informations sur le produit

Caractéristiques

• Nom du produit : Circuit intégré de minuterie 555
• Introduit : il y a plus de 40 ans
• Fonctions : Minuterie en mode monostable et oscillateur à onde carrée en mode astable
• Boîtier : DIP à 8 broches

Instructions d'utilisation du produit

• Connectez la broche 1 (terre) à la masse du circuit.
• Appliquer un faible volumetage impulsion à la broche 2 (Trigger) pour faire passer la sortie (broche 3) à l'état haut.
• Utilisez la résistance R1 et le condensateur C1 pour déterminer la durée de sortie.
• Calculez la valeur R1 en utilisant R1 = T * 1.1 * C1, où T est l'intervalle de temporisation souhaité.
• Évitez d’utiliser des condensateurs électrolytiques pour une synchronisation précise.
• Utilisez des valeurs de résistance comprises entre 1 kΩ et 1 MΩ pour les minuteries 555 standard.
• Connectez la broche 1 (terre) à la masse du circuit.
• Le condensateur C1 se charge à travers les résistances R1 et R2 en mode astable.
• La sortie est élevée pendant que le condensateur est en charge.
• La sortie diminue lorsque le volumetage à travers C1 atteint 2/3 du volume d'alimentationtage.
• La sortie redevient élevée lorsque le volumetage à travers C1 tombe en dessous de 1/3 du volume d'alimentationtage.
• La mise à la terre de la broche 4 (Réinitialisation) arrête l'oscillateur et met la sortie à l'état bas.

Comment configurer un circuit intégré de minuterie 555

Tutoriel sur la minuterie 555
Par Philip Kane
Le circuit intégré 555 a été introduit il y a plus de 40 ans. Grâce à sa relative simplicité, sa facilité d'utilisation et son faible coût, il a été utilisé dans des milliers d'applications et reste encore largement disponible. Nous décrivons ici comment configurer un circuit intégré 555 standard pour réaliser deux de ses fonctions les plus courantes : comme minuterie en mode monostable et comme oscillateur à signal carré en mode astable.

Tutoriel complet sur la minuterie 555

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Signaux et brochage du 555 (boîtier DIP à 8 broches)

La figure 1 montre les signaux d'entrée et de sortie de la minuterie 555 tels qu'ils sont disposés autour d'un boîtier double en ligne standard à 8 broches (DIP).

• Broche 1 – Terre (GND) Cette broche est connectée à la terre du circuit.
• Broche 2 – Déclencheur (TRI) A faible voltage (moins de 1/3 du volume d'alimentationtage) appliqué momentanément à l'entrée de déclenchement, la sortie (broche 3) passe à l'état haut. La sortie reste à l'état haut jusqu'à ce qu'un niveau de volume élevé soit atteint.tage est appliqué à l'entrée Seuil (broche 6).
• Broche 3 – Sortie (OUT) À l'état bas de la sortie, le volumetage sera proche de 0V. À l'état haut de la sortie, le voltage sera 1.7 V inférieur au volume d'alimentationtage. Par exempleample, si le volume d'approvisionnementtage est une sortie 5V haute tensiontagLa tension de sortie sera de 3.3 volts. La sortie peut fournir ou absorber jusqu'à 200 mA (le maximum dépend de la tension d'alimentation).taget).

• Broche 4 – Réinitialisation (RES) Un faible volumetagUne tension inférieure à 0.7 V appliquée à la broche de réinitialisation entraînera l'état bas de la sortie (broche 3). Cette entrée doit rester connectée à Vcc lorsqu'elle n'est pas utilisée.
• Broche 5 – Volume de contrôletage (CON) Vous pouvez contrôler le seuil voltage (broche 6) via l'entrée de commande (qui est réglée en interne à 2/3 du volume d'alimentationtage). Vous pouvez le faire varier de 45 % à 90 % du volume d'approvisionnement.tage. Cela permet de faire varier la longueur de l'impulsion de sortie en mode monostable ou la fréquence de sortie en mode astable. Lorsqu'elle n'est pas utilisée, il est recommandé de connecter cette entrée à la masse du circuit via un condensateur de 0.01 µF.
• Broche 6 – Seuil (TRE) En mode astable et monostable, le volumetagLa tension aux bornes du condensateur de temporisation est surveillée via l'entrée de seuil. Lorsque le volumetaget si cette entrée dépasse la valeur seuil, la sortie passera de haut à bas.
• Broche 7 – Décharge (DIS) lorsque le voltagLa tension aux bornes du condensateur de temporisation dépasse le seuil. Le condensateur de temporisation est déchargé via cette entrée.
• Broche 8 – Alimentation voltage (VCC) Il s'agit du volume d'alimentation positiftagterminal électronique. Le volume d'alimentationtagLa plage de tension est généralement comprise entre +5 V et +15 V. L'intervalle de temporisation RC ne varie pas beaucoup en fonction de la tension d'alimentation.tagplage (environ 0.1 %) en mode astable ou monostable.

Circuit monostable

La figure 2 montre le circuit monostable de base du temporisateur 555.

• En se référant au diagramme temporel de la figure 3, un faible volumetagL'impulsion appliquée à l'entrée de déclenchement (broche 2) provoque le vol de sortietage sur la broche 3 pour passer de bas à haut. Les valeurs de R1 et C1 déterminent la durée pendant laquelle la sortie reste haute.

Pendant l'intervalle de temporisation, l'état de l'entrée de déclenchement est sans effet sur la sortie. Cependant, comme illustré sur la figure 3, si l'entrée de déclenchement est toujours à l'état bas à la fin de l'intervalle de temporisation, la sortie restera à l'état haut. Assurez-vous que l'impulsion de déclenchement soit plus courte que l'intervalle de temporisation souhaité. Le circuit de la figure 4 présente une méthode pour y parvenir électroniquement. Il génère une impulsion brève à l'état bas lorsque S1 est fermé. Les valeurs de R1 et C1 sont choisies de manière à produire une impulsion de déclenchement nettement plus courte que l'intervalle de temporisation.

• Comme le montre la figure 5, le fait de mettre la broche 4 (Reset) à l'état bas avant la fin de l'intervalle de temporisation arrêtera le minuteur.

• La réinitialisation doit revenir à l'état haut avant qu'un autre intervalle de temporisation puisse être déclenché.

Calcul de l'intervalle de temps

• Utilisez la formule suivante pour calculer l'intervalle de temporisation d'un circuit monostable : T = 1.1 * R1 * C1
• Où R1 est la résistance en ohms, C1 est la capacité en farads et T est l'intervalle de temps. Par exemple :ampSi vous utilisez une résistance de 1 MΩ avec un condensateur de 1 µF (0.000001 F), l'intervalle de temps sera de 1 seconde : T = 1.1 × 1 000 000 × 0,000001 = 1.1

Choix des composants RC pour un fonctionnement monostable

1. Tout d'abord, choisissez une valeur pour C1.
   La gamme de valeurs disponibles pour les condensateurs est réduite par rapport à celle des résistances. Il est plus facile de trouver une résistance de valeur adaptée à un condensateur donné.
2. Ensuite, calculez la valeur de R1 qui, en combinaison avec C1, produira l'intervalle de temps souhaité.

• Évitez d'utiliser des condensateurs électrolytiques. Leur capacité réelle peut varier considérablement par rapport à leur valeur nominale.
• De plus, elles laissent échapper du courant, ce qui peut entraîner des valeurs de synchronisation inexactes.
• Utilisez plutôt un condensateur de plus faible valeur et une résistance de plus grande valeur. Pour les circuits intégrés 555 standard, utilisez des résistances de temporisation comprises entre 1 kΩ et 1 MΩ.

Circuit monostable Example

La figure 6 présente un circuit multivibrateur monostable 555 complet avec déclenchement sur front simple. La fermeture de l'interrupteur S1 lance un intervalle de temporisation de 5 secondes et allume la LED1. À la fin de cet intervalle, la LED1 s'éteint. En fonctionnement normal, l'interrupteur S2 connecte la broche 4 à la tension d'alimentation.tage. Pour arrêter le minuteur avant la fin de l'intervalle de temporisation, placez S2 en position « Réinitialisation », ce qui relie la broche 4 à la masse. Avant de démarrer un nouvel intervalle de temporisation, vous devez remettre S2 en position « Minuterie ».

Circuit astable

• La figure 7 montre le circuit astable de base 555.

• En mode astable, le condensateur C1 se charge à travers les résistances R1 et R2. Pendant la charge du condensateur, la sortie est à l'état haut.
• Lorsque le voltage à travers C1 atteint 2/3 du volume d'alimentationtage C1 se décharge à travers la résistance R2 et la sortie passe à l'état bas.
• Lorsque le voltage à travers C1 tombe en dessous de 1/3 du volume d'alimentationtage C1 reprend la charge, la sortie redevient haute et le cycle se répète.
• Le diagramme de synchronisation de la figure 8 montre la sortie du temporisateur 555 en mode astable.

• Comme illustré à la figure 8, la mise à la terre de la broche de réinitialisation (4) arrête l'oscillateur et règle la sortie à l'état bas. Remettre la broche de réinitialisation à l'état haut redémarre l'oscillateur.
• Calcul de la période, de la fréquence et du rapport cyclique La figure 9 montre 1 cycle complet d'une onde carrée générée par un circuit astable 555.

• La période (temps nécessaire pour effectuer un cycle complet) du signal carré est la somme des durées des états haut (Th) et bas (Tl) du signal. Autrement dit : T = Th + Tl
• où T est la période, en secondes.
• Vous pouvez calculer les temps de montée et de descente du signal (en secondes) à l'aide des formules suivantes : Th = 0.7 * (R1 + R2) * C1 Tl = 0.7 * R2 * C1
• Ou, en utilisant la formule ci-dessous, vous pouvez calculer directement la période. T = 0.7 * (R1 + 2*R2) * C1
• Pour trouver la fréquence, il suffit de prendre l'inverse de la période ou d'utiliser la formule suivante :

• Où f est en cycles par seconde ou hertz (Hz).
• Par exempleample, dans le circuit astable de la figure 7 si R1 est de 68 000 ohms, R2 est de 680 000 ohms et C1 est de 1 micro Farad, la fréquence est d'environ 1 Hz :

• Le rapport cyclique est le pourcentagetage du temps pendant lequel la sortie est haute pendant un cycle complet. Par exempleample, si la sortie est haute pendant Th secondes et basse pendant Tl secondes, alors le cycle de service (D) est :

• Cependant, il vous suffit de connaître les valeurs de R1 et R2 pour calculer le cycle de service.

• C1 se charge via R1 et R2, mais se décharge uniquement via R2, de sorte que le rapport cyclique sera supérieur à 50 %. Cependant, vous pouvez obtenir un rapport cyclique très proche de 50 % en choisissant une combinaison de résistances adaptée à la fréquence souhaitée, de sorte que R1 soit bien inférieur à R2.
• Par exempleampsi R1 est de 68 0000 ohms et R2 de 680 000 ohms, le cycle de service sera d'environ 52 pour cent :

• Plus R1 est petit par rapport à R2, plus le cycle de service sera proche de 50 %.
• Pour obtenir un cycle de service inférieur à 50 %, connectez une diode en parallèle avec R2.

Choix des composants RC pour un fonctionnement astable

1. Choisissez C1 en premier.
2. Calculez la valeur totale de la combinaison de résistances (R1 + 2*R2) qui produira la fréquence souhaitée.
3. Sélectionnez une valeur pour R1 ou R2 et calculez l'autre valeur. Par exemple :ampPar exemple, (R1 + 2*R2) = 50 K et vous sélectionnez une résistance de 10 K pour R1. R2 doit alors être une résistance de 20 K ohms.

Pour un rapport cyclique proche de 50 %, sélectionnez une valeur de R2 nettement supérieure à R1. Si R2 est grand par rapport à R1, vous pouvez initialement ignorer R1 dans vos calculs. Par exempleampSupposons que la valeur de R2 soit 10 fois R1. Utilisez cette version modifiée de la formule ci-dessus pour calculer la valeur de R2 :

• Divisez ensuite le résultat par 10 ou plus pour trouver la valeur de R1.
• Pour les minuteries 555 standard, utilisez des valeurs de résistance de synchronisation comprises entre 1 K ohms et 1 M ohms.

Circuit astable Example

La figure 10 illustre un oscillateur carré 555 avec une fréquence d'environ 2 Hz et un rapport cyclique d'environ 50 %. Lorsque le commutateur SPDT S1 est en position « Démarrage », la sortie alterne entre les LED 1 et 2. Lorsque S1 est en position « Arrêt », la LED 1 reste allumée et la LED 2 reste éteinte.

Versions basse consommation

• Le circuit intégré 555 standard présente quelques caractéristiques indésirables pour les circuits alimentés par batterie.
• Il nécessite un volume de fonctionnement minimumtage de 5V et un courant d'alimentation au repos relativement élevé.
• Lors des transitions de sortie, il génère des pics de courant pouvant atteindre 100 mA. De plus, ses exigences en matière de polarisation d'entrée et de courant de seuil imposent une limite à la valeur maximale de la résistance de temporisation, ce qui limite l'intervalle de temps maximal et la fréquence astable.
• Des versions CMOS basse consommation de la minuterie 555, telles que la 7555, la TLC555 et la CSS555 programmable, ont été développées pour offrir des performances améliorées, notamment dans les applications alimentées par batterie.
• Elles sont compatibles broche à broche avec l'appareil standard et disposent d'une tension d'alimentation plus large.tage gamme (par examppar exemple, de 2V à 16V pour le TLC555) et nécessitent un courant de fonctionnement nettement inférieur.
• Ils sont également capables de produire des fréquences de sortie plus élevées en mode astable (1 à 2 MHz, selon le dispositif) et des intervalles de temps nettement plus longs en mode monostable.
• Ces composants ont une capacité de courant de sortie faible comparée au circuit intégré 555 standard. Pour les charges supérieures à 10 – 50 mA (selon le composant), vous devrez ajouter un circuit d'amplification de courant entre la sortie du 555 et la charge.

Pour plus d'informations

• Considérez ceci comme une brève introduction à la minuterie 555.
• Pour plus d'informations, veuillez consulter la fiche technique du fabricant concernant la pièce que vous utilisez.
• De plus, comme une simple recherche Google le confirmera, il n'y a pas de courttage d'informations et de projets consacrés à cet IC sur le web.
• Par exempleample, le suivant webLe site fournit plus de détails sur les versions standard et CMOS de la minuterie 555. www.sentex.ca/~mec1995/gadgets/555/555.html.

FAQ

Q : À quoi servent les entrées Trigger et Threshold dans un timer 555 ?

A : L'entrée Trigger fait passer la sortie à l'état haut lorsqu'un volume bas est détecté.tage est appliqué tandis que l'entrée de seuil empêche la sortie d'être à l'état haut lorsqu'un volume élevétage est appliqué.

Q : Quelle est la plage recommandée de valeurs de résistance pour la synchronisation dans un temporisateur 555 standard ?

A: Il est recommandé d'utiliser des valeurs de résistance comprises entre 1 kΩ et 1 MΩ pour une synchronisation précise dans une configuration de minuterie 555 standard.

Documents / Ressources

Tutoriel sur la minuterie Jameco 555 [pdf] Guide de l'utilisateur Tutoriel sur la minuterie 555, 555, Tutoriel sur la minuterie, Tutoriel

Références

• Manuel d'utilisation