Le NE555

Un aperçu de l'horloge 555

Le circuit intégré NE555 est une minuterie facile à utiliser qui a de nombreuses applications. Il est largement utilisé dans les circuits électroniques et cette popularité signifie qu'il est également très bon marché à l'achat. Une version "double" appelée NE556 est également disponible et comprend deux circuits intégrés NE555 indépendants dans un seul boîtier.
L'illustration suivante montre à la fois le 555 (8 broches) et le 556 (14 broches).

Dans un schéma de circuit, la puce de minuterie 555 est souvent dessinée comme l'illustration ci-dessous. Remarquez que les broches ne sont pas dans le même ordre que la puce réelle, car il est beaucoup plus facile de reconnaître la fonction de chaque broche et facilite grandement le dessin de schémas de circuit.

Pour que le 555 fonctionne, il s'appuie sur des techniques électroniques analogiques et numériques, mais si l'on considère uniquement sa sortie, il peut être considéré comme un appareil numérique. La sortie peut être dans l'un des deux états à tout moment, le premier état est l'état "Bas", qui est 0 V. Le deuxième état est l'état "Haut", qui est la tension Vs (la tension de votre alimentation qui peut aller de 4,5 à 15 Volt).

555, les modes de fonctionnement de l'horloge

Le 555 dispose de trois modes de fonctionnement principaux : Monostable, Astable et Bistable. Chaque mode représente un type différent de circuit ayant une sortie particulière. Les types de sorties les plus courants peuvent être classés comme suit (leurs noms vous donnent une idée de leurs fonctions):

• Le mode Astable - mode de fonctionnement libre: le 555 peut fonctionner comme un oscillateur. Les utilisations incluent les clignotants LED et de lampe, la génération d'impulsions, les horloges logiques, la génération de tonalités, les alarmes de sécurité, la modulation de position d'impulsion, etc...
• Le mode Monostable: dans ce mode, le 555 fonctionne en "one-shot". Les applications incluent les minuteries, la détection d'impulsions manquantes, les commutateurs sans rebond, les commutateurs tactiles, le diviseur de fréquence, la mesure de capacité, la modulation de largeur d'impulsion (PWM), etc...
• Le mode Bistable ou le Trigger de Schmitt: le 555 peut fonctionner comme une bascule, si la broche DIS n'est pas connectée et qu'aucun condensateur n'est utilisé. Les utilisations incluent des commutateurs verrouillés sans rebond, etc...

Le mode Astable

Un circuit astable n'a pas d'état stable - d'où le nom "astable". La sortie passe continuellement de l'état haut à l'état bas sans aucune intervention de l'utilisateur, ce que l'on appelle une onde "carrée". Ce type de circuit peut être utilisé pour donner un mouvement intermittent à un mécanisme en activant et désactivant un moteur à intervalles réguliers. Il peut également être utilisé pour faire clignoter des lampes et des diodes électroluminescentes, et il est utile comme impulsion d'horloge pour d'autres circuits et circuits intégrés numériques.

Les formules utilisées sont:

Temps Haut (s) : `T_{H} = 0.693 \times (R_{1} + R_{2}) \times C`

Temps Bas (s) : `T_{B} = 0.693 \times R_{2} \times C`

Période (s) : `T = 0.693 \times (R_{1} + 2R_{2}) \times C`

Fréquence : `f = \frac{1.44 }{(R_{1}+2R_{2}) \times C}`

Le calculateur Astable

En choisissant des valeurs appropriées pour `R_{1}`, `R_{2}` et `C`, nous pouvons déterminer la fréquence et le rapport cyclique de l'oscillation :

Une période est le temps de répétition d'un cycle complet de Haut/Bas et le rapport cyclique est le pourcentage de temps pendant lequel le signal a été élevé au cours d'une période. Dans un circuit astable NE555, le rapport cyclique ne peut jamais être inférieur à 50%.

Le calculateur Astable inversée

Le calculateur suivant présente les valeurs possibles des résistances et des condensateurs, sur la base d'une fréquence et d'un rapport cyclique souhaités.

Possibilités de mise en œuvre :

Le mode Monostable

Un circuit monostable produit une impulsion d'une durée déterminée en réponse à une entrée de déclenchement telle qu'un bouton-poussoir. La sortie du circuit reste à l'état bas jusqu'à ce qu'il y ait une entrée de déclenchement, d'où le nom "monostable" qui signifie "un seul état stable". Ce type de circuit est idéal pour une utilisation dans un système "push to operate ¹" pour une maquette présentée lors d'expositions. Un visiteur peut appuyer sur un bouton pour mettre en mouvement le mécanisme d'une maquette, qui s'arrêtera automatiquement au bout d'un certain temps.

¹ Pousser pour faire fonctionner

La formule utilisée est:
`\text{Délai de temporisation (s)} = 1.1 \times R\times C`

Pour utiliser ce calculateur, il suffit d'entrer les valeurs de `R` et `C`, puis cliquez sur Calculer.

Le calculateur Monostable

Le mode Bistable

Un mode bistable ou ce que l'on appelle parfois Trigger de Schmitt possède deux états stables, haut et bas. En mettant l'entrée Trigger à l'état bas, la sortie du circuit passe à l'état haut. L'activation de l'entrée de réinitialisation fait passer la sortie du circuit à l'état bas. Ce type de circuit est idéal pour une utilisation dans un système automatisé de modélisme ferroviaire où le train doit faire des allers-retours sur le même tronçon de voie. Un bouton-poussoir (ou un interrupteur Reed avec un aimant sur le dessous du train) serait placé à chaque extrémité de la voie, de sorte que lorsque le train en heurte un, il déclenche ou réinitialise le bistable. La sortie du 555 contrôlerait un relais double RT qui serait câblé comme un interrupteur inverseur pour inverser le sens du courant vers la voie, inversant ainsi la direction du train.