NE555 Schema et application

Brève Histoire du NE555 :

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 :




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) :




Voici le brochage du boitier du NE555 :





Description des broches :


1 – GND : Masse du boîtier.
2 – TRIG : (déclenchement) Commande l'état de sortie. Amorce la temporisation.
3 – OUT : Sortie du boîtier.
4 – RESET : (RAZ) Remise à zéro du signal de sortie. Stoppe la temporisation.
5 – CONT : (référence) Tension de référence. (2/3 de VCC).
6 – THRES : (seuil) Commande l'état de sortie. Signalle la fin de la temporisation lorsque la tension dépasse 2/3 de VCC
7 – DISCH : (décharge) Décharge le condensateur de temporisation.
8 – 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 :


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


Table de vérité :

2 – 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 :

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

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 :

Quand 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 :

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 :

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

3 – 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 :





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.

= temps à l'état bas =
= temps à l'état haut =


Donc
fréquence =

et donc :
rapport cyclique =

Quand 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 :

4-b : Liste des composants :

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 =
Dans le schéma, C2 correspond au C1 des formules !!!

Pour P1 = 0 (minimum) :


Pour P1 = 50 Kohm (maximum) :



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).

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

Shema a base de NE555:

 Un mini Orgue a base de NE555

Il s'agit d'un circuit pour construire un petit orgue.
Lorsque en presse sur une touche (S1 à S5), le circuit intégré Ne555 générer une tonalité.
VR1 utiliser pour ajuster l'intervalle de fréquence.

Schéma

 

 Un simple détecteur d’obscurité

Il s'agit d'un simple circuit détecteur d’absence de source lumineuse ou tous simplement détecteur d’obscurité.
Le circuit génère du son a l’obscurité et se met en silence a la lumière

schema

 

Clignoteur pour feux de freinage de voiture

Ce circuit est fourni sous forme de projet de loisirs. L'IC 555 timer est branché pour fonctionner en multivibrateur astable.

Il s'agit d'un circuit de clignotement modifié pour allumer et éteindre une ampoule au lieu d'une LED. Il va créer un état clignotant sur les feux de freinage pendant que le frein est enfoncé. Vous pouvez régler le taux de clignotement faisant varier la résistance variable VR1. Vous pouvez augmenter la valeur de C1 pour obtenir un rythme plus lent de clignotement d'un maximum d’une fois en 10 secondes.
Avant d’utilisé ce montage vérifiez que ce lui la est légal dans votre Pays.

Protection haut-parleurs

Schema

Ce montage est conçu pour protéger les haut-parleurs de l'ennuyeux "pompe" qui se produit dans certains amplificateurs pendant la mise sous tension. Le montage est basé sur le populaire circuit intégré NE555.

Lorsque le circuit est alimenté, celui-la assure le retardement de l’activation d'un relais qui est relié à la broche 3 par la diode D2. Le temps de retard peut être réglé en agissant sur le potentiomètre P1. Vous pouvez augmenter encore le retard en augmentant la valeur de C1.

Circuit