1.1.Descriptions
le 555 a été le premier Circuit minuterie ou base de temps ( Timer ) au environ de 1971 de la compagnie Signetics avec le SE555 / NE555 .Il convenait pour les bricoleurs ou les professionnels de façon stable, et convivial pour des applications en mono stable et astable.
Depuis ce premier dispositif une myriade de nouveaux circuits ont étés développés et présentés dans plusieurs publications professionnels ou amateurs. depuis dix ans certains fabricants ont arrêtés de fabriquer ces minuteries à cause de la compétition sur ce marché ou pour d' autres raisons. D' autres entreprises, comme Philips fabrique toujours ce circuit qui est depuis près de 30 ans encore très populaires et employé dans beaucoup de schémas. C'est tout à fait unique et incroyable dans l' histoire des composants électroniques ou les modes et la technologie varient très vite .Bien que de nos jours la version CMOS de ce circuit, comme le Motorola MC1455, est surtout employée, le type standard est encore disponible, cependant il y a eu beaucoup d'améliorations et variations dans le circuit. Mais tous les types sont compatible entre eux.
Dans ce cours je vous montrerai ce qu' est exactement le 555 et comment l'employer lui-même ou en combinaison avec d' autres dispositifs sans pour autant atteindre l'exigence d'un degré d'ingénierie.
Cette minuterie emploie un labyrinthe de transistors, diodes et résistances et pour cette raison j'emploierai un diagramme avec des blocs pour simplifier les explications et organisations internes du 555.
Voici des exemples de références en fonction des fabricants :
Les principales caractéristiques de ce composants sont :
Vitesse max des impulsions moins de 2 ms
Base de temps pouvant être de quelques microsecondes à des heures
Fréquence max 2 MHz
Il fonctionne en mode mono stable ou astable
Il fonctionne de 4,5 V à 16 V , compatible TTL ( 5V )
Stabilité en température 0,005 % par °C
Courant de sortie max 200 mA
1.2.Symboles
1.3.Unités ; Formules
Voici le principe interne du 555 :
La valeur de la fréquence d'oscillation en sortie dépend des composants C1, R1 externe.
Le 555 comporte 2 comparateurs relié à un pont diviseur permettant de déterminer un seuil haut et un seuil bas , une bascule de type SET/ RESET , un étage de sortie ( 3-Output ),et un transistor destiné à décharger le condensateur C1 externe ( 7-Discharge ).
La tension de contrôle de tension ( 5-Threshold ) vaut 2/3 de Vcc et la tension de seuil inférieur 1/3 Vcc .
La gâchette ( 2-Trigger ) s'utilise pour déclencher le comparateur bas , en mode mono stable cela actionne la bascule (set )et la sortie du timer passe à 1 ,puis si le signal de contrôle RAZ ( 4-Reset ) passe à 0 la sortie passe aussi à 0.
1.3.1.En mode mono stable
Le schéma ci dessus représente le câblage en mode mono stable ( one-shot ) ; la sortie est à 1 lorsqu'on applique une impulsion négative sur la gâchette de courte duré . La durée du créneau de la sortie est déterminé par R1 et C1 ; la tension de sortie est approximativement de 2/3 Vcc .
la constante de temps est :
1.3.1.En mode multivibrateur Astable
Le mode multivibrateur Astable ( free-running ) produit des créneaux en continu .La fréquence des créneaux est déterminé par R1 , R2 et C1 .Dans un premier temps le condensateur C1 est déchargé. Quant on applique un signal sur la gâchette , le condensateur commence à se charger au travers des résistances R1 et R2 , pendant un laps de temps t1 , durant lequel la sortie est en état haut , et ce , jusqu' à ce que la tension en C1 atteigne les 2/3 de l 'alimentation .
Par ailleurs , à partir de l 'état antérieur , C1 commence à se décharger via R2 durant un laps de temps t2 jusqu' à ce que la tension de C1 atteigne 1/3 de l' alimentation . Dans cette intervalle , la sortie sera en état bas .
C'est alors que le cycle recommence .
La période totale du cycle sera donc :
1.4.Valeurs
Le 555, dans la figure. 1 le boîtier le plus ancien ( il y a 20 ans ) en métal de forme ronde
et figure. 2 le boîtier le plus familier 8-broches ,
plus rare 14-broches fig 3 .
Boîtier DIP 8 broches et boîtier SOP version CMS .
La définition des broches :
Broche 1 (Ground): est la Masse , relié au potentiel négatif de l'alimentation .
Broche 2 (Trigger) : la Gâchette ou déclenchement , en mode mono stable sert à déclencher le départ du signal de sortie ; en mode Astable ont la connecte avec la broche 6 .
Broche 3 (Output) : la Sortie ( environ 2/3 de la tension d' alimentation )
Broche 4 (Reset) : Remise à zéro , en mode mono stable sert à forcer le signal au niveau bas .
Broche 5 (Control voltage) : Contrôle du voltage du pont diviseur interne ou modulation , pas très utile et souvent non connecté ou relié a une capa vers la masse .
Broche 6 (Threshold) : Le seuil de déclenchement ou comparateur , en mode mono stable ont la connecte avec la décharge .
Broche 7 (Discharge) : La décharge sert à court circuiter le condensateur externe de la minuterie .
Broche 8 (Vcc) : Alimentation + du circuit de 4,5 V à 16 V , la tension d' alimentation n' a que très peut d' influence sur la période du timer ( 0,1 % par volt ) mais cela influence la tension du signal de sortie ainsi que le courant .
1.5.Variantes
Le 556 est un double 555 dans un boîtier 14 - broches,
le 558 contient quatre 555 aussi dans un boitier14 - broches.
1.6. Utilisations
Application mono stable : S1 déclenche le signal de sortie pour allumer la LED pendant un temps déterminé par R1 et C1.
Application mono stable avec RAZ :
Idem mais grâce à S2 ont peut stopper le signal .
Application Astable : La LED clignote en permanence .
Exemples de sorties :
Exemples d' utilisations :
Touche sensible : Avec une résistance de 10 M sur la gâchette ( 2-Trigger ) le déclenchement du timer devient très sensible , et le simple fait de toucher avec le doigt déclenche l' allumage de la LED pendant un temps déterminé par R1 et C1 .
Avertisseur arrière pour Bicyclette : Ont utilise tout simplement le 555 en multivibrateur Astable alimenté par 3 ou 4 piles de 1,5V et des LEDS en séries et en parallèle qui clignotent .
Alarme Auto simple : S0 ouvert met en marche l' alarme , les contacts de portes S1 à S4 sont normalement fermés , pour sortir de la voiture vous avez quelques secondes déterminé par R1 , C1 ; ensuite si l' on ouvre une des portes il a 3 secondes R2 , C2 pour actionner S0 avant que le relais ne déclenche une alarme ; une fois le relais déclenché le fait de fermé les portes n' arrêteront pas l' alarme , seul S0 en position fermé coupe l' alarme .( Le contact S0 peut être un shunt sur une prise DIN )
EXERCICE : faire une temporisation longue durée : 2min état 1 , 10 min état 0 .
Le plus simple c' est de se servir du programme qui se trouve en fin de page 555demonstrator , pour notre exercice il faut calculer la période T , 2 min + 10 min = 12 min x 60 s = 720 Secondes
F = 1 / T = 1 / 720 = 0,0013 Hz et la largueur de l' impulsion 10 min = 600 sec .
Il ne reste plus qu' a jouer avec les valeurs de C1 puis ajuster R1 et R2 dans le tableau pour avoir la valeur de la fréquence .
Faite des essais car cela varie beaucoup en fonction des tolérances des composants , surtout pour la capacité ou la valeur peu varier de 20 % .
2.1.Composition
L'intérieur du 555 , est l'équivalent de 20 transistors, 15 résistances, et 2 diodes, dépendant du fabricant.
Le circuit équivalent, dans le diagramme ci dessous , fournit les fonctions de contrôle de seuil , déclenchement, comparateurs, bascule, et étage de sortie.
4.1.Programmes
Sagamore Software 555demonstrator ou
http://www.schematica.com Download 555_timer_designer now. File size 468KB.
le 555 a été le premier Circuit minuterie ou base de temps ( Timer ) au environ de 1971 de la compagnie Signetics avec le SE555 / NE555 .Il convenait pour les bricoleurs ou les professionnels de façon stable, et convivial pour des applications en mono stable et astable.
Depuis ce premier dispositif une myriade de nouveaux circuits ont étés développés et présentés dans plusieurs publications professionnels ou amateurs. depuis dix ans certains fabricants ont arrêtés de fabriquer ces minuteries à cause de la compétition sur ce marché ou pour d' autres raisons. D' autres entreprises, comme Philips fabrique toujours ce circuit qui est depuis près de 30 ans encore très populaires et employé dans beaucoup de schémas. C'est tout à fait unique et incroyable dans l' histoire des composants électroniques ou les modes et la technologie varient très vite .Bien que de nos jours la version CMOS de ce circuit, comme le Motorola MC1455, est surtout employée, le type standard est encore disponible, cependant il y a eu beaucoup d'améliorations et variations dans le circuit. Mais tous les types sont compatible entre eux.
Dans ce cours je vous montrerai ce qu' est exactement le 555 et comment l'employer lui-même ou en combinaison avec d' autres dispositifs sans pour autant atteindre l'exigence d'un degré d'ingénierie.
Cette minuterie emploie un labyrinthe de transistors, diodes et résistances et pour cette raison j'emploierai un diagramme avec des blocs pour simplifier les explications et organisations internes du 555.
Voici des exemples de références en fonction des fabricants :
Les principales caractéristiques de ce composants sont :
Vitesse max des impulsions moins de 2 ms
Base de temps pouvant être de quelques microsecondes à des heures
Fréquence max 2 MHz
Il fonctionne en mode mono stable ou astable
Il fonctionne de 4,5 V à 16 V , compatible TTL ( 5V )
Stabilité en température 0,005 % par °C
Courant de sortie max 200 mA
1.2.Symboles
1.3.Unités ; Formules
Voici le principe interne du 555 :
La valeur de la fréquence d'oscillation en sortie dépend des composants C1, R1 externe.
Le 555 comporte 2 comparateurs relié à un pont diviseur permettant de déterminer un seuil haut et un seuil bas , une bascule de type SET/ RESET , un étage de sortie ( 3-Output ),et un transistor destiné à décharger le condensateur C1 externe ( 7-Discharge ).
La tension de contrôle de tension ( 5-Threshold ) vaut 2/3 de Vcc et la tension de seuil inférieur 1/3 Vcc .
La gâchette ( 2-Trigger ) s'utilise pour déclencher le comparateur bas , en mode mono stable cela actionne la bascule (set )et la sortie du timer passe à 1 ,puis si le signal de contrôle RAZ ( 4-Reset ) passe à 0 la sortie passe aussi à 0.
1.3.1.En mode mono stable
Le schéma ci dessus représente le câblage en mode mono stable ( one-shot ) ; la sortie est à 1 lorsqu'on applique une impulsion négative sur la gâchette de courte duré . La durée du créneau de la sortie est déterminé par R1 et C1 ; la tension de sortie est approximativement de 2/3 Vcc .
la constante de temps est :
t = 1,1 x R1 x C1
Si la valeur de la résistance est de 1 MegaOhm et la capacité 1uF (micro-Farad). La constante de temps est dans ce cas :t = 1,1 x 1 000 000 x 0,000 001 = 1,1 seconde
mais il faut tenir compte de la tolérance des composants . 1.3.1.En mode multivibrateur Astable
Le mode multivibrateur Astable ( free-running ) produit des créneaux en continu .La fréquence des créneaux est déterminé par R1 , R2 et C1 .Dans un premier temps le condensateur C1 est déchargé. Quant on applique un signal sur la gâchette , le condensateur commence à se charger au travers des résistances R1 et R2 , pendant un laps de temps t1 , durant lequel la sortie est en état haut , et ce , jusqu' à ce que la tension en C1 atteigne les 2/3 de l 'alimentation .
Par ailleurs , à partir de l 'état antérieur , C1 commence à se décharger via R2 durant un laps de temps t2 jusqu' à ce que la tension de C1 atteigne 1/3 de l' alimentation . Dans cette intervalle , la sortie sera en état bas .
C'est alors que le cycle recommence .
t1 = 0,693 x ( R1 + R2 ) x C1
t2 = 0,693 x R2 x C1
T = t1 + t2 = 0,693 x (R1 + 2XR2) x C1
La fréquence d ' oscillation est l' inverse de la période :F = 1/T = 1,44 / (R1 + 2XR2) x C1
Dans le montage ci dessous ont place deux diodes pour contrôler la charge et la décharge du condensateur C1.Ont obtient en réglant P1 et P2 un signal de sortie symétrique t1 = t2 .1.4.Valeurs
Le 555, dans la figure. 1 le boîtier le plus ancien ( il y a 20 ans ) en métal de forme ronde
et figure. 2 le boîtier le plus familier 8-broches ,
plus rare 14-broches fig 3 .
Boîtier DIP 8 broches et boîtier SOP version CMS .La définition des broches :
Broche 1 (Ground): est la Masse , relié au potentiel négatif de l'alimentation .
Broche 2 (Trigger) : la Gâchette ou déclenchement , en mode mono stable sert à déclencher le départ du signal de sortie ; en mode Astable ont la connecte avec la broche 6 .
Broche 3 (Output) : la Sortie ( environ 2/3 de la tension d' alimentation )
Broche 4 (Reset) : Remise à zéro , en mode mono stable sert à forcer le signal au niveau bas .
Broche 5 (Control voltage) : Contrôle du voltage du pont diviseur interne ou modulation , pas très utile et souvent non connecté ou relié a une capa vers la masse .
Broche 6 (Threshold) : Le seuil de déclenchement ou comparateur , en mode mono stable ont la connecte avec la décharge .
Broche 7 (Discharge) : La décharge sert à court circuiter le condensateur externe de la minuterie .
Broche 8 (Vcc) : Alimentation + du circuit de 4,5 V à 16 V , la tension d' alimentation n' a que très peut d' influence sur la période du timer ( 0,1 % par volt ) mais cela influence la tension du signal de sortie ainsi que le courant .
1.5.Variantes
Le 556 est un double 555 dans un boîtier 14 - broches,
le 558 contient quatre 555 aussi dans un boitier14 - broches.
1.6. Utilisations
Application mono stable : S1 déclenche le signal de sortie pour allumer la LED pendant un temps déterminé par R1 et C1.
Application mono stable avec RAZ :
Idem mais grâce à S2 ont peut stopper le signal .
Application Astable : La LED clignote en permanence .
Exemples de sorties :
Exemples d' utilisations :
Touche sensible : Avec une résistance de 10 M sur la gâchette ( 2-Trigger ) le déclenchement du timer devient très sensible , et le simple fait de toucher avec le doigt déclenche l' allumage de la LED pendant un temps déterminé par R1 et C1 .
Avertisseur arrière pour Bicyclette : Ont utilise tout simplement le 555 en multivibrateur Astable alimenté par 3 ou 4 piles de 1,5V et des LEDS en séries et en parallèle qui clignotent .
Alarme Auto simple : S0 ouvert met en marche l' alarme , les contacts de portes S1 à S4 sont normalement fermés , pour sortir de la voiture vous avez quelques secondes déterminé par R1 , C1 ; ensuite si l' on ouvre une des portes il a 3 secondes R2 , C2 pour actionner S0 avant que le relais ne déclenche une alarme ; une fois le relais déclenché le fait de fermé les portes n' arrêteront pas l' alarme , seul S0 en position fermé coupe l' alarme .( Le contact S0 peut être un shunt sur une prise DIN )
EXERCICE : faire une temporisation longue durée : 2min état 1 , 10 min état 0 .
Le plus simple c' est de se servir du programme qui se trouve en fin de page 555demonstrator , pour notre exercice il faut calculer la période T , 2 min + 10 min = 12 min x 60 s = 720 Secondes
F = 1 / T = 1 / 720 = 0,0013 Hz et la largueur de l' impulsion 10 min = 600 sec .
Il ne reste plus qu' a jouer avec les valeurs de C1 puis ajuster R1 et R2 dans le tableau pour avoir la valeur de la fréquence .
Faite des essais car cela varie beaucoup en fonction des tolérances des composants , surtout pour la capacité ou la valeur peu varier de 20 % .
2.1.Composition
L'intérieur du 555 , est l'équivalent de 20 transistors, 15 résistances, et 2 diodes, dépendant du fabricant.
Le circuit équivalent, dans le diagramme ci dessous , fournit les fonctions de contrôle de seuil , déclenchement, comparateurs, bascule, et étage de sortie.
4.1.Programmes
Sagamore Software 555demonstrator ou
http://www.schematica.com Download 555_timer_designer now. File size 468KB.
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