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APPLICATIONS NE555

Le circuit intégré comporte 8 broches, les broches 2,6 et 4 sont des entrées, la broche 3 est la sortie utilisation, la broche 7 est une sortie à collecteur ouvert commandée par la sortie utilisation. La broche 1 est reliée au zéro ( masse ). La broche 5 comporte un condensateur extérieur à la masse. Les broches 4 et 8 sont branchées sur l' alimentation au + Vcc. Le circuit branché sur la sortie 3 ci-dessus est un exemple d'utilisation avec un relais commandé par un transistor. Il est possible de brancher une bobine de relais directement entre la broche 3 et la masse, à condition de ne pas dépasser un  courant de 200 mA. Voir le schéma plus loin. Si ce circuit transistor + relais n'est pas souhaité, la sortie tension compatible TTL est alors la broche 3. Une LED permet de visualiser l'état de la sortie 3, ne pas omettre la résistance de limitation de courant.

Le montage proposé est un oscillateur basse fréquence autour de 1 hertz, réglable par un potentiomètre de 22 k. La diode clignote, la sortie donne une tension rectangulaire et le relais commute au rythme de la basse fréquence. On peut transformer ce montage en capteur de température ou autre capteur en remplaçant la résistance de 47 k par une résistance variable, par exemple une thermistance de 47 k à 25°C. La fréquence de sortie devient alors l'image de la température. 

C'est un montage identique avec une commande marche ou arrêt par interrupteur K. La sortie 3  va sur un relais ou un autre montage. Le choix des composants est obtenu par calcul en appliquant la relation : 

avec F en hertz et C en uF

F = 1000000 / 0,693 . 10 ( 47000 +  2 . 33000 ) =  1,277 hertz

F = 1000000 / 0,693 . 10 ( 47000 + 2 . 55000 ) =  0,919 hertz      d'où  la gamme :    0,919 < F < 1,277  hertz

F = 1000000 / 0,693 . 4,7 ( 47000 + 2 . 47000 ) =   2,17  hertz    pour le multivibrateur.

Démonstration :  d' abord,  il faut bien connaître le schéma interne simplifié du 555, on fait figurer sur la partie gauche les composants pour réaliser l'oscillateur ou multivibrateur  Ra, Rb et C. Il faut choisir les valeurs pour obtenir la bonne fréquence. 

Entre la broche 8 ( Vcc ) et la broche 1 ( masse 0 volt), il y a 3 résistances internes de valeurs 5k. Ce montage est un pont diviseur de tension interne qui va servir à comparer des tensions au moyen des deux comparateurs 1 et 2. Les tensions d'entrées 2 et 6 seront comparées aux tensions fixes du pont diviseur :  1/3 Vcc et 2/3 Vcc. La tension d'alimentation Vcc n'aura pas d'influence sur les valeurs, elle ne figure pas dans la relation de la fréquence. 

Charge du condensateur :    on supposera que le condensateur n'est pas chargé au départ. 

La tension augmente suivant une courbe et au temps ta on peut écrire que la tension aux bornes du condensateur est égale à la tension du pont diviseur :  1/3 Vcc  pour une alimentation en 12 volts, soit 4 volts.

1/3 Vcc =  Vcc (  1  -   e ^{-ta/(Ra + Rb).C} )   =  Vcc  -   Vcc . e  ^{-ta/ ( Ra + Rb ).C}  

1/3 Vcc  -  3/3 Vcc =  -  Vcc . e ^{-ta/ ( Ra + Rb ).C}

 2 / 3  =  e ^{-ta/ ( Ra + Rb ).C}     on sait que  y =  e ^x   et qu'en inverse on a   x  =  ln | y |

- ta / ( Ra + Rb ).C =  ln | 2/3 |   =  - 0,405465 

ta = 0,4055 ( Ra + Rb ) . C 

de même pour 2/3 Vcc, on aurait pour une alimentation de 12 volts, une tension de 8 volts.

2/3 Vcc =  Vcc ( 1  -  e ^{- tb/ ( Ra + Rb ).C} =  Vcc  -  Vcc . e ^{- tb/ ( Ra + Rb ).C}

2/3 -  3/3  =  -  e ^{- tb/ ( Ra + Rb ).C}  =  - 1/3

1/3  =  e ^{- tb/ ( Ra + Rb ).C}   on sait  que  y  =  e ^x   et qu'en inverse on a   x  =  ln | y |

- tb / ( Ra + Rb ).C =  ln | 1/3 |   =  - 1,098612

tb = 1,0986 ( Ra + Rb ) . C    finalement le temps de charge t1 est  :   t1 =  tb  -  ta  =  ( 1,0986 -  0,4055 ) ( Ra + Rb ). C =  0,693 ( Ra + Rb ). C

Décharge du condensateur : on supposera que le condensateur est chargé à la valeur de 2/3 Vcc.

1/3 Vcc =  2/3 . Vcc . e ^{- t2/ ( Ra ).C}  =  

1/3 = 2/3 . e ^{- t2/ ( Ra ).C}

1/2  =  e ^{- t2/ ( Ra ).C}   on sait  que  y  =  e ^x   et qu'en inverse on a   x  =  ln | y |

- t2/ ( Ra ). C  =  ln | 1/2 |  =  - 0,693

t2 =  0,693 .  (  Ra ) . C 

La période est :   T  =  t1  +  t2  =  0,693 ( Ra + Rb ). C  +  0,693 ( Ra ). C

T = 0,693 . C ( Rb + 2.Ra )  la fréquence est l'inverse  de la période :  F  =  1 /  T  =  1 / 0,693 . C ( Rb +  2.Ra )   avec C en Farad et R en ohm. 

Autres applications :  monostable, temporisation, mémoire...  voir page suivante

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