Oscillateur astable 555 : démo LED et exploration du cycle de travail

Composants et matériel

• Deux piles 6 V
• Condensateur non polarisé de 0,1 µF (Radio Shack #272‑135)
• CI temporisateur 555 (Radio Shack #276‑1723)
• Deux LED (Radio Shack #276‑026 ou équivalent)
• Résistance de 1 MΩ
• Résistance de 100 kΩ
• Deux résistances de 510 Ω
• Détecteur audio avec écouteurs
• Oscilloscope (recommandé mais non requis)

Un oscilloscope aide à analyser les formes d'onde, mais un détecteur audio est une alternative pratique s'il n'est pas disponible.

Références croisées

Lessons In Electric Circuits, Vol. 4, Chapter 10: « Multivibrateurs ».

Objectifs d'apprentissage

• Démontrer le timer 555 comme multivibrateur astable.
• Expliquer et calculer le cycle de travail (duty cycle).

Schéma électrique

Illustration

Instructions

Le CI 555 est un temporisateur polyvalent qui peut fonctionner comme multivibrateur astable. Lorsqu'il est associé à un condensateur et deux résistances comme indiqué, il oscille librement, produisant une sortie carrée qui allume et éteint deux LED.

Le circuit fonctionne en chargeant et déchargeant alternativement le condensateur. Le 555 décharge le condensateur lorsque la tension à la broche Seuil (Threshold) dépasse les deux tiers de V_CC. La décharge s'arrête lorsque la tension à la broche Déclencheur (Trigger) tombe en dessous d'un tiers de V_CC, faisant osciller la tension du condensateur entre 1/3 et 2/3 de V_CC selon un motif en dents de scie.

Pendant le cycle de charge, le courant circule à travers les résistances de 1 MΩ et 100 kΩ en série, créant une grande constante de temps. Lorsque la broche Décharge (Discharge) est tirée à l'état bas par le transistor interne, le condensateur se décharge à travers la seule résistance de 100 kΩ, produisant une constante de temps beaucoup plus courte. L'onde carrée résultante a une période « haute » plus longue que la période « basse », donnant un cycle de travail supérieur à 50 %.

La broche Sortie (Output) du 555 est à l'état haut (≈V_CC) pendant la charge du condensateur et à l'état bas (≈0 V) pendant sa décharge. Ce signal alterné pilote les deux LED en opposition de phase, de sorte qu'une LED reste allumée plus longtemps que l'autre, reflétant le cycle de travail.

Utilisez le détecteur audio ou l'oscilloscope pour visualiser la forme d'onde. Faites varier les valeurs des résistances et du condensateur pour observer les changements de fréquence et de cycle de travail.

Feuille de travail associée

• Feuille de travail : Circuits temporisateurs