Oscillateur hystérétique 555

PIÈCES ET MATÉRIAUX

• Une pile 9 V
• Clip de batterie (catalogue Radio Shack n° 270-325)
• Mini crochet clips (soudé au clip de batterie, catalogue Radio Shack # 270-372)
• IC de minuterie U1 - 555 (catalogue Radio Shack n° 276-1723)
• D1 - Diode électroluminescente rouge (catalogue Radio Shack n° 276-041 ou équivalent)
• D2 - Diode électroluminescente verte (catalogue Radio Shack n° 276-022 ou équivalent)
• R1,R2 - Résistances 1 KΩ 1/4W
• R3 - Résistance 10 Ω 1/4W
• R4 - Potentiomètre 10 KΩ, 15 tours (catalogue Radio Shack n° 271-343)
• C1 - Condensateur 1 µF (catalogue Radio Shack 272-1434 ou équivalent)
• C1 - Condensateur 100 µF (catalogue Radio Shack 272-1028 ou équivalent)

REFERENCES CROISEES

Leçons En Circuits Électriques Volume 1, chapitre 16 :Calculs de tension et de courant

Leçons En Circuits Électriques , Volume 1, chapitre 16 : Résoudre pour une heure inconnue

Leçons En Circuits Électriques , Volume 4, chapitre 10 :Multivibrateurs

Leçons sur les circuits électriques, Volume 3, chapitre 8 : Rétroaction positive

OBJECTIFS D'APPRENTISSAGE

• Apprenez à utiliser un déclencheur de Schmitt pour un simple oscillateur RC
• Découvrez une application pratique pour une constante de temps RC
• Découvrez l'une des nombreuses configurations de multivibrateur astable avec minuterie 555

SCHÉMA SCHÉMA

Voici une façon de dessiner le schéma :

Comme mentionné dans l'expérience précédente, il existe également une autre convention, illustrée ci-dessous :

ILLUSTRATION

INSTRUCTIONS

C'est l'un des oscillateurs RC les plus basiques. C'est simple et très prévisible. Tout déclencheur de Schmitt inversé fonctionnera dans cette conception, bien que la fréquence se décale quelque peu en fonction de l'hystérésis de la porte.

Ce circuit a une fréquence finale inférieure de 0,7 Hertz, ce qui signifie que chaque LED alternera et s'allumera pendant un peu moins d'une seconde chacune. Lorsque vous tournez le potentiomètre dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, la fréquence augmente, allant bien dans la plage audio haut de gamme. Vous pouvez le vérifier avec le Détecteur Audio (Vol. VI, Chapitre 3, Section 12) ou un haut-parleur piézoélectrique, tandis que vous continuez à tourner le potentiomètre, la hauteur du son augmentera. Vous pouvez augmenter la fréquence 100 fois en remplaçant le condensateur par le condensateur 1µF, ce qui augmentera également la fréquence maximale bien dans la plage des ultrasons, autour de 70Khz.

Le 555 ne va pas rail à rail (il n'atteint pas tout à fait la tension d'alimentation supérieure) à cause de ses transistors Darlington de sortie, ce qui fait que l'onde carrée des oscillateurs n'est pas tout à fait symétrique. Pouvez-vous voir cela en regardant les LED? Plus la tension d'alimentation est élevée, moins cette asymétrie est prononcée, alors qu'elle s'aggrave avec des tensions d'alimentation plus faibles. Si la sortie était vraie rail à rail, ce serait une onde carrée de 50%, qui peut être atteinte si l'on utilise la version CMOS du 555, comme le TLC555 (Radio Shack P/N 276-1718).

R3 a été ajouté pour éviter de court-circuiter la sortie IC via C1, car le condensateur court-circuite la partie CA de la sortie 555 à la terre. Sur une batterie déchargée, cela n'est pas perceptible, mais avec un 9V neuf, le 555 IC deviendra très chaud. Si vous éliminez la résistance et ajustez R4 pour la fréquence maximale, vous pouvez tester cela, ce n'est pas bon pour la batterie ou le 555, mais ils survivront à un court test.

THÉORIE DU FONCTIONNEMENT

Il s'agit d'un oscillateur hystérétique, qui est un type d'oscillateur à relaxation. C'est aussi un multivibrateur astable. Il s'agit d'un prolongement logique de l'expérience 555 Schmitt Trigger présentée précédemment.

La formule pour calculer la fréquence avec cette configuration en utilisant un 555 est :

$$f =\frac{0.7}{RC}$$

L'hystérésis 555 dépend de la tension d'alimentation, de sorte que la fréquence de l'oscillateur serait relativement indépendante de la tension d'alimentation sans l'absence de sortie rail à rail.

La sortie d'un 555 va soit à la masse, soit relativement proche de la tension positive. Cela permet à la résistance et au condensateur de se charger et de se décharger via la broche de sortie. S'agissant d'un signal de type numérique, les LED interagissent très peu dans son fonctionnement. La première impulsion générée par l'oscillateur est un peu plus longue que les autres. Ceci et les courbes de charge/décharge sont montrés dans l'illustration suivante, qui montre également pourquoi l'onde carrée asymétrique est créée.

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