Multivibrateur monostable 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)
- Une montre avec trotteuse/affichage ou chronomètre
- Un fil de 11/2" à 2" (3,8 mm à 5 mm) de long, plié en deux (indiqué par un fil rouge dans l'illustration)
- 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
- Rt - Résistance 27 KΩ 1/4W
- Rt - Résistance 270 KΩ 1/4W
- C1,C2 - Condensateur 0,1 µF (catalogue Radio Shack 272-1069 ou équivalent)
- Condensateur Ct - 10 µF (catalogue Radio Shack 272-1025 ou équivalent)
- Ct - Condensateur 100 µF (catalogue Radio Shack 272-1028 ou équivalent)
REFERENCES CROISEES
Leçons En Circuits Électriques , Tome 1, chapitre 13 :« Champs électriques et capacité »
Leçons En Circuits Électriques , Tome 1, chapitre 13 :« Condensateurs et calcul »
Leçons En Circuits Électriques , Tome 1, chapitre 16 :« Calculs de tension et courant »
Leçons En Circuits Électriques , Volume 1, chapitre 16 : « Résoudre un temps inconnu »
Leçons En Circuits Électriques , Tome 4, chapitre 10 :« Les multivibrateurs monostables »
OBJECTIFS D'APPRENTISSAGE
- Découvrez le fonctionnement d'un multivibrateur monostable
- Découvrez une application pratique pour une constante de temps RC
- Comment utiliser la minuterie 555 comme multivibrateur monostable
SCHÉMA SCHÉMA
ILLUSTRATION
INSTRUCTIONS
C'est l'un des circuits 555 les plus basiques. Ce circuit fait partie de cette fiche technique des puces, avec les calculs nécessaires pour concevoir selon les spécifications, et est l'une des raisons pour lesquelles un 555 est appelé minuterie.
La LED verte montrée sur l'illustration s'allume lorsque la sortie 555 est élevée (c'est-à-dire, commutée sur Vcc), et la LED rouge s'allume lorsque la sortie 555 est basse (commutée à la terre).
Ce multivibrateur monostable particulier (également connu sous le nom de monostable ou de minuterie) n'est pas un type redéclenchable.
Cela signifie qu'une fois déclenché, il ignorera les autres entrées au cours d'un cycle de synchronisation, à une exception près, qui sera discutée dans le paragraphe suivant.
La minuterie démarre lorsque l'entrée devient faible ou passe au niveau du sol, et la sortie devient élevée.
Vous pouvez le prouver en connectant le fil rouge indiqué sur l'illustration entre la terre et le point B, en le déconnectant et en le reconnectant.
Il s'agit d'une condition illégale pour que l'entrée reste faible pour cette conception après le délai d'attente.
Pour cette raison, R3 et C1 ont été ajoutés pour créer un conditionneur de signal, qui permettra uniquement le déclenchement sur front et empêchera l'entrée illégale.
Vous pouvez le prouver en connectant le fil rouge entre la terre et le point A.
La minuterie démarrera lorsque le fil sera inséré dans le protoboard entre ces deux points, et ignorera les autres contacts.
Si vous forcez l'entrée de la minuterie à rester basse après le délai d'attente, la sortie restera élevée, même si la minuterie est terminée. Dès que cette terre est supprimée, le chronomètre baisse.
Rt et Ct ont été sélectionnés pour une durée de temporisation de 3 secondes. Vous pouvez le vérifier avec une montre, 3 secondes suffisent pour que les humains lents puissent réellement le mesurer.
Essayez d'échanger Rt et Ct avec la résistance de 27 KO et les condensateurs de 100 µF. Étant donné que la réponse à la formule est la même, il ne devrait y avoir aucune différence dans son fonctionnement.
Ensuite, essayez d'échanger Rt avec la résistance 270 KO, puisque la constante de temps RC est maintenant 10 fois plus grande, vous devriez obtenir près de 30 secondes.
La résistance et le condensateur ont probablement une tolérance de 5% et 20% respectivement, donc les temps calculés que vous mesurez peuvent varier jusqu'à 25%, bien qu'ils soient généralement beaucoup plus proches.
Une autre caractéristique intéressante du 555 est son immunité à la tension d'alimentation.
Si vous deviez échanger la batterie 9V avec une batterie 6V ou 12, vous devriez obtenir des résultats identiques, bien que l'intensité de la lumière LED change.
C2 n'est pas vraiment nécessaire. Le 555 IC a cette option au cas où la minuterie est utilisée dans un environnement où la ligne d'alimentation est bruyante.
Vous pouvez le supprimer et ne pas remarquer de différence. Le 555 lui-même est une source de bruit car il y a une très brève période de temps pendant laquelle les transistors des deux côtés de la sortie sont tous les deux conducteurs, créant une surtension (mesurée en nanosecondes) à partir de l'alimentation.
THÉORIE DU FONCTIONNEMENT
En regardant le schéma fonctionnel montré, vous pouvez voir que la broche 7 est un transistor allant à la terre.
Ce transistor est simplement un interrupteur qui conduit normalement jusqu'à ce que la broche 2 (qui est connectée via le comparateur C1, qui alimente la bascule interne) soit ramenée à l'état bas, permettant au condensateur Ct de commencer à se charger.
La broche 7 reste éteinte jusqu'à ce que la tension sur Ct se charge aux 2/3 de la tension d'alimentation, où la minuterie expire et le transistor de la broche 7 se rallume, son état normal dans ce circuit.
La figure ci-dessous montre la séquence de commutation, le rouge étant les tensions les plus élevées et le vert étant la masse (0 volt), avec le spectre entre les deux, car il s'agit fondamentalement d'un circuit analogique.
Ce graphique montre la courbe de charge à travers le Ct.
La figure 1 est le point de départ et d'arrivée de ce circuit, où il attend un déclencheur pour démarrer un cycle de synchronisation.
À ce stade, le transistor de la broche 7 est activé, gardant le condensateur Ct déchargé.
La figure 2 montre ce qui se passe lorsque le 555 reçoit un déclencheur, démarrant la séquence.
Ct n'a pas eu le temps d'accumuler de la tension, mais la charge a commencé.
La figure 3 montre la charge du condensateur, pendant ce temps, le circuit est dans une configuration stable et la sortie est élevée.
La figure 4 montre le circuit en train de s'éteindre lorsqu'il atteint le délai d'attente.
Le condensateur s'est chargé à 67%, la limite supérieure du circuit 555, provoquant le changement d'état de sa bascule interne.
Comme indiqué, le transistor n'a pas encore commuté, ce qui déchargera Ct lorsqu'il le fera.
La figure 5 montre le circuit une fois qu'il s'est installé, ce qui est fondamentalement le même que celui illustré à la figure 1.
FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :
- Circuits de minuterie
Technologie industrielle