Clignotant à DEL rouge longue durée CMOS 555

PIÈCES ET MATÉRIAUX

• Deux piles AAA
• Clip de batterie (catalogue Radio Shack n° 270-398B)
• Un DVM ou VOM
• U1 - CI de minuterie CMOS TLC555 (catalogue Radio Shack n° 276-1718 ou équivalent)
• Q1 - Transistor PNP 2N3906 (catalogue Radio Shack #276-1604 (paquet de 15) ou équivalent)
• Q2 - Transistor NPN 2N2222 (catalogue Radio Shack #276-1617 (paquet de 15) ou équivalent)
• D1 - Diode électroluminescente rouge (catalogue Radio Shack n° 276-041 ou équivalent)
• R1 - Résistance 1,5 MΩ 1/4W 5%
• R2 - 47 KΩ 1/4W 5% Résistance
• R3 - 2,2 KΩ 1/4W 5% Résistance
• R4 - 27 Ω 1/4W 5 % de résistance (ou testez une meilleure valeur)
• C1 - Condensateur au tantale 1 µF (catalogue Radio Shack 272-1025 ou équivalent)
• C2 - Condensateur électrolytique 100 µF (catalogue Radio Shack 272-1028 ou équivalent)

REFERENCES CROISEES

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 , Volume 3, chapitre 4 :« Les transistors à jonction bipolaire »

Leçons En Circuits Électriques , Volume 3, chapitre 9 :« Décharge électrostatique »

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

OBJECTIFS D'APPRENTISSAGE

• Découvrez une application pratique pour une constante de temps RC
• Découvrez l'une des nombreuses configurations de multivibrateur astable avec minuterie 555
• Connaissance pratique du cycle d'utilisation
• Comment gérer les pièces sensibles aux décharges électrostatiques
• Comment utiliser des transistors pour améliorer le gain de courant
• Comment calculer la bonne résistance pour une LED

SCHÉMA SCHÉMA

ILLUSTRATION

INSTRUCTIONS

REMARQUE! Ce projet utilise une partie sensible à l'électricité statique, le CMOS 555. Si vous n'utilisez pas la protection décrite dans le volume 3, chapitre 9, Décharge électrostatique , vous risquez de le détruire.

Le circuit montré dans l'expérience précédente, CMOS 555 pièces minimales de longue durée clignotant à LED rouge , a un gros inconvénient, qui est un manque de contrôle du courant LED. Cette expérience utilise le même schéma de base 555 et ajoute des pilotes transistorisés pour corriger cela.

Les pièces utilisées pour ce pilote de transistor ne sont pas critiques. Il est conçu pour charger le TLC555 au minimum absolu tout en activant complètement Q2. Ceci est important car à mesure que la tension de la batterie approche de 2V, l'entraînement du TLC555 est réduit à ses valeurs minimales. Les transistors bipolaires peuvent être de bons interrupteurs.

Étant donné que les LED peuvent avoir tellement de variations, R4 doit être ajusté pour correspondre à la LED spécifique utilisée. Le courant est limité à 18,5ma avec 27Ω et un Vf (tension de chute directe de LED) de 2,5V, une LED Vf de 2,1V consommera 33ma et une LED Vf de 1,5 consommera 56mA. Ce dernier est trop courant, sans parler de ce que cela ferait pour la durée de vie de la batterie. Pour corriger cela, utilisez 47  si le Vf est de 2,1 V et 75  si le Vf est de 1,5 V, en supposant que le courant cible est de 20 mA.

Vous pouvez mesurer Vf en utilisant le cavalier indiqué en rouge dans l'illustration, qui allumera la LED en permanence. Vous pouvez calculer la valeur de R4 en utilisant l'équation :

R4 =(3V-Vf) / 0,02A

Il a été mentionné dans l'expérience précédente que le condensateur C2 prolongeait la durée de vie des batteries. Une expérience intéressante consiste à retirer cette partie périodiquement et à voir ce qui se passe. Au début, vous remarquerez une atténuation de la LED, et après une semaine ou deux, le circuit mourra sans elle et reprendra son fonctionnement en quelques secondes lorsqu'il sera remplacé. Ce clignotant fonctionnera pendant 3 mois avec des piles alcalines AAA neuves.

THÉORIE DU FONCTIONNEMENT

L'oscillateur CMOS 555 a été expliqué en détail dans l'expérience précédente, le pilote de transistor sera donc au centre de cette explication.

Le pilote de transistor combine des éléments d'une configuration de collecteur commun sur Q1, ainsi qu'une configuration d'émetteur commun sur Q2. Cela permet une résistance d'entrée très élevée tout en permettant à Q2 de s'allumer complètement. La résistance d'entrée du transistor est le (gain) du transistor multiplié par la résistance de l'émetteur. Si Q1 a un gain de 50 (une valeur minimale) alors le pilote charge le TLC555 avec plus de 100KΩ. Les transistors peuvent avoir de grandes variations de gain, même au sein d'une même famille.

Lorsque Q1 s'allume, 1 mA est envoyé à Q2. C'est plus que suffisant pour activer complètement Q2, ce qui est appelé saturation. Q2 est utilisé comme un simple interrupteur pour la LED.