Le circuit NE555
Le NE555 est l’un des circuits intégrés les plus vendus de l’histoire. Depuis 1972, il sert à générer des signaux d’horloge, faire clignoter des LED, piloter des buzzers, filtrer les rebonds d’un bouton ou créer des temporisations. Deux résistances et un condensateur suffisent à régler son timing.
Mode astable : un oscillateur
En astable, le condensateur se charge à travers R1 + R2 et se décharge à travers R2 : la sortie bascule en permanence entre l’état haut et l’état bas.
- durée à l’état haut : t_H = 0,693 × (R1 + R2) × C ;
- durée à l’état bas : t_L = 0,693 × R2 × C ;
- fréquence : f = 1 ÷ (t_H + t_L) = 1,44 ÷ ((R1 + 2R2) × C) ;
- rapport cyclique = t_H ÷ (t_H + t_L) = (R1 + R2) ÷ (R1 + 2R2).
La constante 0,693 vaut ln 2 : la tension du condensateur oscille entre 1/3 et 2/3 de la tension d’alimentation.
Exemple
R1 = 10 kΩ, R2 = 47 kΩ, C = 1 µF :
- état haut : 0,693 × 57 000 × 0,000001 ≈ 39,5 ms ;
- état bas : 0,693 × 47 000 × 0,000001 ≈ 32,6 ms ;
- période de 72,1 ms, fréquence ≈ 13,9 Hz ;
- rapport cyclique ≈ 54,8 %.
Une LED branchée en sortie scintillerait visiblement, environ 14 fois par seconde.
Mode monostable : une impulsion unique
En monostable, une impulsion de déclenchement produit une seule impulsion de sortie de durée fixe :
t = 1,1 × R1 × C
Avec R1 = 10 kΩ et C = 1 µF, l’impulsion dure 11 ms. On l’utilise pour les temporisations, les minuteries et l’anti-rebond des boutons.
Conseils de conception
- Dans le montage astable classique, le rapport cyclique est toujours supérieur à 50 %, car t_H inclut R1. Pour 50 % ou moins, ajoutez une diode en parallèle sur R2 afin que la charge se fasse par R1 seule : t_H ≈ 0,693 × R1 × C.
- Gardez R1 d’au moins 1 kΩ pour limiter le courant du transistor de décharge.
- Choisissez des résistances entre 1 kΩ et 1 MΩ environ : de très fortes valeurs rendent le timing sensible aux courants de fuite.
- Pour de longues temporisations, préférez les condensateurs à film : les électrochimiques ont de fortes tolérances (souvent ±20 %) et des fuites qui allongent la durée.
- Placez un condensateur de 10 nF entre la broche de contrôle (5) et la masse, et découplez l’alimentation.
- Les versions CMOS (7555, TLC555) consomment beaucoup moins et montent plus haut en fréquence.
En pratique, la fréquence réelle s’écarte souvent de quelques pourcents de la formule à cause des tolérances. Utilisez un potentiomètre d’ajustement si la précision compte, par exemple pour un projet de technologie au collège ou en STI2D.