NE555


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Nom de code " NE555 "

Défi MPI 2006

Introduction :
Voici une série d'expériences qui devraient te permettre de mieux connaître ce circuit intégré.
Il n'est nullement nécessaire de les faire toutes mais il faut savoir qu'elles sont ordonnées de manière à te faire découvrir progressivement l'utilisation de ce composant.

Matériel :
N'oublie pas que tu as à ta disposition des platines de montage qui te permettent de faire facilement les circuits proposés (ou d'autres !)... sans soudure !
Tu disposes aussi Crocodile Physics qui peut servir à simuler les circuits sans risque.

Plan :

1 :   Timer ou horloge
2 : Du capteur tactile...
3 : ... au temporisateur de connexion !
4 :   Construisons un clignotant !
5 :   Et pour "générer" des sons ?

1 : Timer ou horloge

Le NE555 est un circuit intégré très connu appartenant à la famille des "timers" (en français on dira une "horloge").
Pour bien faire la suite, il n'est pas inintéressant de chercher à définir les mots suivants : circuit intégré ; timer (ou horloge électronique) ; temporisateur.

Les deux montages qui suivent, sont construits autour du "timer" le plus courant, le "timer 555" : Il présente le double avantage d'être utilisable jusqu'à 15 V et de donner un courant de 0,2 A en sortie.
Cela nous permettra d'apprendre à utiliser ses fonctions de base...

2 : Du capteur tactile...

Ce montage est le plus simple à réaliser avec le "555" : Il s'agit de mettre en évidence sa bascule.

réaliser le circuit à l'aide des renseignements ci-dessous
vérifier qu'il fonctionne
trouver éventuellement des applications pratiques pour ce circuit

Schéma de connexion

On prendra R_v égale a quelques centaines de ohms.

Deux informations peuvent arriver en entrée :

- le capteur envoie une information binaire : "contact" ou "pas contact".
Il pourra être simulé :
... soit par un fil à mettre en contact ou pas pas avec la masse
... soit par deux fils à mettre en contact ou pas

- de la même manière la broche "reset", reliée à la masse par l'intermédiaire d'un interrupteur, permet de réinitialiser le circuit.
Un simple fil peut remplacer l'interrupteur : La réinitialisation (ou reset) se fait par contact avec la masse.

Schéma de principe

Bien noter que le signal de réinitialisation ("reset") est toujours prioritaire sur le signal de déclenchement ("trigger").

Ici, le signal de déclenchement est issu du capteur

3 : ... au temporisateur de connexion

Voyons, maintenant, comment utiliser sa fonction de "timer" :

réaliser le circuit à l'aide des renseignements ci-dessous
vérifier qu'il fonctionne
imaginer une amélioration du circuit qui laisse la possibilité d'interrompre le travail à tout moment

Un condensateur polarisé a un sens précis de branchement. En regardant de près, on peut voir qu'il est indiqué sur le composant : Sur la photo, la flèche situe le "moins" à droite.

Autres indications :
- tension maximale supportée : 25 V
- capacité : 4 700 mF soit 0,0047 F

Schéma de connexion

On prendra R_v égale a quelques centaines de ohms.

Schéma de principe

Le signal de déclenchement provoque la bascule : La DEL passe de l'état "0" (elle ne brille pas) à l'état "1" (elle brille).

Combien de temps brille-t-elle ? Cela dépend des valeurs de la résistance R₁ et de la capacité C du condensateur. On peut la déterminer à partir de la formule suivante :

t = 1,1 . R₁. C

Attention ,il faut utiliser les unités légales dans cette formule !
C'est le farad pour la capacité (noté F) et le ohm pour la résistance (noté W).
Bien entendu on obtient un temps en seconde...

4 : Construisons un clignotant !

Il est possible d'utiliser le "timer" pour générer un travail qui se répèterait à une certaine cadence : On obtient alors un clignotant.

Il s'agit de construire ce montage et de voir comment régler le clignotement. Voici les différentes étapes de la manipulation :

réaliser le circuit
proposer des solutions pour faire varier le clignotement
effectuer les changements et décrire les conséquences sur le clignotement
vérifier les lois théoriques

Schémas et principe
Schéma de connexion	Schéma de principe
	Remarques 1) Le clignotement est défini : par la durée pendant laquelle la DEL brille par la fréquence de ses allumages successifs. Les deux sont réglables séparément. 2) En reliant la broche 4 et la masse, ou en ajoutant un interrupteur entre les deux, on peut arrêter ou relancer le clignotement sans devoir déconnecter l'alimentation du "timer".
Lois théoriques
Tout repose sur les valeurs de R₁, R₂ et C qui fixe les temps de charge ( t₁ ) et temps de décharge ( t₂ ). En effet, on sait qu'un condensateur accumule des charges quand le courant est dans un sens : Une différence de potentiel apparaît entre ces armatures. Lorsque le courant change de sens, le phénomène est inversé : il se décharge. (voir courbe ci-contre)
Pendant le temps de charge, la DEL brille : t₁ = 0,693 . (R₁ + R₂ ) . C Pendant le temps de charge, la DEL ne brille pas : t₂ = 0,693 . R₁ . C

5 : Et pour "générer" des sons ?

Le schéma de principe est le même sachant qu'un son est aussi un phénomène périodique puisque issu d'une vibration.

Un émetteur sonore est donc un objet vibrant ; il est souvent, à l'instar du haut-parleur, alimenté par une source de tension alternative. Dans notre cas, nous utiliserons un buzzer. Celui-ci sera alimenté par le "timer" accompagné d'un circuit RC (condensateur et résistance), suivant le principe vu pour le montage clignotant.

Bien noter qu'il est tout à fait possible de mettre le buzzer en parallèle de l'association "DEL - R_v"