Calculatrice du timer 555 (astable et monostable)

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Résultat

Fréquence1,387 Hz
Durée à l’état haut395,1 ms
Durée à l’état bas325,8 ms
Période720,9 ms
Rapport cyclique54,81 %

Dans le montage astable standard, le rapport cyclique est toujours supérieur à 50 %, car le condensateur se charge à travers R₁ + R₂ mais se décharge à travers R₂ seulement. Une diode en parallèle sur R₂ permet d’obtenir des rapports cycliques inférieurs à 50 %.

Concevez un montage avec timer 555. En mode astable, la calculatrice donne la fréquence, les durées à l’état haut et bas, la période et le rapport cyclique à partir de R₁, R₂ et C ; en mode monostable, elle donne la durée d’impulsion à partir de R et C. Les condensateurs peuvent être saisis en µF, nF ou pF, et chaque durée est affichée dans une unité adaptée.

Corrigé pas à pas

Durées de charge et de décharge

C = 10 µF = (1 × 10⁻⁵) F
tH = ln 2·(R₁ + R₂)·C = 0,693·(10000 + 47000)·(1 × 10⁻⁵) = 395,1 ms
tL = ln 2·R₂·C = 0,693·47000·(1 × 10⁻⁵) = 325,8 ms

Fréquence et rapport cyclique

T = tH + tL = 720,9 ms
f = 1/T ≈ 1,44/((R₁ + 2R₂)·C) = 1,387 Hz
D = tH/T = 54,81%

Formules clés

Durées haute et basse en astable
tH = 0,693·(R1 + R2)·C, tL = 0,693·R2·C
Fréquence en astable
f = 1/(tH + tL) ≈ 1,44/((R1 + 2R2)·C)
Rapport cyclique
D = tH/T = (R1 + R2)/(R1 + 2R2)
Durée de l’impulsion monostable
T = ln 3·R·C ≈ 1,1·R·C

Comment calculer la fréquence d’un timer 555

  1. Astable : le condensateur se charge à travers R₁ + R₂ et se décharge à travers R₂, entre ⅓ et ⅔ de la tension d’alimentation.
  2. Durée à l’état haut : t_H = ln 2 × (R₁ + R₂) × C ≈ 0,693 (R₁ + R₂) C.
  3. Durée à l’état bas : t_L = ln 2 × R₂ × C ≈ 0,693 R₂ C.
  4. Fréquence : f = 1/(t_H + t_L) ≈ 1,44/((R₁ + 2R₂) C). Rapport cyclique : t_H/(t_H + t_L).
  5. Monostable : la sortie reste à l’état haut pendant T = ln 3 × R × C ≈ 1,1 RC après un déclenchement.

Questions et réponses

Pourquoi le rapport cyclique est-il toujours supérieur à 50 % ?

Dans le montage standard, le condensateur se charge à travers R₁ + R₂ mais se décharge à travers R₂ seulement, donc la durée à l’état haut est toujours plus longue. Une diode en parallèle sur R₂ (anode à la broche 7) court-circuite R₂ pendant la charge et permet des rapports cycliques inférieurs à 50 %.

La tension d’alimentation modifie-t-elle la fréquence ?

Idéalement non : les seuils sont des fractions fixes de la tension d’alimentation, donc la temporisation ne dépend que de R et C. En pratique, la fréquence dérive légèrement avec la tension et la température.

Quelles valeurs de R et C sont raisonnables ?

Gardez R₁ et R₂ au-dessus d’environ 1 kΩ et en dessous d’environ 1 MΩ, et C au-dessus d’environ 100 pF. Les gros condensateurs électrolytiques ont de larges tolérances et des fuites, ce qui rend les longues durées imprécises.

D’où viennent 0,693 et 1,1 ?

La tension du condensateur varie de façon exponentielle. Une charge de ⅓ à ⅔ de la tension d’alimentation prend RC·ln 2 = 0,693 RC ; une charge de 0 à ⅔ prend RC·ln 3 = 1,0986 RC.

Entraînez-vous

S’entraîner : Diodes et transistors

Une calculatrice donne la réponse. À l’examen, il vous faut la méthode : entraînez-vous avec de nouveaux exercices, des indices et des corrigés détaillés.

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