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Calculateur de NE555 en astable

Données

Résistance R11 kΩ
Résistance R210 kΩ
Capacité C100 nF

Généré avec OneCalc · https://onecalc.app/fr/physics/555-timer-astable

Physique

Calculateur de NE555 en astable

Calculez la fréquence de sortie, la période et le rapport cyclique d'un timer 555 en mode astable à partir de R1, R2 et C avec f = 1,44 / ((R1 + 2·R2)·C).

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Calculateur de NE555 en astable

Le timer 555 est l'un des circuits intégrés les plus utilisés jamais conçus, et sa configuration astable le transforme en oscillateur à signal carré à fonctionnement libre. Avec seulement deux résistances et un condensateur, il produit un train continu d'impulsions dont la fréquence et le rapport cyclique sont entièrement fixés par ces trois composants. Ce calculateur prend R1R_1, R2R_2 et CC et renvoie la fréquence de sortie, la période, le rapport cyclique ainsi que les temps haut et bas de chaque cycle.

Formule

Le condensateur se charge à travers R1R_1 et R2R_2 tant que la sortie est haute, et se décharge à travers R2R_2 seul tant que la sortie est basse. Avec ln⁡2≈0.693\ln 2 \approx 0.693 :

f=1.44(R1+2R2) Cf = \frac{1.44}{(R_1 + 2R_2)\,C} tHIGH=0.693 (R1+R2) C,tLOW=0.693 R2 Ct_{HIGH} = 0.693\,(R_1 + R_2)\,C, \qquad t_{LOW} = 0.693\,R_2\,C D=R1+R2R1+2R2D = \frac{R_1 + R_2}{R_1 + 2R_2}
GrandeurSymboleUnité
Fréquenceffhertz (Hz)
PériodeTTsecondes (s)
Rapport cycliqueDDpour cent
Temps haut / bastHt_H, tLt_Lsecondes (s)

Comme le chemin de charge inclut les deux résistances mais que le chemin de décharge n'inclut que R2R_2, le temps à l'état haut est toujours plus long que le temps à l'état bas, donc le rapport cyclique du circuit de base est toujours supérieur à 50 %.

Exemple détaillé

Prenons R1=1 kΩR_1 = 1\ \text{k}\Omega, R2=10 kΩR_2 = 10\ \text{k}\Omega et C=100 nFC = 100\ \text{nF}.

T=0.693×(1000+2×10000)×100×10−9≈1.456 msT = 0.693 \times (1000 + 2 \times 10000) \times 100\times10^{-9} \approx 1.456\ \text{ms} f=11.456×10−3≈687 Hz,D=1000+100001000+20000≈52.4%f = \frac{1}{1.456\times10^{-3}} \approx 687\ \text{Hz}, \qquad D = \frac{1000 + 10000}{1000 + 20000} \approx 52.4\%

La sortie est haute pendant environ 0,76 ms et basse pendant environ 0,69 ms à chaque cycle.

Choix des composants

ObjectifApproche
Fréquence plus basseRR ou CC plus grand
Rapport cyclique proche de 50 %Rendre R1R_1 petit devant R2R_2, ou ajouter une diode en parallèle avec R2R_2
Temporisation stableUtiliser un condensateur film ou C0G ; les électrolytiques dérivent

Pourquoi c'est important

Les circuits 555 astables sont présents partout — clignotants à LED, générateurs de tonalité, gradateurs PWM, sources d'horloge pour la logique et métronomes. Connaître la fréquence et le rapport cyclique exacts avant la réalisation permet de choisir des valeurs normalisées de résistances et de condensateurs qui aboutissent au comportement souhaité, plutôt que d'ajuster les composants sur la table de travail. Pour une sortie presque carrée, ajoutez une diode en parallèle avec R2R_2 afin que la charge et la décharge utilisent des résistances distinctes.

Questions fréquentes (FAQ)

Qu'est-ce qu'un timer 555 en mode astable ?

En mode astable, le timer 555 n'a aucun état stable : il oscille en permanence, produisant un signal carré à sa sortie sans déclencheur externe. Le condensateur de temporisation se charge à travers R1 et R2 et se décharge à travers R2, ce qui fait basculer la sortie entre l'état haut et l'état bas. C'est la manière classique de construire un oscillateur, une horloge ou un clignotant simple avec une seule puce et trois composants passifs.

Quelle est la formule de fréquence d'un 555 astable ?

La fréquence de sortie est f = 1,44 / ((R1 + 2·R2)·C), où la constante 1,44 vient de 1 / (ln 2 ≈ 0,693). R1 et R2 sont en ohms et C en farads. De manière équivalente, la période vaut T = 0,693 × (R1 + 2·R2) × C. Des résistances plus grandes ou un condensateur plus grand ralentissent l'oscillation.

Comment le rapport cyclique d'un 555 astable est-il déterminé ?

Le rapport cyclique est la fraction de chaque cycle pendant laquelle la sortie est haute : D = (R1 + R2) / (R1 + 2·R2). Le condensateur se charge à travers R1 et R2 (sortie haute) mais ne se décharge qu'à travers R2 (sortie basse), donc le temps à l'état haut dépasse toujours le temps à l'état bas et le rapport cyclique est toujours supérieur à 50 % dans le circuit de base.

Un 555 astable peut-il produire un rapport cyclique de 50 % ?

Pas avec le circuit de base à deux résistances, où le temps à l'état haut est toujours plus long que le temps à l'état bas. Une solution courante consiste à ajouter une diode en parallèle avec R2 pour que le condensateur ne se charge qu'à travers R1 et ne se décharge qu'à travers R2 ; rendre R1 égale à R2 donne alors un rapport cyclique proche de 50 %. Rendre R1 très petite devant R2 rapproche aussi le rapport cyclique de 50 %.

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