Calculer la fréquence et le cycle de service d’un circuit à minuterie 555 : apprenez à configurer et optimiser cet incontournable composant en ingénierie thermique.
Comment calculer la fréquence et le cycle de service d’un circuit à minuterie 555 ?
Le circuit intégré 555 est l’un des composants les plus utilisés dans les circuits de temporisation. Il peut fonctionner en mode monostable ou astable. Dans cet article, nous nous concentrons sur le mode astable, où le 555 génère une onde carrée périodique. Nous verrons comment calculer la fréquence et le cycle de service (ou rapport cyclique) d’un circuit à minuterie 555.
Paramètres du circuit
Pour un circuit à minuterie 555 en mode astable, vous aurez besoin des composants suivants :
- Une résistance R1
- Une résistance R2
- Un condensateur C
Calcul de la fréquence
La fréquence f du signal d’onde carrée généré par le circuit peut être calculée en utilisant la formule :
f = \frac{1.44}{(R1 + 2 * R2) * C}
Où :
- f est la fréquence en Hertz (Hz)
- R1 et R2 sont les résistances en ohms (Ω)
- C est la capacité en farads (F)
Calcul du cycle de service
Le cycle de service (ou rapport cyclique, D) est le rapport de la durée pendant laquelle le signal est élevé (à l’état haut) par rapport à la période totale du signal. Il est exprimé en pourcentage et peut être calculé en utilisant les formules suivantes :
La durée de l’état haut (Thaut) :
Thaut = 0.693 * (R1 + R2) * C
La durée de l’état bas (Tbas) :
Tbas = 0.693 * R2 * C
La période totale T :
T = Thaut + Tbas
Le cycle de service D (% de temps à l’état haut) :
D = \frac{Thaut}{« T »} * 100 = \frac{(R1 + R2)}{(R1 + 2 * R2)} * 100
Application pratique
Pour illustrer, imaginons un circuit où :
- R1 = 1 kΩ
- R2 = 2 kΩ
- C = 100 μF
Calculons la fréquence :
f = \frac{1.44}{(1000 + 2 * 2000) * 100 * 10-6} = \frac{1.44}{(5000) * 100 * 10-6} ≈ 2.88 Hz
Calculons le cycle de service :
D = \frac{(1000 + 2000)}{(1000 + 2 * 2000)} * 100 = \frac{3000}{5000} * 100 ≈ 60%
Ainsi, le circuit génère un signal de fréquence 2.88 Hz avec un cycle de service de 60%.
Conclusion
Le 555 est un composant polyvalent en mode astable, idéal pour générer des signaux d’horloge et des ondes carrées pour diverses applications. Le calcul de la fréquence et du cycle de service permet de dimensionner précisément les résistances et le condensateur nécessaires pour obtenir les caractéristiques de signal souhaitées.
