Circuit NE555 Temporisateur

Le NE555 est un temporisateur : un circuit intégré de huit broches qui compte le temps sans programme, sans bibliothèque et sans microcontrôleur. Deux résistances et un condensateur décident de tout ce qu’il fait — la durée pendant laquelle une sortie reste active, ou la cadence à laquelle elle bat — et il le fera sans interruption tant qu’il est alimenté. Vingt-trois transistors, deux diodes et seize résistances tiennent dans son boîtier, et ce schéma interne n’a plus bougé depuis 1972.

Cette page regroupe les deux versions proposées dans ce catalogue : le boîtier traversant DIP-8, celui d’origine, dont les huit broches se plantent dans une plaque d’essai, et le boîtier SOIC-8 de montage en surface, prévu pour être soudé à plat sur une carte imprimée. La puce est la même dans les deux cas : mêmes formules, mêmes broches, même comportement. Seule change la manière de le monter.

Caractéristiques techniques

DIP-8 ou SOIC-8 : comment choisir

Le boîtier ne change rien au fonctionnement du circuit. Il change tout à la manière de le mettre en place, et c’est la seule question à se poser avant de commander.

Brochage : les huit broches, identiques dans les deux boîtiers

Vu de dessus, le repère d’orientation — l’encoche en demi-cercle sur un petit côté, ou le point en creux dans un coin — désigne la broche 1. La numérotation descend le long du flanc gauche jusqu’à la 4, puis remonte le flanc droit de la 5 à la 8. Inverser le circuit met l’alimentation à l’envers et le détruit en une seconde : le repère n’est pas décoratif.

Les trois modes de fonctionnement

Tout ce que fait un NE555 tient dans deux branchements autour de la puce. Le mode est décidé par les quelques composants posés sur les broches 2, 6 et 7 — jamais par un programme.

Monostable : une impulsion de durée choisie

Une impulsion sur la broche 2, et la sortie passe au niveau haut pour une durée décidée d’avance, puis retombe. C’est le montage de la minuterie : allumer une lampe pendant trente secondes, ouvrir un relais après cinq minutes, laisser passer un signal pendant deux secondes.

Astable : un oscillateur qui ne s’arrête pas

Les broches 2 et 6 sont réunies, un condensateur se charge et se vide sans fin, et la sortie bat toute seule. C’est le montage du voyant clignotant, du générateur d’impulsions et de l’horloge d’un compteur.

Bistable : une bascule marche / arrêt

Aucun condensateur de minuterie, aucune durée : la sortie reste dans l’état où le dernier appui l’a mise, et elle s’y maintient même après la mise hors tension des boutons — pas après une coupure d’alimentation, la mémoire du circuit n’est pas permanente. C’est un interrupteur électronique à deux boutons, et c’est le montage du mini-projet ci-dessous.

Applications courantes

• Minuterie de relais — retarder la mise en route d’un appareil, ou couper une alimentation après un délai.
• Voyant clignotant — une LED qui bat à la cadence choisie, sans une ligne de programme.
• Interrupteur à deux boutons — un appui pour allumer, un appui pour éteindre, sans contact mécanique qui reste en position.
• Générateur d’impulsions — l’horloge d’un compteur, d’un registre à décalage ou d’un diviseur.
• Signal sonore — une note produite par un buzzer passif, à une fréquence fixée par R et C.
• Anti-rebond — un signal propre à partir d’un contact mécanique qui tremble.
• Commande tout ou rien — la sortie attaque directement un module relais 5 V.
• Seuil de luminosité — une photorésistance LDR dans le réseau de minuterie transforme la lumière reçue en durée.

Mini-projet : une bascule bistable, dont l’Arduino compte les appuis

Nous allons monter le NE555 en mode bistable sur la plaque d’essai : deux boutons, deux résistances, et la sortie garde son état jusqu’au prochain appui. Le NE555 tient la mémoire de l’état, l’Arduino ne fait que l’observer — il lit la sortie sur une broche numérique, chronomètre chaque intervalle et affiche combien de temps la lampe est restée allumée. Comptez vingt minutes.

Prenez la version DIP-8 pour ce montage : c’est la seule des deux qui se plante dans une plaque d’essai. La version SOIC-8 se soude, elle ne se pique pas, et ce projet n’utilise aucune soudure.

Ce qu’il faut

Le câblage

Le NE555 est enfoncé à cheval sur la rainure centrale de la plaque, repère d’orientation vers la gauche. Comptez neuf fils, plus les deux résistances et la résistance de la LED.

Le contrôle à faire avant de brancher d’autres fils : alimentez et appuyez sur le bouton de marche. Si la LED s’allume et reste allumée après avoir relâché, alors qu’un appui sur l’autre bouton l’éteint définitivement, le montage est bon. Si la LED ne s’allume jamais, la broche 4 est en l’air ou le bouton de marche est mal placé. Si elle s’allume pendant l’appui et s’éteint au relâchement, la broche 6 n’est pas reliée à une résistance vers la masse : le circuit retombe alors en mode monostable, et c’est exactement ce qui se passe quand la résistance de 10 kΩ manque.

Le programme

À téléverser sur l’Arduino, puis à observer dans le moniteur série réglé à 9 600 bauds. Aucune bibliothèque n’est nécessaire : le programme compare la broche D2 à sa valeur précédente et chronomètre la durée de chaque état.

/*
 * NE555 en mode bistable : un appui allume, un autre eteint
 * La broche 3 (OUT) du NE555 entre sur D2, la LED est pilotee par le NE555
 * Carte : Arduino Uno
 *
 * Composants, brochage et fiche complete : www.marocproduits.com
 */
const byte PIN_ETAT = 2;        // broche 3 (OUT) du NE555
const unsigned long ANTI_REBOND = 20;   // 20 ms entre deux lectures
int etatPrecedent = LOW;        // dernier niveau lu sur la sortie
unsigned long debut = 0;        // instant du dernier basculement
unsigned int basculements = 0;  // nombre d appuis comptes
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(PIN_ETAT, INPUT);
  etatPrecedent = digitalRead(PIN_ETAT);
  debut = millis();             // reference de depart, quel que soit l etat
  Serial.println("Bascule bistable du NE555 : appuyez sur les deux boutons");
}
void loop() {
  int etatCourant = digitalRead(PIN_ETAT);
  if (etatCourant != etatPrecedent) {
    basculements = basculements + 1;
    unsigned long duree = millis() - debut;
    Serial.print("Basculement ");
    Serial.print(basculements);
    Serial.print(" : la sortie est restee ");
    if (etatPrecedent == HIGH) {
      Serial.print("allumee ");
    } else {
      Serial.print("eteinte ");
    }
    Serial.print(duree / 1000.0);
    Serial.println(" s");
    debut = millis();           // la mesure suivante repart d ici
    etatPrecedent = etatCourant;
  }
  delay(ANTI_REBOND);
}

Comment ça marche

• La sortie du NE555 change d’état à l’instant où un bouton est enfoncé, et ne bouge plus ensuite : le programme n’a donc rien à filtrer par un calcul, il compare simplement la lecture du moment à la précédente.
• La durée affichée est celle de l’état quitté, pas du nouvel état : c’est ce qui permet de lire « la sortie est restée allumée 12,4 s » juste après l’appui d’arrêt.
• millis() rend un temps en millisecondes depuis le démarrage de la carte ; en soustrayant l’instant du basculement précédent, on obtient l’intervalle, en toute sécurité même au-delà de la limite de la variable.
• La division par 1 000 avec l’unité décimale oblige le compilateur à travailler en nombres à virgule : sans elle, le résultat serait tronqué à l’entier et un intervalle de 12,4 s s’afficherait 12.
• Le délai de 20 ms n’est pas là pour le confort de lecture : loop() tourne des milliers de fois par seconde, et deux lectures successives d’un même appui suffiraient à faire croire à deux basculements si l’on ne prenait pas de recul. Le NE555, lui, ne tremble pas : sa bascule est franche.
• La masse de la plaque d’essai et celle de l’Arduino doivent être reliées par un fil. Sans lui, l’Arduino ne lit qu’une tension flottante et les basculements s’affichent au hasard.
• Coupez l’alimentation : la sortie du NE555 revient à l’arrêt au redémarrage, et le compteur de l’Arduino repart de zéro. Ce montage garde l’état tant qu’il est alimenté, pas au-delà.

Questions fréquentes

Que veulent dire les lettres qui suivent la référence NE555 ?

Elles désignent le boîtier et la plage de température. Le P correspond au boîtier plastique traversant, le D au SOIC de montage en surface, et les préfixes de la famille indiquent la plage de service : 0 à +70 °C pour le NE555, -40 à +85 °C pour le SA555, -55 à +125 °C pour le SE555. Le circuit et les formules restent les mêmes ; un montage d’atelier n’a aucune raison de payer une version étendue.

Le NE555 chauffe-t-il pendant qu’il travaille ?

Le circuit lui-même consomme peu — environ 3 mA à vide sous 5 V — et reste froid en usage normal. La chaleur vient de la sortie : elle peut débiter 200 mA, et cette énergie se dissipe dans le boîtier. Une LED ou une entrée logique ne le font pas chauffer. Pour une charge qui tire vraiment — bobine de relais, moteur, bandeau de LED — la sortie commande un transistor ou un module relais 5 V, et le NE555 reste à température ambiante.

Faut-il un microcontrôleur pour utiliser un NE555 ?

Non, et c’est même l’intérêt de ce composant : un NE555 monté en astable clignote tout seul dès la mise sous tension, sans carte, sans programme et sans compilateur. La carte Arduino n’apporte quelque chose que lorsqu’il faut mesurer, afficher ou décider — comme dans le mini-projet de cette page, où elle ne fait qu’observer la bascule.

Peut-on se passer des deux résistances de 10 kΩ en mode bistable ?

Non. Sans elles, les broches 2 et 6 restent en l’air entre deux appuis, et leur tension flotte au gré des perturbations : la sortie change d’état toute seule, un peu comme si quelqu’un appuyait sur les boutons au hasard. Les deux résistances fixent un niveau de repos connu — alimentation sur la broche 2, masse sur la broche 6 — et c’est ce repos qui rend la mémoire de la bascule fiable.

Peut-on souder directement un SOIC-8 sur une plaque d’essai ?

Non : le pas de ses pattes, 1,27 mm, moitié de celui des trous d’une plaque d’essai, ne s’y adapte pas, et ses pattes sont trop courtes pour traverser. Il existe de petites cartes supports qui reportent un SOIC-8 sur deux rangées au pas de 2,54 mm ; pour un simple montage d’essai, la version traversante reste plus directe et ne coûte pas plus cher.

À combiner avec

Pour le mini-projet de cette page, il vous faut deux résistances de 10 kΩ, une résistance de 330 Ω en série avec la LED 5 mm rouge, deux mini boutons poussoir, un condensateur de 10 nF, une plaque d’essai 830 points avec ses fils mâle-mâle, et une carte Uno R3 pour mesurer les intervalles. Le Kit Arduino Uno maroc réunit déjà la carte, les fils et les résistances.

Si le montage doit finir soudé sur une carte imprimée, prenez plutôt la version SOIC-8 : même circuit, mêmes formules, quelques millimètres au lieu d’un centimètre. Et pour la durée d’une impulsion plutôt que pour une bascule, la version DIP-8 avec un condensateur de 100 µF donne onze secondes de temporisation, mesurables avec le multimètre DT-9205.