Circuit NE555 Temporisateur

Le NE555 est le temporisateur le plus célèbre de l’électronique : huit broches, aucun programme, et pourtant tout ce qu’il faut pour compter le temps. Deux résistances et un condensateur suffisent à décider combien de secondes il attend, ou à quelle cadence il clignote, et il le fera sans interruption tant qu’il est alimenté. Vingt-trois transistors, deux diodes et seize résistances tiennent dans ce petit boîtier noir, et ce montage interne n’a pas changé depuis 1972.

Celui-ci est la version boîtier traversant DIP-8, le format d’origine : huit broches droites au pas de 2,54 mm, qui se plantent directement dans une plaque d’essai ou dans un support soudé. C’est la version à prendre quand le montage doit être essayé, corrigé, remonté dix fois — on pique le circuit dans la plaque, on change les composants autour, on recommence. La sérigraphie du boîtier porte le marquage NE555P, la désignation du boîtier plastique traversant.

Caractéristiques techniques

Brochage du boîtier DIP-8

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.

Ce que le boîtier traversant change en pratique

Il se plante dans la plaque d’essai

Les huit broches sont espacées de 2,54 mm, exactement le pas des trous d’une plaque d’essai 830 points : le circuit s’y enfonce des deux côtés de la rainure centrale, sans support ni soudure. C’est tout l’intérêt de cette version — un montage complet se monte et se démonte en cinq minutes, et les valeurs de R et C s’essaient l’une après l’autre sans toucher au fer.

Il accepte un support

Sur une carte définitive, on soude d’abord un support à huit broches, puis on y enfonce le NE555. Le circuit ne chauffe pas pendant la soudure, et s’il rend l’âme un jour — une sortie en court-circuit, une alimentation inversée — il se remplace sans dessouder quoi que ce soit.

Il dissipe sa chaleur

Un boîtier traversant a une surface plus large qu’un boîtier de montage en surface et évacue mieux la chaleur. Les 200 mA de la sortie restent à surveiller, mais on peut les tirer plus longtemps sans voir le boîtier chauffer. Pour une charge qui consomme vraiment, un transistor ou un relais reste la bonne réponse dans les deux cas.

Écrire le temps : deux montages, deux formules

Tout ce que fait un NE555 tient dans deux branchements. Le reste — durée, fréquence, rapport cyclique — se règle uniquement par les valeurs de R1, R2 et C.

Montage monostable : une impulsion de durée choisie

Une pression 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.

Montage 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 clignote toute seule. C’est le montage du voyant qui bat, du générateur d’impulsions et de l’horloge d’un compteur.

Applications

• Minuterie d’éclairage — un appui, la lumière reste allumée quelques minutes, puis s’éteint seule.
• Voyant clignotant — une LED qui bat à la cadence choisie, sans une ligne de programme.
• Générateur d’impulsions — l’horloge d’un compteur, d’un registre à décalage ou d’un diviseur.
• Temporisation de relais — retarder la mise en route d’un appareil, ou couper une alimentation après un délai.
• 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, sans microcontrôleur.
• Seuil de luminosité — une photorésistance LDR dans le réseau de minuterie transforme la lumière reçue en durée.

Mini-projet : une minuterie de 11 secondes, dont l’Arduino mesure la durée

Nous allons monter le NE555 en monostable sur la plaque d’essai : un appui sur un bouton allume une LED pendant onze secondes, puis elle s’éteint. L’Arduino ne déclenche rien, il observe — il chronomètre l’impulsion que le NE555 produit et l’affiche en millisecondes. C’est exactement le rôle que ce composant joue dans un montage plus grand : il tient le temps pendant que le microcontrôleur s’occupe du reste. Comptez trente minutes, plaque d’essai comprise.

Ce qu’il faut

Le câblage

Le NE555 est enfoncé à cheval sur la rainure centrale, repère d’orientation vers la gauche. Comptez dix fils, plus les deux résistances et les deux condensateurs.

Avec 100 kΩ et 100 µF, la formule donne T = 1,1 × 100 000 × 0,0001, soit 11 secondes. Appuyez sur le bouton : la LED s’allume aussitôt et s’éteint après ces onze secondes, quelle que soit la durée de l’appui.

Le contrôle à faire avant de brancher d’autres fils : alimentez et appuyez. Si la LED s’allume franchement et s’éteint au bout d’une dizaine de secondes, le montage est bon. Si elle reste allumée en permanence, la broche 4 est en l’air ou la masse n’est pas commune avec l’Arduino. Si elle ne s’allume jamais, la broche 2 est restée tirée au +5 V sans bouton, ou le condensateur de 100 µF est à l’envers.

Le programme

À téléverser sur l’Arduino, puis à observer dans le moniteur série réglé à 9 600 bauds. Aucune bibliothèque n’est nécessaire : pulseIn() chronomètre à lui seul l’impulsion du NE555.

/*
 * Minuterie NE555 en boitier DIP-8 : mesure de l impulsion monostable
 * Le NE555 est monte sur une plaque d essai, la sortie 3 entre sur D2
 * Carte : Arduino Uno
 *
 * Composants, brochage et fiche complete : www.marocproduits.com
 */

const byte PIN_MESURE = 2;      // broche 3 (OUT) du NE555
const unsigned long GARDE = 15000000UL;  // 15 s en microsecondes

unsigned long duree = 0;        // duree de la derniere impulsion

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(PIN_MESURE, INPUT);
  Serial.println("Appuyez sur le bouton de la minuterie");
}

void loop() {
  // Attente d une impulsion haute. Le troisieme argument est le delai
  // de garde : la fonction rend 0 si aucun front n arrive avant.
  unsigned long mesure = pulseIn(PIN_MESURE, HIGH, GARDE);

  if (mesure != 0) {
    duree = mesure;
    Serial.print("Impulsion : ");
    Serial.print(duree / 1000.0);
    Serial.print(" ms, soit ");
    Serial.print(duree / 1000000.0);
    Serial.println(" s");
  } else {
    if (duree != 0) {
      Serial.println("Aucune impulsion : verifier la broche 4 et la masse commune");
    }
  }

  delay(200);
}

Comment ça marche

• pulseIn() attend un front montant, chronomètre le niveau haut et rend son résultat en microsecondes. Ici une seule mesure suffit : une impulsion monostable a une durée, pas une période.
• Le troisième argument est un délai de garde. Sans lui, un montage muet ferait attendre la fonction une seconde entière ; à 15 secondes, elle couvre largement l’impulsion de 11 secondes et rend la main si rien ne se passe.
• Un résultat à zéro signale qu’aucun front n’a été vu. Le programme ne l’annonce qu’après une première mesure réussie, pour ne pas crier au loup avant le premier appui.
• La division par 1 000 transforme les microsecondes en millisecondes, et l’unité décimale oblige le compilateur à travailler en nombres à virgule : sans elle, le résultat serait tronqué à l’entier.
• Le résultat tourne autour de 11 000 ms. L’écart avec la théorie vient de la tolérance du condensateur électrolytique, souvent de 10 à 20 % — c’est la première leçon à retenir de cette mesure.
• La masse de la plaque d’essai et celle de l’Arduino doivent être reliées. Sans ce fil, l’Arduino ne voit qu’une tension flottante et les mesures partent dans tous les sens.

Pour aller plus loin

• Changer la durée au tournevis — remplacez la résistance de 100 kΩ par un potentiomètre de 10 kΩ en série avec une résistance fixe, et l’Arduino affiche la nouvelle durée après chaque appui.
• Vérifier la formule par la mesure — doublez le condensateur, la durée mesurée doit doubler. C’est la meilleure façon de comprendre ce que fait réellement chaque composant.
• Passer à l’oscillateur — reliez les broches 2 et 6 par un fil, ajoutez une seconde résistance de 10 kΩ entre la broche 7 et le nœud, et le montage clignote tout seul. Le programme, lui, doit alors mesurer une période complète : deux appels à pulseIn(), un pour le niveau haut, un pour le niveau bas.
• Faire entendre le signal — en descendant le condensateur à 100 nF, la fréquence passe dans l’audible : un buzzer passif branché sur la sortie émet une note tenue, sans une ligne de programme supplémentaire.
• Commander une charge plus forte — la sortie attaque directement un module relais 5 V, mais pour une charge continue qui tire beaucoup, passez plutôt par un transistor 2N2222 ou un BC548B, et laissez le NE555 ne piloter que la base.

Variante : le même circuit en boîtier de montage en surface

Le NE555 existe aussi en SOIC-8, avec ses pattes fines repliées au pas de 1,27 mm, prévu pour être soudé à plat sur une carte imprimée. Le circuit est identique — mêmes formules, mêmes broches, même comportement — et il ne prend que quelques millimètres de large. Il ne rentre en revanche pas dans une plaque d’essai, et chauffe davantage à courant élevé. Le NE555 en boîtier SOIC-8 est proposé dans ce catalogue pour les montages définitifs et les réparations de cartes existantes.

Questions fréquentes

Comment savoir dans quel sens l’enfoncer ?

L’encoche en demi-cercle marque le haut du boîtier et le point en creux, dans le coin, désigne la broche 1. Vu de dessus, cette broche 1 est toujours en haut à gauche, et la numérotation descend d’un côté puis remonte de l’autre. Un repère visible sur la sérigraphie du boîtier suffit ; si vous hésitez, un multimètre en position diode entre la broche 8 et la broche 1 tranche immédiatement — mais jamais après avoir mis le montage sous tension.

Puis-je le souder directement sur une carte à trous ?

Oui, c’est même la façon la plus courte d’obtenir un montage définitif avec ce boîtier : posez le circuit, rabattez légèrement une ou deux broches pour le tenir, puis soudez-les une à une avec un fer à souder 40 W, du fil à souder fin et une pince coupante pour les excédents. Un PCB double face perforé convient très bien. Si le montage doit encore évoluer, préférez un support soudé sur la carte et enfoncez le circuit dedans.

La LED reste éteinte en permanence

Trois causes, dans l’ordre de fréquence. La broche 4 laissée en l’air : le NE555 la lit comme une demande d’arrêt et la sortie reste bloquée. Une masse absente entre la plaque et l’Arduino. Ou le condensateur de 100 µF placé à l’envers, s’il est électrolytique : il ne se charge plus, la broche 6 ne monte jamais et le cycle ne se termine pas. Une broche mal enfoncée dans la plaque donne exactement le même symptôme, et c’est la première chose à regarder : les plaques d’essai ont des contacts qui s’écartent à force d’y planter des pattes trop larges.

Puis-je l’alimenter en 3,3 V ?

Non pour cette version : le NE555 bipolaire demande au minimum 4,5 V pour fonctionner de façon fiable. Si votre montage est en 3,3 V, il existe des temporisateurs de la même famille en technologie CMOS — TLC555, ICM7555 — qui descendent sous 2 V et se comportent de la même manière, avec un brochage identique. Ce sont eux qu’il faut chercher, pas le NE555.

Est-ce le même circuit que le NE555 en boîtier de montage en surface ?

Oui, la puce est identique : mêmes formules, mêmes broches, même comportement. La différence tient au boîtier, donc à trois choses pratiques : celui-ci se plante dans une plaque d’essai au lieu de se souder, il tient mieux la chaleur, et il occupe beaucoup plus de place sur une carte. Sur un montage d’essai, le DIP-8 sera toujours plus agréable ; sur une carte définitive et serrée, le SOIC-8 est le bon choix.

Faut-il un condensateur sur la broche 5 ?

Rien ne s’y oppose et tout le conseille. La broche 5 fixe les seuils internes du circuit ; laissée en l’air, elle capte le bruit ambiant et la durée peut varier légèrement. Un condensateur de 10 nF entre cette broche et la masse ne coûte rien et stabilise le montage. Sur une plaque d’essai, c’est une seconde à ajouter.

À combiner avec

Pour le montage de cette page, il vous faut deux résistances de 10 kΩ, une résistance de 100 kΩ, une résistance de 330 Ω en série avec la LED 5 mm rouge, un mini bouton poussoir, une plaque d’essai 830 points avec ses fils mâle-mâle, et une carte Uno R3 pour mesurer la durée. Le Kit Arduino Uno maroc réunit déjà la carte, les fils et les résistances.

Si votre montage doit finir soudé sur une carte serrée, prenez plutôt le NE555 en boîtier SOIC-8 : même circuit, même programme, quelques millimètres au lieu d’un centimètre.