Rapport d expérience d électronumérique n 23 le 02 novembre Monostables

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Louis Bernard
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1 Monostables I- BUT : Montrer le fonctionnement de monostables réalisés autour de circuits intégrés CMOS (4047) ou TTL (74121). II- MATERIELS : Composants : Matériels : - 2 LEDs - 1 générateur de fonctions carrées - 1 CI générateur TTL - 1 CI alimentation continue régulée 5V - 2 résistances 220 Ω - 1 alimentation continue régulée 9V - 1 résistance 1 KΩ - 1 oscilloscope - 1 résistance 10 KΩ - 1 résistance 100 KΩ - 1 résistance 220 KΩ - 1 résistance 330 KΩ - 1 capacité 1 µf - 1 capacité 10 µf - 1 capacité 100 µf

III- MONTAGES : +9V 1 0 G1 /Q Q 4047 220K! 10µF + 220! D1 220!

2 III- MONTAGES : +9V 1 0 G1 /Q Q K! 10µF + 220! D1 220! D2 Fig.51 +5V R1 R2 1K! C B A S Q /Q Fig.52

3 +5V R1 100K! C 100µF A R2 1K! S Q /Q B Fig.53 +5V R1 10K! C 0.01µF Q /Q G 33 khz 5 Vpp Fig.54

4 IV- ETAPES : ATTENTION : Les étapes 1à 8 ne sont pas complètes car il y avait un problème avec le composant Circuit de la figure 51 réalisé. 2- A l aide d un chronomètre, je mesure pendant combien de temps la LED D1 reste allumée lorsque le générateur G1 est appuyé et relâché rapidement. t(220kω) = 3- L entrée de déclenchement est reliée à la broche 8 car ce montage à besoin d une impulsion d entrée pour pouvoir fonctionner, contrairement au principe de fonctionnement des monostables. 4- Après avoir débranché l alimentation continue de 9 V, j ai remplacé la résistance de 220 KΩ par une autre de 390 KΩ. Après avoir rebranché l alimentation, j ai répété l étape 2. t(390kω) = En comparant cette valeur à celle théorique déterminée avec la relation : t(calcul) =2.48 RC avec 220 KΩ t(calcul) =2.48 *220000*10-5 = secondes avec 390 KΩ t(calcul) =2.48 *390000*10-5 = secondes Je constate que leurs valeurs respectives sont très proches. 5- Ne pas faire. 6- Après avoir débranché l alimentation continue de 9V, j ai modifié le circuit en connectant la broche 8 du 4047 au circuit d alimentation 9V et sa broche 6 (entrée -Tr) à la sortie du générateur G1(état logique haut). Le mode de déclenchement du circuit est alors : 7- Après avoir branché l alimentation, j ai appuyé légèrement puis relâché le générateur G1 et déterminé pendant combien de temps la LED D1 est restée allumée. t(390kω) =

En comparant cette valeur à celle de l étape 4, je constate que 8- Ne pas faire. 9- Circuit de la figure 52 réalisé avec une valeur de C1 et de R1 respectivement de 100 µf et de 100 KΩ.

5 En comparant cette valeur à celle de l étape 4, je constate que 8- Ne pas faire. 9- Circuit de la figure 52 réalisé avec une valeur de C1 et de R1 respectivement de 100 µf et de 100 KΩ. 10- Branchement des canaux 1 et 2 de l oscilloscope respectivement aux bornes de sorties Q et/q. 11- Calcul de la durée de temporisation du circuit et notation de sa valeur dans le tableau 27. t(calcul) = R1C1 t(calcul) = *100000*10-4 = 6.93 secondes 12- J ai placé momentanément l interrupteur S sur la position B puis suis revenu sur la position A. En analysant les courbes à l oscilloscope, je constate que Q(trace du haut sur les photos) passe au niveau logique 1 et que /Q (trace du bas) passe au niveau logique 0 pendant le temps calculé et les deux sorties reviennent à leur état initial après le temps écoulé. 2V/DIV et 0.2ms/DIV état initial Q = 0 (en haut) et /Q= 1 (en bas)

2V/DIV et 0.2ms/DIV état après avoir mis S sur B. Q = 1 (en haut) et /Q= 0 (en bas) 13- A l aide d un chronomètre, j ai calculé la durée des changements observés sur les sorties Q et /Q.

6 2V/DIV et 0.2ms/DIV état après avoir mis S sur B. Q = 1 (en haut) et /Q= 0 (en bas) 13- A l aide d un chronomètre, j ai calculé la durée des changements observés sur les sorties Q et /Q. t(q) = 7 sec t(/q) = 7 sec 14- Répétition des étapes 12 et 13 avec des valeurs tel qu indiquées dans le tableau 27 ci-après. Pour l étape 12, les courbes sont les mêmes, seule la durée des changement va varier. R1(KΩ) C1(µF) t(mesure)(s) t(calcul) (s) *100000*10-4 = 6.93 secondes *100000*10-5 = secondes pas mesurable *100000*10-6 = secondes *10000*10-4 = secondes pas mesurable *10000*10-5 = secondes tableau 27

En analysant les résultats obtenus, je constate que plus l on diminue la capacité, plus le temps d allumage de Q est court et que si l on diminue la résistance mais que l on augmente la capacité, ce

7 En analysant les résultats obtenus, je constate que plus l on diminue la capacité, plus le temps d allumage de Q est court et que si l on diminue la résistance mais que l on augmente la capacité, ce temps varie dans un rapport direct. 15- Circuit de la figure 53 réalisé. 16- Activation de l interrupteur S pour observer comment un déclenchement négatif peut être réalisé avec le circuit intégré Dans ce cas, c est un niveau logique bas qui active la sortie Q et non un niveau logique haut. 17- Circuit de la figure 54 réalisé. 18- Après avoir réglé le signal carré fourni par le générateur G à une amplitude de 5Vpp et une fréquence de 33 KHz, j ai branché respectivement le canal 1 et le canal 2 de l oscilloscope aux bornes des sorties Q et /Q. 19- En observant les ondes de sorties, je constate que l on se retrouve avec 2 signaux carrés, inversés. Les ondes de sorties sont visibles sur la photo ci-dessous, avec Q en haut et /Q en bas. 1V/DIV et 50µs/DIV La période du signal mesurée est 80 µs

le signal de sortie Q, en bas sur la photo suivante: 1V/DIV

8 Rapport d expérience d électronumérique n 23 le 02 novembre 2007 On peut observer aussi le signal d entrée, en haut, et le signal de sortie Q, en bas sur la photo suivante: 1V/DIV et 50µs/DIV J ai rempli ensuite le chronogramme de la figure 55.

9 20- Déduction de la durée de la période d une impulsion d entrée avec la relation: t =1/ƒ =1/33000 = 30 µs 21- Calcul de la durée de temporisation avec la relation: T = RC = 0.693*10000*10-8 = 69.3 µs Questions 1- Le principe de fonctionnement des monostables est de fournir en sortie un signal d une durée de temporisation déterminée par la valeur de la résistance et du condensateur raccordés au circuit intégré. 2- La différence principale entre les deux types de monostables et que le premier, dit non-redéclenchable, attend que l impulsion de sortie soit finie avant d accepter une nouvelle impulsion en entrée. Le deuxième, dit redéclenchable, accepte une impulsion d entrée à tout moment et prolonge d autant l impulsion de sortie. 3- Les monostables sont utilisés pour créer des oscillations, alarme de voiture, ``chenillard'' 12 voies programmables, convertisseur fréquence-tension DC. Conclusions : Les monostables permettent de créer des impulsions de largeurs prédéterminées et sont beaucoup utilisés dans l industrie, car ils permettent de réaliser différents circuits tel que cité à la question 3.

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