PROJET D ELECTRONIQUE N 1

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1 PROJET D ELECTRONIQUE N 1 Montage d un multivibrateur astable utilisant un circuit intégré NE55 et permettant de générer un signal carré d amplitude cinq volts et de fréquence un kilohertz. LEBOEUF Vincent THOMAS Samuel DELION Mathieu

2 SOMMAIRE : 1) Définition -Le multivibrateur astable -le multivibrateur monostable -l onde carrée -le NE555 2) Montage et simulation 2.1 Simulation sur ISIS 2.2 Réalisation du montage 3) Conclusion 4) Sources

3 1. Définitions : Un multivibrateur est un oscillateur électronique dont un seul élément stocke les charges qui circulent dans le circuit. Un oscillateur électronique est un montage, dont la fonction est de produire un signal périodique (sinusoïde, carré,..) Le multivibrateur astable : Il permet de délivrer un signal carré de période et de rapport cyclique déterminés par un montage comprenant deux résistances (R1, R2) et un condensateur (C1). Il n a pas d état stable et bascule d un état à l autre au rythme du temps dès le moment où il est alimenté. Le signal carré est délivré en continu sans aucun signal de commande. Dans un premier temps le condensateur C1 est déchargé. Quant on applique un signal, le condensateur commence à se charger au travers de R1 et R2, pendant une durée t1, durant lequel la sortie est en état haut, jusqu' à ce que la tension en C1 atteigne les 2/3 de l alimentation. Puis C1 commence à se décharger via R2 durant un intervalle t2 jusqu' à ce que la tension de C1 atteigne 1/3 de l alimentation. Pendant cette durée, la sortie sera en état bas, c'est alors que le cycle recommence.

4 La valeur des intervalles t1 et t2 est : t1 = 0,693 x (R1 + R2) x C1 t2 = 0,693 x R2 x C1 La période totale du cycle sera donc : T = t1 + t2 = 0,693 x (R1 + 2 x R2) x C1 La fréquence d'oscillation est l'inverse de la période : F = 1/T = 1,44 / (R1 + 2 x R2) x C1 Le multivibrateur monostable : Il possède un état stable et un état instable. Une courte impulsion de déclenchement (négative) fait basculer le montage à l'état instable, qui va revenir à l état stable après une période de temps déterminée par le temps de charge du condensateur. Il reste ensuite a cet état jusqu au prochain déclenchement du montage. L onde carrée : C est un signal périodique caractérisé par: -son facteur de forme, s appliquant aux signaux possédant une forte dissymétrie. Sur la figure ci-dessous le facteur de forme est égal à t1/t2 -son rapport cyclique qui est obtenu en disant le temps de travail par la période. Sur la figure ci-dessous, il est égal à t1/t -son amplitude.

5 Le NE 555 : Le NE 555 est un circuit intégré utilisé pour la temporisation ou en mode multivibrateur. Il est présenté en boitier DIL à 8 broches. Ce circuit possède une grande stabilité permettant d obtenir des impulsions de durée précises et des signaux rectangulaires. Les différents composants du NE 555 sont : - 2 comparateurs - 3 résistances configurées en diviseur de tension. Les deux tensions respectivement de 1/3 et 2/3 de Vcc servent de référence aux comparateurs - Une bascule SET-RESET contrôlée par les comparateurs - Un inverseur - Un transistor pour décharger le condensateur de temporisation Les différentes sorties du NE 555 sont : 1 GND : Masse 2 TRIG : Gâchette, amorce la temporisation 3 OUT : Signal de sortie 4 RESET : Remise à zéro, interruption de la temporisation 5 CONT : Accès à la référence interne (2/3 de Vcc) 6 THRES : Signal la fin de la temporisation lorsque la tension dépasse 2/3 de Vcc 7 DISCH : Borne servant à décharger le condensateur de temporisation 8 VCC : Tension d alimentation, généralement entre 5 et 15 V

6 2. Montage et simulation : 2.1 Simulation sur Isis : Visualisation des traces des voies A, B et C sur l oscilloscope : Nous nous sommes tout d abord familiarisés avec les options, utilisations du logiciel Isis. Puis avons réglé le générateur et l oscilloscope afin d afficher clairement les traces des voies A, B et C.

7 Mesure de l amplitude et de la fréquence de la voie A : A l aide des pointeurs de l oscilloscope, on mesure les valeurs de l amplitude et de la période. L amplitude est de 5V La période vaut 1.68ms La fréquence est égale à : 1/période D où f=1/t=595hz

8 Réglage du générateur pour obtenir les mêmes signaux sur les voies A et D : Suite aux réglages nous obtenons le graphique ci-dessus. D après la lecture de l impression écran et les pointeurs que nous avons placés, la période est la même entre la voie D et la voie A, donc leur fréquence est elle aussi identique. Pour les amplitudes, nous avons aussi réglé le générateur pour qu elles soient égales, mais par souci d échelle : le rendu de l oscilloscope n était pas présentable, écart trop important entre les crêtes des voies A et D. C est la raison pour laquelle les amplitudes sont différentes sur le schéma présenté ci-dessus.

9 2.2 Réalisation du montage Pour effectuer notre montage électronique nous avons recherché les principales informations dont nous avions besoin dans les datasheets des différents composants (NE555, HEF4013B, ). Nous avons pu alors effectuer un plan de câblage grâce aux informations collectées avant de réaliser notre montage. Nous avons procédé ensuite en plusieurs étapes : - 1) Montage électronique composé : du NE555, auquel on a fait correspondre chacune des branches aux différents éléments du circuit, d un seul condensateur (10nF), et des deux résistances (22 et 51 ohms), branchés selon les modèles présentés dans les datasheets : Ce montage nous a permis d obtenir sur l oscilloscope le signal suivant : Ce signal est bien carré mais ne possède pas un rapport cyclique de 50%

10 -2) Montage précédent mais auquel on a ajouté deux condensateurs dont un branché en série avec le premier et l autre en dérivation avec les deux autres, pour essayer d obtenir un signal de rapport cyclique égal à 50% comme nous avons pu le lire dans la datasheet. Mais nous obtenons le même signal que précédemment. -3)- montage précédent en rajoutant le composant électronique (HEF4013B), qui nous permettra de diviser la fréquence par 2 puis par 4. Après avoir inclus ce composant au montage, nous avons tout d abord relié la 1 ère partie du composant (1 ère bascule) au circuit intégré NE555, pour diviser la fréquence par 2. Grâce aux schémas de sa datasheet, ci-dessous :

11 Ce montage nous a permis d obtenir sur l oscilloscope le signal suivant : Pour ensuite diviser la fréquence par quatre, nous avons intégrer la deuxième bascule (en plus de la première) du HEF4013B. Nous permettant d acquérir la capture d oscilloscope ci-dessous :

12 3. Conclusion : Ce projet nous a permis d acquérir de nouvelles connaissances en électronique. Nous avons pu découvrir de nouveaux composants électroniques ainsi que leurs différentes fonctionnalités. Mais nous a permis aussi d avoir un aperçu d une partie du programme que l on aura à étudier ultérieurement. A travers nos recherches nous avons appris à sélectionner les différentes sources d information et à en retirer l essentiel. Il a fallu synthétiser les informations collectées et construire un rapport structuré. Notre étude nous donc permis d améliorer notre façon de s informer. Nous avons du nous adapter face à un sujet quasiment inconnu en structurant notre équipe et en élaborant un plan d organisation afin de mener à bien notre projet. Notre travail s est tout d abord constitué de recherches individuelles sur les termes du sujet, puis nous avons effectué une mise en commun des résultats de nos recherches. Par la suite la totalité de notre travail a été effectué collectivement, ce qui nous appris à travailler au sein d une équipe. Nous avons parallèlement réalisé une première simulation afin de nous familiarisés avec le logiciel et le sujet ainsi qu un plan de câblage. Une seconde simulation a suivi afin d effectuer notre montage et d obtenir les captures d écran nécessaires à notre rapport.

13 4. Sources : FonctionAstable-Monostable.pdf