Calculateur de temporisateur 555 en mode astable

Q: Que représente la constante 0,693 dans les formules du temporisateur 555 ?

La constante 0,693 est le logarithme népérien de 2, ln 2 . Elle apparaît parce que le condensateur de temporisation se charge et se décharge de manière exponentielle entre tfrac13V_cc et tfrac23V_cc, et que le temps nécessaire à un circuit RC pour parcourir cette plage de tension est égal à ln 2 × RC , soit environ 0,693 fois la constante de temps. Ce temps ne dépend pas de la tension d’alimentation, ce qui explique pourquoi la temporisation du 555 varie très peu lorsque Vcc change.

Q: Pourquoi le rapport cyclique d’un circuit astable 555 standard ne peut-il pas descendre sous 50 % ?

Le condensateur se charge à travers R_1 et R_2, mais se décharge uniquement à travers R_2. Comme la résistance de charge est toujours supérieure à la résistance de décharge, la durée à l’état haut dépasse toujours la durée à l’état bas, ce qui maintient le rapport cyclique au-dessus de 50 %. Pour obtenir 50 % ou moins, ajoutez une diode en parallèle avec R_2 (cathode orientée vers le condensateur), afin que la charge passe principalement par R_1, ou utilisez un étage de sortie inverseur.

Q: Quelles valeurs de composants choisir pour un circuit astable 555 ?

Choisissez pour R_1 une valeur d’au moins 1 kΩ afin de ne pas surcharger le transistor de décharge interne. Avec un 555 bipolaire, restez sous environ 3,3 MΩ, car le condensateur a besoin d’un certain courant pour se charger de manière fiable. Utilisez un condensateur de temporisation d’environ 1 nF à 100 µF : avec une valeur plus faible, les capacités parasites deviennent importantes ; avec une valeur plus élevée, les courants de fuite sont trop importants. Choisissez d’abord le condensateur pour obtenir le bon ordre de grandeur de fréquence, puis affinez le réglage avec les résistances, idéalement en utilisant une résistance ajustable pour l’une d’elles.

Mis à jour : 03.10.2026

Calculez la fréquence, la période, la durée à l’état haut, la durée à l’état bas et le rapport cyclique d’un temporisateur 555 en mode astable. Saisissez les valeurs des résistances R1 et R2 et du condensateur pour obtenir des résultats instantanés.

Estimateur de fréquence et de rapport cyclique du temporisateur 555

Formules du temporisateur 555 en mode astable

Formule

\[ T_{high} = 0.693\,(R_1 + R_2)\,C \\ T_{low} = 0.693\,R_2\,C \\ T = T_{high} + T_{low} = 0.693\,(R_1 + 2R_2)\,C \\ f = \frac{1}{T} = \frac{1.44}{(R_1 + 2R_2)\,C} \\ \text{Rapport cyclique} = \frac{T_{high}}{T} \cdot 100 = \frac{R_1 + R_2}{R_1 + 2R_2} \cdot 100 \]

Avec :

\(T_{high}\) — durée pendant laquelle la sortie reste à l’état haut (s)
\(T_{low}\) — durée pendant laquelle la sortie reste à l’état bas (s)
\(T\) — période totale d’un cycle d’oscillation (s)
\(f\) — fréquence de sortie (Hz)
\(R_1\) — résistance entre Vcc et la broche de décharge (Ω)
\(R_2\) — résistance entre la broche de décharge et la broche de seuil (Ω)
\(C\) — condensateur de temporisation entre la broche de seuil et la masse (F)

Ces équations décrivent l’oscillation libre du temporisateur 555 en mode astable : le condensateur se charge à travers \(R_1\) et \(R_2\), puis se décharge uniquement à travers \(R_2\). Les deux demi-cycles ont donc des durées différentes.

Temporisateur 555 en mode astable – exemple de calcul

Exemple : un circuit astable à temporisateur 555 avec \(R_1 = 1000\ \Omega\), \(R_2 = 1000\ \Omega\) et \(C = 1\ \mu\text{F}\) (les valeurs par défaut du calculateur).

\[ T_{high} = 0.693 \cdot (1000 + 1000) \cdot 1 \times 10^{-6} = 0.001386\ \text{s} = 1.386\ \text{ms} \]

\[ T_{low} = 0.693 \cdot 1000 \cdot 1 \times 10^{-6} = 0.000693\ \text{s} = 0.693\ \text{ms} \]

\[ T = 1.386 + 0.693 = 2.079\ \text{ms} \]

\[ f = \frac{1}{0.002079} \approx 481.0\ \text{Hz} \]

\[ \text{Rapport cyclique} = \frac{1.386}{2.079} \cdot 100 = 66.67\% \]

Résultat : durée à l’état haut = 1,386 ms, durée à l’état bas = 0,693 ms, période totale = 2,079 ms, fréquence ≈ 481,0 Hz, rapport cyclique = 66,67 %.

Comment utiliser le calculateur

Saisissez la valeur de la résistance 1 (\(R_1\)) en ohms — il s’agit de la résistance reliée entre Vcc et la broche de décharge (broche 7).
Saisissez la valeur de la résistance 2 (\(R_2\)) en ohms — la résistance entre la broche de décharge et la broche de seuil (broches 6 et 2).
Saisissez la valeur du condensateur (\(C\)) en microfarads — le condensateur de temporisation relié entre la broche de seuil et la masse.
Consultez les résultats : durée à l’état haut, durée à l’état bas, période totale (toutes en ms), fréquence (en Hz) et rapport cyclique (en %).

Qu’est-ce qu’un temporisateur 555 en mode astable ?

Le circuit intégré temporisateur 555 est l’un des circuits intégrés les plus populaires jamais fabriqués. Son mode astable (à oscillation libre) explique sa présence dans d’innombrables oscillateurs, clignoteurs à LED, générateurs de sons et circuits d’horloge. Dans ce mode, le 555 n’a aucun état de sortie stable : il bascule continuellement de l’état haut à l’état bas, sans déclenchement externe, tant qu’il est alimenté.

L’oscillation repose sur un cycle répété de charge et de décharge du condensateur de temporisation. Le condensateur se charge à travers \(R_1\) et \(R_2\) en direction de Vcc, et la sortie est à l’état haut pendant que la tension monte de \(\tfrac{1}{3}V_{cc}\) à \(\tfrac{2}{3}V_{cc}\). Lorsqu’elle atteint \(\tfrac{2}{3}V_{cc}\), le transistor de décharge interne s’active et le condensateur se décharge uniquement à travers \(R_2\), tandis que la sortie reste à l’état bas. Quand la tension redescend à \(\tfrac{1}{3}V_{cc}\), le cycle recommence. Comme la décharge ne passe que par \(R_2\), alors que la charge passe par \(R_1 + R_2\), les durées à l’état haut et à l’état bas diffèrent — c’est précisément ce qu’exprime le rapport cyclique.

Le rapport cyclique est le pourcentage de la période totale pendant lequel la sortie est à l’état haut. Avec le circuit de base à deux résistances, il est toujours supérieur à 50 %, car le trajet de charge comprend toujours \(R_1\) en plus de \(R_2\). Si \(R_1 \gg R_2\), le rapport cyclique tend vers 100 % ; si \(R_1 \ll R_2\), il tend vers 50 %. Pour obtenir un rapport cyclique exactement égal à 50 % ou inférieur à 50 %, il faut modifier le circuit, par exemple en ajoutant une diode aux bornes de \(R_2\) (qui court-circuite \(R_2\) pendant la charge).

La fréquence de sortie dépend du produit de la résistance par la capacité : de nombreuses combinaisons de composants peuvent donc produire la même fréquence. En pratique, choisissez un condensateur dans une plage commode (environ 1 nF à 100 µF), puis ajustez les résistances pour atteindre la fréquence souhaitée, car leurs valeurs sont plus faciles à régler finement.

Hypothèses, limites et conseils pratiques

Les formules utilisent le facteur idéal \(0.693 = \ln 2\), qui suppose que la tension du condensateur oscille exactement entre \(\tfrac{1}{3}V_{cc}\) et \(\tfrac{2}{3}V_{cc}\). Les véritables circuits 555 présentent des tolérances : la fréquence mesurée peut donc s’écarter de quelques pour cent. Utilisez une résistance ajustable si vous avez besoin d’une temporisation précise.
\(R_1\) ne doit pas être trop faible (gardez une valeur supérieure à environ 1 kΩ), faute de quoi le transistor de décharge risque de laisser passer un courant excessif lorsqu’il s’active. Des valeurs allant de 1 kΩ à plusieurs MΩ sont courantes.
Le rapport cyclique de ce circuit standard ne peut pas descendre sous 50 %. Pour raccourcir la durée à l’état haut, ajoutez une diode en parallèle avec \(R_2\), afin que le condensateur se charge principalement à travers \(R_1\).
Le 555 bipolaire standard peut fournir et absorber environ 200 mA, ce qui suffit pour alimenter directement une LED. Les versions CMOS (TLC555, 7555) consomment moins d’énergie, mais leur courant de sortie est plus faible.
À des fréquences très élevées (au-delà de quelques centaines de kHz), les délais de propagation et les capacités parasites rendent les formules idéales de moins en moins précises. Pour les hautes fréquences, envisagez plutôt un circuit oscillateur dédié.
Si vous avez besoin d’une résistance totale différente pendant le prototypage, le calculateur de résistances en parallèle vous aide à combiner des valeurs standard ; et lors du câblage du circuit sur un circuit imprimé, le calculateur de section de fil vous aide à choisir une largeur de piste ou une section de fil adaptée au courant consommé.

Questions fréquentes

Comment calculer à la main la fréquence d’un temporisateur 555 ?

Multipliez la résistance effective totale par la capacité, puis divisez 1,44 par ce produit : \( f = \frac{1.44}{(R_1 + 2R_2)C} \). Par exemple, avec \(R_1 = 10\,\text{k}\Omega\), \(R_2 = 47\,\text{k}\Omega\) et \(C = 100\,\text{nF}\), le dénominateur vaut \((10{,}000 + 94{,}000) \times 0.0000001 = 0.0104\), donc \(f \approx 138.5\) Hz. Convertissez toujours la capacité en farads avant de multiplier, car les valeurs des fiches techniques sont généralement indiquées en µF ou en nF.

Que représente la constante 0,693 dans les formules du temporisateur 555 ?

La constante 0,693 est le logarithme népérien de 2, \( \ln 2 \). Elle apparaît parce que le condensateur de temporisation se charge et se décharge de manière exponentielle entre \(\tfrac{1}{3}V_{cc}\) et \(\tfrac{2}{3}V_{cc}\), et que le temps nécessaire à un circuit RC pour parcourir cette plage de tension est égal à \( \ln 2 \times RC \), soit environ 0,693 fois la constante de temps. Ce temps ne dépend pas de la tension d’alimentation, ce qui explique pourquoi la temporisation du 555 varie très peu lorsque Vcc change.

Pourquoi le rapport cyclique d’un circuit astable 555 standard ne peut-il pas descendre sous 50 % ?

Le condensateur se charge à travers \(R_1\) et \(R_2\), mais se décharge uniquement à travers \(R_2\). Comme la résistance de charge est toujours supérieure à la résistance de décharge, la durée à l’état haut dépasse toujours la durée à l’état bas, ce qui maintient le rapport cyclique au-dessus de 50 %. Pour obtenir 50 % ou moins, ajoutez une diode en parallèle avec \(R_2\) (cathode orientée vers le condensateur), afin que la charge passe principalement par \(R_1\), ou utilisez un étage de sortie inverseur.

Quelles valeurs de composants choisir pour un circuit astable 555 ?

Choisissez pour \(R_1\) une valeur d’au moins 1 kΩ afin de ne pas surcharger le transistor de décharge interne. Avec un 555 bipolaire, restez sous environ 3,3 MΩ, car le condensateur a besoin d’un certain courant pour se charger de manière fiable. Utilisez un condensateur de temporisation d’environ 1 nF à 100 µF : avec une valeur plus faible, les capacités parasites deviennent importantes ; avec une valeur plus élevée, les courants de fuite sont trop importants. Choisissez d’abord le condensateur pour obtenir le bon ordre de grandeur de fréquence, puis affinez le réglage avec les résistances, idéalement en utilisant une résistance ajustable pour l’une d’elles.

Comment convertir les Hz, kHz, ms et µs lors de la lecture des résultats ?

La fréquence et la période sont inverses l’une de l’autre : \( T = \frac{1}{f} \). Ainsi, 1 kHz correspond à une période de 1 ms, et 1 MHz à 1 µs. Pour convertir les millisecondes affichées par le calculateur en secondes, divisez par 1 000 ; pour obtenir des microsecondes, multipliez par 1 000. Pour la fréquence, divisez les Hz par 1 000 pour obtenir des kHz, et par 1 000 000 pour obtenir des MHz. Vérification rapide : si vous obtenez 2,08 ms et environ 481 Hz, ces valeurs sont cohérentes, car \(1/0.00208 \approx 481\).

Pourquoi la fréquence mesurée de mon 555 diffère-t-elle de la valeur calculée ?

Les composants réels présentent des tolérances : celles des condensateurs électrolytiques peuvent atteindre ±20 % ou plus, et celles des résistances standard, ±5 %. Un écart de 10 à 20 % est donc normal. Les comparateurs internes et le transistor de décharge du 555 bipolaire ajoutent aussi de petites erreurs ; au-delà de quelques centaines de kHz, les délais de propagation et les capacités parasites ont également une incidence. Pour une temporisation précise, utilisez un condensateur à film ou un condensateur céramique C0G/NP0, des résistances à 1 %, et remplacez une partie de \(R_2\) par une résistance ajustable pour régler la fréquence tout en la mesurant.

La fréquence du temporisateur 555 dépend-elle de la tension d’alimentation ?

En théorie, non : les seuils varient proportionnellement à Vcc (ils correspondent à \(\tfrac{1}{3}\) et \(\tfrac{2}{3}\) de cette tension), si bien que les formules de temporisation ne comportent aucun terme lié à la tension d’alimentation. En pratique, le NE555 bipolaire varie légèrement avec la tension d’alimentation et la température, généralement d’une fraction de pour cent par volt. Les versions CMOS comme le TLC555 sont plus sensibles à la tension d’alimentation aux fréquences élevées. Si la fréquence de votre circuit dérive sensiblement, la cause est généralement une dérive thermique des composants ou un problème de couplage plutôt que Vcc elle-même.