應(yīng)對睡前照明挑戰(zhàn)：引入定時(shí)器解決方案

對于年幼孩子的父母來說，管理睡前照明可能是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。許多孩子甚至在故事書合上后也喜歡開著床頭燈，然后他們可能會(huì)在燈還開著的情況下睡著，浪費(fèi)能量。這種情況常常讓父母不得不在不打擾熟睡的孩子的情況下關(guān)掉燈。這里介紹的計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)為這個(gè)常見的家庭問題提供了實(shí)用而優(yōu)雅的解決方案。該定時(shí)器利用一些價(jià)格實(shí)惠的組件，允許父母在道晚安并激活定時(shí)器后確定床頭燈保持打開的持續(xù)時(shí)間。

定時(shí)器激活和燈光控制：功能概述

按下開關(guān) S1 后，雙穩(wěn)態(tài) ICib 進(jìn)行切換，在第二個(gè)雙穩(wěn)態(tài) ICia 的輸入端生成去抖時(shí)鐘脈沖。這一動(dòng)作導(dǎo)致 Q 輸出高，觸發(fā)低功率晶閘管 Th?；パa(bǔ)雙穩(wěn)態(tài)輸出 Q 變低，啟用定時(shí)器 IC2。連接的負(fù)載是一個(gè)最大額定功率為 60 W 的小燈泡，打開并持續(xù)亮起，直到計(jì)數(shù)器 IC2 重置 ICia。該計(jì)數(shù)器（具體為 CD4541 型）具有一個(gè)板載振蕩器，其工作頻率為 f，使用公式 f = 1/(2.3 × Rtc × Ctc) 以 Hz 為單位計(jì)算，其中 RTC 和 CTC 表示連接到引腳 1 的電阻器和電容器和2，分別。

確定延遲時(shí)間：計(jì)算延遲（以秒為單位）

要設(shè)置該電路中的延遲時(shí)間，連接到引腳 3 處 Rs 輸入的電阻器的值應(yīng)約為 2R-rc。 4541 的比例因子固定為 65,536 (2^16)，這是通過將其 A 和 B 控制引腳連接到正電源軌來實(shí)現(xiàn)的。因此，OUT 引腳在 32,768 個(gè)時(shí)鐘脈沖后改變狀態(tài)。通過定義引腳 5、10 和 9 處的邏輯電平，當(dāng) RESET 引腳為邏輯高電平時(shí)，在 OUT 引腳處選擇邏輯低電平。延遲以秒為單位表示為“t”，可使用公式 t = 2.3 × 32,768 × R5 × C5 計(jì)算。

電源和電路元件：安全注意事項(xiàng)

該電路直接由電源供電，晶體管 T1 用作 10V 齊納二極管。 LED D2 可作為兒童的定向輔助工具，并集成到數(shù)字按鈕 S1 中。需要注意的是，電路的實(shí)際電源電壓可能在 6V 到 12V 之間變化，具體取決于 T1 的特性。雖然具體的電壓值相對不重要，但至關(guān)重要的是 ICia 能夠向晶閘管提供約 200 μA 的觸發(fā)電流。

施工和安全預(yù)防措施：安全組裝電路

在提供的印刷電路板上構(gòu)建電路（參見圖 2）并將其封裝在合適的 ABS 外殼中。通過確保適當(dāng)?shù)慕^緣并使用應(yīng)力消除裝置固定輸入和輸出電纜來優(yōu)先考慮安全。為了最大限度地降低風(fēng)險(xiǎn)，請?jiān)O(shè)計(jì)外殼的頂部面板，使其與按鍵頂部的間隙最小，以防止意外接觸電路。

警告：處理危險(xiǎn)電壓的安全預(yù)防措施

由于電路內(nèi)多個(gè)點(diǎn)都存在危險(xiǎn)電壓，因此嚴(yán)格的電氣絕緣至關(guān)重要。避免在電路連接到電源時(shí)對其進(jìn)行操作。在設(shè)置、調(diào)整和使用過程中要格外小心，確保不能觸摸電路的任何部分，以防止?jié)撛谖ｋU(xiǎn)。

零件清單

電阻器：

• R1 = 180kΩ，0.5W
• R2 = 220kΩ
• R3、R4 = 470kΩ
• R5 = 180kΩ
• R6 = 390kΩ

電容器：

• C 1 = 22μF，16V
• C2 = 100nF
• C3、C4 = 1nF
• C5 = 47 nF

半導(dǎo)體：

• D1 = 1N4007
• D2 = LED，高效率（參見 S1）
• D3 = 1N4148
• B1 = B380C1500
• T1 = BC547A
• Th1 = BRX49

集成電路：

• IC1 = 4027
• IC2=4541

各種各樣的：

• S1 = 帶集成 LED 的數(shù)字按鈕開關(guān)
• K1、K2 = PCB 安裝端子塊，引腳間距 10 mm，ABS 外殼約 100 γ150 γ125 mm