床头灯定时器电路原理图

应对睡前照明挑战：引入定时器解决方案

对于年幼孩子的父母来说，管理睡前照明可能是一个很大的挑战。许多孩子甚至在故事书合上后也喜欢开着床头灯，然后他们可能会在灯还开着的情况下睡着，浪费能量。这种情况常常让父母不得不在不打扰熟睡的孩子的情况下关掉灯。这里介绍的计时器设计为这个常见的家庭问题提供了实用而优雅的解决方案。该定时器利用一些价格实惠的组件，允许父母在道晚安并激活定时器后确定床头灯保持打开的持续时间。

定时器激活和灯光控制：功能概述

按下开关 S1 后，双稳态 ICib 进行切换，在第二个双稳态 ICia 的输入端生成去抖时钟脉冲。这一动作导致 Q 输出高，触发低功率晶闸管 Th。互补双稳态输出 Q 变低，启用定时器 IC2。连接的负载是一个最大额定功率为 60 W 的小灯泡，打开并持续亮起，直到计数器 IC2 重置 ICia。该计数器（具体为 CD4541 型）具有一个板载振荡器，其工作频率为 f，使用公式 f = 1/(2.3 × Rtc × Ctc) 以 Hz 为单位计算，其中 RTC 和 CTC 表示连接到引脚 1 的电阻器和电容器和2，分别。

确定延迟时间：计算延迟（以秒为单位）

要设置该电路中的延迟时间，连接到引脚 3 处 Rs 输入的电阻器的值应约为 2R-rc。 4541 的比例因子固定为 65,536 (2^16)，这是通过将其 A 和 B 控制引脚连接到正电源轨来实现的。因此，OUT 引脚在 32,768 个时钟脉冲后改变状态。通过定义引脚 5、10 和 9 处的逻辑电平，当 RESET 引脚为逻辑高电平时，在 OUT 引脚处选择逻辑低电平。延迟以秒为单位表示为“t”，可使用公式 t = 2.3 × 32,768 × R5 × C5 计算。

电源和电路元件：安全注意事项

该电路直接由电源供电，晶体管 T1 用作 10V 齐纳二极管。 LED D2 可作为儿童的定向辅助工具，并集成到数字按钮 S1 中。需要注意的是，电路的实际电源电压可能在 6V 到 12V 之间变化，具体取决于 T1 的特性。虽然具体的电压值相对不重要，但至关重要的是 ICia 能够向晶闸管提供约 200 μA 的触发电流。

施工和安全预防措施：安全组装电路

在提供的印刷电路板上构建电路（参见图 2）并将其封装在合适的 ABS 外壳中。通过确保适当的绝缘并使用应力消除装置固定输入和输出电缆来优先考虑安全。为了最大限度地降低风险，请设计外壳的顶部面板，使其与按键顶部的间隙最小，以防止意外接触电路。

警告：处理危险电压的安全预防措施

由于电路内多个点都存在危险电压，因此严格的电气绝缘至关重要。避免在电路连接到电源时对其进行操作。在设置、调整和使用过程中要格外小心，确保不能触摸电路的任何部分，以防止潜在危险。

零件清单

电阻器：

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

电容器：

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

半导体：

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

集成电路：

• IC1 = 4027
• IC2=4541

各种各样的：

• S1 = 带集成 LED 的数字按钮开关
• K1、K2 = PCB 安装端子块，引脚间距 10 mm，ABS 外壳约 100 γ150 γ125 mm