“拍即亮”延时小夜灯

7.14　“拍即亮”延时小夜灯

“拍即亮”延时小夜灯，是你卧室里的“好伙伴”。每当你拍一下手掌，这盏延时小夜灯就会自动点亮1分钟，待你起床方便或看完钟表后，它又会自动熄灭。该电路非常实用而有趣。

1.电路原理

“拍即亮”延时小夜灯的电路如图7.15所示，它实际上是一个“声控延时小灯”电路。电阻R1、驻极体话筒BM、电容C1、晶体三极管VT1、电阻器R2和R3等组成了声控脉冲触发电路。CMOS时基集成电路IC与电阻器R4、电容器C2等组成了典型单稳态延时电路。晶体三极管VT2、VT3和电阻器R5、R6等组成了LED灯的功率驱动放大电路。白光LED1-LED6组成了一个LED灯组。整个电路的电源由干电池GB提供。

平时，由于晶体三极管VT1的偏流电阻器R2取值较大，所以VT1趋于截止状态，其集电极输出电压高于1/3VDD＝1.5V（VDD等于电源电压，即4.5V），与之相连的时基集成电路IC的低电位触发端2脚处于高电平，单稳态电路处于稳态，电容器C2两端通过IC的7脚被IC内部导通的三极管短路，IC的3脚输出低电平，VT2、VT3均无偏流而截止，LED灯组不发光。

当在有效作用距离范围内拍一下手掌时，突发的声波被驻极体话筒BM接收，声音信号通过C1耦合从VT1的基极输入，使集电极输出负脉冲，时基集成电路IC的2脚即获得瞬间低于1/3VDD＝1.5V的低电平触发信号，使IC组成的单稳态电路受触发进入暂稳态（即延时状态），IC的3脚输出高电平信号，VT2获得合适偏流导通，VT3进入完全饱和导通状态，LED灯组发光。随着IC的3脚变为高电平，IC内部导通的三极管截止，解除了对电容器C2的短路，电池GB通过电阻器R4开始向C2充电。当C2两端充电电压（即IC的高电位触发端6脚电位）达到2/3VDD＝3V时，单稳态电路翻转恢复稳态，IC内部三极管重新导通，C2通过IC的7脚放电并被再次短路，IC的3脚重新输出低电平，导致VT2、VT3失去偏流而截止，LED灯组断电熄灭。

图7.15 “拍即亮”延时小夜灯电路

电路中，LED灯组每次延时点亮的时间长短，取决于单稳态电路中电阻器R4、电容器C2的时间常数，具体可通过公式：t＝1.1R4C2来估算。按图1选择R4和C2的数值，LED灯组延时点亮的时间约为1min。

2.安装调试

全部电路可用万能板焊接，可装入一体积合适的市售塑料动物玩具或其他造型的工艺品硬壳体内，以起到装饰美化作用。

使用时，可将延时小夜灯放置在床头桌上的钟表旁边，或者距离床头3～5m以内的其他地方。在床头处通过击掌来检验电路工作性能。如果嫌声控灵敏度不高，可通过适当增大电阻器R3的阻值加以调整；反之，如果嫌声控灵敏度太高，可通过适当减小R3的阻值加以调整。R3阻值一般的选择范围为10～150kΩ。R3阻值太大，IC的2脚在静态时就已处于低电平（＜1.5V），单稳态电路便不能正常工作，LED灯组就会常亮不灭。如果嫌1min的延时时间太短，可通过适当增大电阻器R4的阻值来加以调整；反之，如果嫌延时时间太长，可通过适当减小R4的阻值来加以调整。例如，当R4阻值分别取560kΩ、1.8MΩ、2.4MΩ、3MΩ和3.6MΩ时，所对应的延时时间依次约为30s、1.5min、2min、2.5min和3.1min。

3.元件选用

IC选用静态功耗很小的CMOS时基集成电路（又称“555”时基集成电路），如5G7555或ICM7555、CB7555、CH7555、SG7555型等，它是一种模拟、数字混合集成电路。这种CMOS时基集成电路的静态电流极小，只有75μA左右（4.5V工作电压下测定），而且工作电压低（实测不低于2V就能正常工作）。常用的普通TTL工艺生产的“555”时基集成电路，因其功耗大，要求工作电压较高（≥4.5V），所以不适宜在本制作中使用。