簡易延時LED燈

    本裝置的電路如圖1所示。主要由單電源低功耗運算放大器集成電路IC1、二隻低功率晶體管、麥克風和高亮度發光二極體所組成。當麥克風MIC接收到一定強度外界聲響(包括各種雜訊)，產生相應強度的輸出電壓，加到比較器IC1c，當此電壓超過比較器門限值，其輸出為高電位，使V1導通，它輸出電壓加到比較器IC1b，同樣地，此電壓器高於IC1b的門限值，IC1b輸出高電位去激勵IC1a和V2組成的功率放大器，從而驅動LED發光。預設的延時長短，則由C2和R6，以及R7、R8組成的充放電電路的時間常數決定。
    在這種照明裝置上，也可以加上一隻按鈕開關使LED點亮，並在預定的時間繼續發光。電路供電也很方便， 用4 節鎳氫(MiMH)供電。整個裝置間歇性地工作，電池可使用2個月，整個電路處在待機狀態，消耗電流400 uA，在LED點亮時消耗電流24mA。

工作原理及參數選擇
    從電路結構看，麥克風MIC通過導線連接輸入端與地線之間。並通過R1接到電源正極，信號交流成分通過電容C1耦合到運放IC1c同相引腳。麥克風靈敏度的調節在很大程度上取決於R1值大小。建議R1值取15kΩ，對於所用麥克風品牌型號不同，R1值也應作相應改變，以便達到所期望的靈敏度。在最大靈敏度調節時，在房門打開，空氣氣流對麥克風振動膜的壓力作用下，就應該使LED受到觸發而點亮。IC1採用TLC274，其引腳圖見圖2。
 
 
    用C1隔除麥克風信號的直流成分，用電阻R2構成交流信號對地電位的通道。電阻R3和R4構成分壓器，供給比較器IC1c反相輸入端(9腳)電壓的門限值。然而外界各種雜散聲響所產生的信號電平超過這一門限值，IC1c的腳8輸出高電位，驅動晶體管V1導通。從而造成C2快速充電。使運放IC1b同相輸入端(5腳)信號電平按指數規律上升。這一過程與按下按鈕開關S1具有同樣的效果。因為開關與V1並聯。由於電容C2充電路徑上沒有串接電阻。故即使雜散聲響持續時間很短，也能使C2很快地充滿電荷。運放IC1b構成比較器，電阻R7/R8形成分壓器，它決定了反相輸入端(6腳)的電壓為電源電壓的20％。為其門限值(約1V)。換句話說當C2上充滿電荷。通過R6放電，經過約1.5分鐘才能使C2上的電壓降到門限值。
    最後一級是由運放IC1a和晶體管V2共同構成功率放大器，通過LED電流大小(即亮度)。可改變R11值加以調節(Iled=0.44V/R11)。IC1a用跨在R11上的電壓去控制反饋環路中V2的導通。從而確保在電池電壓降到它的特性曲線拐點處，LED的發光強度保持不變。連接器K1用於外接充電器，使電池BT1反為便充電。

延遲時間的計算
    LED發光的持續時間。也就是LED斷開前的延遲時間。見圖1，只要比較器IC1b同相輸入端(5腳)上的信號電壓高於反相輸入端(6腳)的電壓。其輸出就保持高電位。在IC1b反相輸入端(6腳)上的電壓電平為：
U_PIN6=U_BT1 ×R8/(R7+R8)
    C2上的電壓按照自然對數函數規律放電錶示為：
U_C2=U_BT1×e^-t/R6C2
    對t整理一下方程式：
U_C2/U_BT1=e^-t/R6C2
ln(U_C2/U_BT1)=-t/R6C2
t=-R6C2 × ln(U_C2/U_BT1)
    UC2和UPIN6 應該相等，經代換有：
t=-R6C2×ln [(U_BT1×R8/(R7+R8))/U_BT1]
    從方程式中消除電池電壓。這樣延遲時間只處決於電阻和電容值：
t=-R6C2 × ln[R8/(R7+R8)]
    把電路中元件實際參數值代入。則得：
t=-10⁶ X 47 X 10^-6 X ln[10⁵/(3.9 X 10⁵+1 X 10⁵)]
= -47 × ln(10⁵/4.9 X 10⁵)
= 75s(秒)

安裝注意事項
    本製作用於學習的實驗課目。電路可以安裝在條形插件板上。裝拆和調試都方便。若要實際使用，可設計一隻不大的印刷電路板。調試好后裝入盒內。元件排列安裝應注意。IC1集成電路要配上插座，定位在電路板的中間位置，電路的輸入和輸出部分相應裝在IC1的左邊和右邊。在板上分別焊接麥克風、按鈕開關和電池供電三條引線。如果印板要裝入盒內，按鈕開關和充電器的連接插座盡量不要引線，而直接焊在板的相應引腳上。麥克風殼體裝在盒內。盒上要開孔洞。以便聲波通過。LED焊在電路板上。最好加裝反光罩。另外要注意C2極性。