Časování potřebné doby nabíjení by bylo asi nejjednodušší postavit na bázi nějakého malého mikrořadiče. Ne každý amatér je ale vybaven pro programování mikropočítačových obvodů. Proto je v této nabíječce vytvořený časovač ze dvou standardních logických obvodů CMOS řady 4000. Základní kmitočet hodin tvoří dělička 4060 se svým vnitřním oscilátorem doplněná o druhou děličku 4040.
Mohlo by se zdát, že použití děličky 4040 je v zapojení zbytečné, a že by stačil pouze obvod 4060. Bohužel tento nemá na pouzdru vyvedené 4 nejvyšší bity a také by musel pracovat s velkou kapacitou časovacího kondenzátoru. Při větších kapacitách však bývají někdy problémy se startem oscilátoru. Z těchto důvodů byl použit další dělící obvod i za cenu mírně složitějšího zapojení.
Oscilátor v obvodu 4060 je jednoduchý RC oscilátor založený na vnitřních hradlech a 3 externích pasivních součástkách.
Rezistor Rs omezuje vliv vstupu č. 11 na časovací článek a pro jeho hodnotu platí doporučení, že by měl být dvakrát až desetkrát větší než Rx. Dobu kmitu periody oscilátoru pak určují hodnoty součástek Rx a Cx.
Pro výpočet doby periody můžeme použít vztah:
T = 2,2 * Cx * Rx [sec,F,Ohm]
Požadovaná doba nabíjení (standardně 16 hodin) je pro oscilátor velmi dlouhá. Proto je za oscilátorem zařazena řada binárních dělících stupňů. Nejprve je kmitočet dělený 14 stupni v obvodu 4060 a pak následuje dělení 11 stupni ve 4040. Nejvyšší - dvanáctý - stupeň ze 4040 není zapojený do dělení kmitočtu. Po celou dobu časování je tento stupeň na logické úrovni "0". Jakmile překlopí do "1", je sepnut tranzistor, který zablokuje činnost oscilátoru. Současně se tímto výstupem vypne zdroj proudu.
Celkový čas je dán vztahem:
Tn = 2,2 * Cx * Rx * 214 * 211 [sec,F,Ohm]
Pokud požadujeme základní čas nabíjení 16 hodin, pak můžeme rovnici přepsat na:
57600 = 2,2 * Cx * Rx * 16384 * 2048
Jako základ byl pro časovací obvod zvolen běžný polyesterový kondenzátor s kapacitou 10 nF. Příslušný odpor pro dosažení požadovaného času je pak:
Rx = 57600 / ( 2,2 * 10-8 * 16384 * 2048 )
Rx = 78028 Ohm
Nejbližší odpor z řady je 82 kOhm. Odchylka časování u nabíječky v řádu jednotek % není na závadu. Kratší časy je pak možné snadno vytvořit zmenšením odporu na příslušnou hodnotu. Např. poloviční čas se dosáhne připojeným paralelním rezistorem se stejným odporem.
Uvedeným postupem si můžete časovač upravit pro jiné časy, které byste případně potřebovali, nebo přizpůsobit pro jiné zařízení.