CN201311252Y - 智能带密码定时起爆器控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能带密码定时起爆器控制电路，包括双CPU控制电路、硬件看门狗复位电路、充电控制电路和击发控制电路等，双CPU控制电路包括两个CPU，两个CPU间通过串行接口通信；硬件看门狗复位电路、高压采样电路、电池电量测量电路、基准电压产生电路与第一CPU相连，充电控制电路的控制端与第一CPU相连，充电控制端与第二CPU相连；击发控制电路包括击发器，与第一CPU相连。本实用新型通过双CPU分别控制，提高了电路的可靠性，任一个CPU不能正常工作时，都不能起爆，从而达到了高可靠性和高安全性，对电池电量、充电电压、基准电压都可以准确地测量，任何一个环节达不到要求时，都不能起爆，防止误爆的发生。

Description

智能带密码定时起爆器控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种导爆管雷管的起爆器的控制电路，具体讲是涉及一种可靠性高、可以智能定时的智能带密码定时起爆器控制电路。

背景技术

采矿、开山炸石及其它建设工程中都要用到导爆管雷管，多是采用导火索起爆方式，但是这种方式需要布置很长的导火索，每次起爆的费用较高，并且收放线比较麻烦。同时，此种方式也不安全。目前国内正在大力推广比较安全的起爆器起爆方式，但是目前的起爆器不能准确的定时，并且，当起爆器或其它部件出现意外时，雷管不能起爆。此时并不能确定雷管是否还能起爆，因此很长时间不能靠近检查，这种延时很长时间的起爆很容易造成人员伤亡，此类事件也常见诸报端。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种可靠性高、可以实现智能定时控制的智能带密码定时起爆器控制电路，实现导爆管雷管的智能定时控制，提高安全性。

为实现上述目的，本实用新型是通过以下的技术方案来实现的：

一种智能带密码定时起爆器控制电路，其特征在于包括双CPU控制电路、硬件看门狗复位电路、高压采样电路、电池电量测量电路、基准电压产生电路、充电控制电路和击发控制电路，所述的双CPU控制电路包括第一CPU和第二CPU两个CPU，两个CPU间通过电阻连接，通过串行接口通信，并且通过复位线将两个CPU连接起来；所述的硬件看门狗复位电路、高压采样电路、电池电量测量电路、基准电压产生电路与第一CPU相连，充电控制电路的控制端与第一CPU相连，充电控制端与第二CPU相连；所述的击发控制电路包括击发器，与第一CPU相连。

前述的智能带密码定时起爆器控制电路，其特征在于所述的硬件看门狗复位电路为看门狗复位芯片。

前述的智能带密码定时起爆器控制电路，其特征在于所述的高压采样电路包括由运算放大器组成的电压跟随器、电阻和电容，所述的由运算放大器组成的电压跟随器的输入端经由电阻和电容组成的分压滤波电路后与高压充电电压连接，输出端经由电阻和电容组成的低通滤波器后与第一CPU的输入端连接。

前述的智能带密码定时起爆器控制电路，其特征在于所述的基准电压产生电路包括基准电压芯片、电阻和电容，电池电压经基准电压芯片与第一CPU连接，在基准电压芯片上接有用于分压的电阻和用于滤波的电容。

前述的智能带密码定时起爆器控制电路，其特征在于电池电量测量电路包括由运算放大器组成的电压跟随器、电阻和电容，所述的由运算放大器组成的电压跟随器的输入端经由电阻和电容组成的分压滤波电路后与电池电压连接，输出端经由电阻和电容组成的低通滤波器后与第一CPU的输入端连接。

前述的智能带密码定时起爆器控制电路，其特征在于所述的充电控制电路包括继电器、升压振荡器和三极管电路，继电器的控制端与第一CPU连接，继电器的第一公共触点与电池连接，继电器的第一常开端与第二公共触点连接升压振荡器，第二常开端通过三极管电路与第二CPU相连。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的智能带密码定时起爆器控制电路通过双CPU分别控制，提高了电路的可靠性，任意一个CPU不能正常工作时，都不能起爆，从而达到了高可靠性和高安全性，当任意一个CPU发生故障时可以通过复位电路进行复位，对电池电量、充电电压、基准电压都可以准确地测量，任何一个环节达不到要求时，都不能起爆，防止了误爆的发生。定时时间可以通过软件进行设定，进行倒计时，达到一定时间后再进行充电，提高了起爆的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型中的双CPU控制电路的接线示意图；

图2是本实用新型中的硬件看门狗复位电路的接线示意图；

图3是本实用新型中的高压采样电路的接线示意图；

图4是本实用新型中的基准电压产生电路的接线示意图；

图5是本实用新型中的电池电量测量电路的接线示意图；

图6是本实用新型中的充电控制电路中的电源接通部分的电路接线示意图；

图7是本实用新型中的充电控制电路中的充电控制部分的电路接线示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作具体的介绍。

由于定时起爆控制电路要求绝对安全、可靠和准确，本实用新型的智能带密码定时起爆器控制电路采用了双CPU来实现高可靠的定时起爆控制。本实用新型中，智能带密码定时起爆器控制电路由双CPU控制电路、硬件看门狗复位电路、高压采样电路、电池电量测量电路、基准电压产生电路、充电控制电路和击发控制电路等组成。双CPU控制电路第一CPU U5和第二CPU U7两个CPU，两个CPU间通过电阻连接，通过串行接口通信，并且通过复位线将两个CPU连接起来。硬件看门狗复位电路、高压采样电路、电池电量测量电路、基准电压产生电路与第一CPU U5相连，充电控制电路的控制端与第一CPUU5相连，充电控制端与第二CPU U7相连.击发控制电路包括击发器，与第一CPU U5相连。

以下结合实施例具体介绍本实用新型的控制电路。

双CPU控制电路是本控制电路的核心，负责整个电路的测量与定时起爆控制。由第一CPU U5和第二CPU U7组成。如图1示，第一CPU U5和第二CPU U7之间通过串行接口进行通信。第一CPU U5上的TXD引脚与第二CPU U7上的RXD引脚之间通过电阻R40、第一CPU U5上的RXD引脚与第二CPU U7上的TXD引脚之间通过电阻R39相连，保证了第一CPU U5和第二CPU U7之间可靠的通信。只有第一CPU U5和第二CPU U7都正常工作，才能定时控制起爆电路。

硬件看门狗复位电路主要为了防止第一CPU U5和第二CPU U7的死机，能自动复位CPU，保证CPU的正常工作。电路由看门狗复位芯片U1组成，其电路如图2所示。第一CPU U5与看门狗复位芯片U1之间通过引脚MISO、MOSI、SCK和CS相连。第一CPU U5正常工作时，看门狗复位芯片U1的复位引脚RST输出高电平。当第一CPU U5出现死机，不能正常工作时，看门狗复位芯片U1的复位引脚RST输出低电平，连接到第一CPU U5的复位引脚RST1，使第一CPU U5复位，第一CPU U5重新开始运行。第一CPU U5的PB2引脚与第二CPU U7的复位引脚RST2连接，第一CPU U5复位后通过程序控制使第二CPU U7同时复位，从而保证双CPU的正常运行。

高压采样电路完成高压充电电压的测量，当充电电压达到一定电压时，控制电路开始起爆，完成一次击发。高压采样电路用来判断充电是否到达击发的电压。其电路如图3所示，由运算放大器U3，电阻R33、R34、R35，电容C10、C15等组成。V1为高压充电的电压，通过电阻R34、R35进行分压和电容C10滤波输入由运算放大器U3组成的电压跟随器，输出通过电阻R33和电容C15组成的低通滤波器，然后输入第一CPU U5的AD输入端ADC7引脚ADC7-U5，进行电压测量。第一CPU U5内部的引脚ADC7具有10位分辨率的AD采样，能完成电压信号的测量。

基准电压产生电路如图4所示，产生2.5V的基准电压，供第一CPU U5的内部AD采样的基准电压。电路由电阻R19，电容C5、C7和基准电压芯片U2等组成。电池电压V2经基准电压芯片U2与第一CPU U5连接，在基准电压芯片2上接有用于分压的电阻R19和用于滤波的电容C5、C7。基准电压产生电路保证电压测量的精度和稳定正确，对起爆电压的正确判断提供了正确的结果，实现了起爆器的高可靠性。

电池电量测量电路完成电池电量的测量，当电池电量低于一定电压时，提醒用户更换电池，保证了起爆器的正常使用。其电路如图5所示：由运算放大器U3，电阻R21、R22、R17和电容C4、C8等组成。V2为电池电压，通过电阻R21、R22进行分压和电容C4滤波输入由运算放大器U3组成的电压跟随器，输出通过电阻R17和电容C8组成的低通滤波器，然后输入第一CPU U5的AD输入端ADC6引脚ADC6-U5，进行电压测量。第一CPU U5内部的ADC6引脚具有10位分辨率的AD采样，能完成电压信号的测量。

充电控制电路是起爆器实现高可靠和高安全的关键，由电源接通、延时控制、充电控制部分电路组成。电源接通部分电路如图6所示，由继电器K1、二极管D1、电容R10和R28、三极管Q8等组成。在起爆器开始延时后，第一CPU U5和第二CPU U7分别进行延时，到延时时间均到达时由第一CPUU5进行对继电器K1进行控制。充电电源与继电器K1的常开触点V2ON连接，继电器K1的公共触点与电池电压V2连接。第一CPU U5的引脚PD2为高电平时，电池电压V2与引脚常开端V2ON接通，引脚PD2为低电平时断开电池电压V2与常开端V2ON。只有电池电压V2与常开端V2ON接通时，才能对变压器T1进行充电。

延时控制由第一CPU U5和第二CPU U7分别进行软件定时器延时，到延时时间均到达时才进行充电控制。第一CPU U5负责充电电源接通(如图6)，第二CPU U7负责充电控制。充电控制如图7所示：由电阻R41、R42、R43、R24和三极管Q10、Q11等组成。三极管Q11的导通由第二CPU U7的PB0引脚PB0-U7控制，当PB0引脚PBO-U7为低电平时，三极管Q10导通，从而三极管Q11也导通，这时常开端CG接地。由于引脚COM接继电器K1的公共端，CG接常开端。因此，当图6中继电器K1接通时，引脚COM与常开端CG导通。通过与电源连接的常开端V2ON、脉冲变压器T1、电容C24、电阻R44、二极管D5、三极管Q13组成升压振荡器，次级升压到700V左右，作为起爆用的高压电源。当引脚PB0为高电平时，禁止充电。本充电控制电路由第一CPUU5和第二CPU U7分别控制，提高了电路的可靠性。任意一个CPU的不正常工作，都不能起爆。从而起到高可靠性、高安全性。当充电电压到一定电压时，由图6中第一CPU U5的引脚PD2控制击发起爆。当引脚PD2为低电平时击发起爆。

起爆器采用本实用新型的控制电路制成的单片机加程序的先进控制方法，可实现众多的使用和管理功能，其具体功能如下所述：

1、密码锁功能

当装上电池打开电源时，除电源灯亮外并不能进行任何操作，而必须输入本机所具有的唯一的六位数密码，当输入密码正确时按“确认”键，蜂鸣器长鸣一声，显示屏显示出时间，如果密码输入错误，蜂鸣器短鸣两声，并不显示出时间，需要重新输入正确的密码才能继续操作。

2、时间可调

当时间显示出来后，如果觉得时间不合适，可直接按“分钟”键，调整时间，每按一次增加一分钟，当到达最长分钟后再按将又回到最短分钟，循环往复。

3、定时击发功能

当时间确定后，就可按“击发”按键，此时本机按确定好的时间进入倒计时状态，时间以秒为单位，不断减少，同时电源指示灯也随着时间的减少不停的闪烁，提醒使用者本机已启动，请尽快离开，当时间减少到一半时中间黄灯点亮，当时间减少到最后6秒时，本机进入充电状态，红灯电亮给电容充电，当时间减至零时，由控制电路通过电子开关启动高压电路放电，由针头产生高压火花，点燃导爆管内导爆药而完成起爆动作。

4、存储记忆功能

本机每完成一次操作及引爆一次都会在存储器中分别记录，并可以随时查询。

5、电压可测及低电压报警功能

为了可靠起爆，本机设置了可查电压的功能，可随时查询，当电压低到有可能不能正常工作时，它会自动报警，要求更换电池。

6、便于管理的功能

本机唯一密码如果遗忘，可由经销商或厂家根据编号找回，或重新设置密码。

本实用新型安全可靠，使用方便，具有非常广阔的市场前景。

上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1、智能带密码定时起爆器控制电路，其特征在于包括双CPU控制电路、硬件看门狗复位电路、高压采样电路、电池电量测量电路、基准电压产生电路、充电控制电路和击发控制电路，所述的双CPU控制电路包括第一CPU和第二CPU两个CPU，两个CPU间通过电阻连接，通过串行接口通信，并且通过复位线将两个CPU连接起来；所述的硬件看门狗复位电路、高压采样电路、电池电量测量电路、基准电压产生电路与第一CPU相连，充电控制电路的控制端与第一CPU相连，充电控制端与第二CPU相连；所述的击发控制电路包括击发器，与第一CPU相连。

2、根据权利要求1所述的智能带密码定时起爆器控制电路，其特征在于所述的硬件看门狗复位电路为看门狗复位芯片。

3、根据权利要求1所述的智能带密码定时起爆器控制电路，其特征在于所述的高压采样电路包括由运算放大器组成的电压跟随器、电阻和电容，所述的由运算放大器组成的电压跟随器的输入端经由电阻和电容组成的分压滤波电路后与高压充电电压连接，输出端经由电阻和电容组成的低通滤波器后与第一CPU的输入端连接。

4、根据权利要求1所述的智能带密码定时起爆器控制电路，其特征在于所述的基准电压产生电路包括基准电压芯片、电阻和电容，电池电压经基准电压芯片与第一CPU连接，在基准电压芯片上接有用于分压的电阻和用于滤波的电容。

5、根据权利要求1所述的智能带密码定时起爆器控制电路，其特征在于电池电量测量电路包括由运算放大器组成的电压跟随器、电阻和电容，所述的由运算放大器组成的电压跟随器的输入端经由电阻和电容组成的分压滤波电路后与电池电压连接，输出端经由电阻和电容组成的低通滤波器后与第一CPU的输入端连接。

6、根据权利要求1所述的智能带密码定时起爆器控制电路，其特征在于所述的充电控制电路包括继电器、升压振荡器和三极管电路，继电器的控制端与第一CPU连接，继电器的第一公共触点与电池连接，继电器的第一常开端与第二公共触点连接升压振荡器，第二常开端通过三极管电路与第二CPU相连。

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