基于STC15单片机的教学用模拟电子雷管设计与实现

摘要

电子雷管是爆破工程领域目前采用的主要起爆方式，但因其具有高危险性和特殊管控要求，无法在课堂教学和实验教学中使用，亟待研发一种安全可靠且可重复使用的模拟器材。基于STC15单片机，设计与调试了教学用模拟电子雷管，借助3D打印技术，制作了模拟电子雷管，并成功应用于雷管检测和起爆网路模拟实验教学。研究表明：模拟电子雷管主要由电源电路、雷管模拟电路和PCB板构成，由雷管一端伸出一对引线连接电源，通过电源电路给单片机控制芯片、驱动电路及声光模拟器件供电，通电后单片机控制芯片可以按照写入的程序驱动声光模拟器件模拟电子雷管工作，从而实现了延期爆破时间可调节、爆破真实场景可模拟、内部结构可直观观测以及串并联稳定运行等功能；通过实验教学，让学生了解了电子雷管的结构和特性，掌握了雷管性能检测方法和起爆网络连接方法，充分调动了学习“爆破安全”课程的积极性，充分发挥了主观能动性，有效提高了实操能力，实验教学效果良好。

关键词

爆破安全 / 实验教学 / 模拟电子雷管 / 单片机 / 3D打印技术

基金资助

国家自然科学基金资助项目(51974108、51404093); 河南省自然科学基金资助项目(232300420077); 河南省博士后科研项目(001701014); 河南省高校基本科研业务费专项资金资助项目(NSFRF210315); 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地开放基金项目(WS2020B12、WS2012A09); 河南理工大学博士基金资助项目(B2008-15、B2012-093)