Mikrodenetleyici Tabanlı Bir Elektronik Kapsül Ateşleme Sistemi Tasarımı

Abstract

Elektrikli ateşleme yöntemi kullanılarak, düşük maliyetli, mikrodenetleyici tabanlı bir test ve ateşleme sistemi tasarlanmış ve istem dışı ateşlemeleri önleme kapasitesine sahip bir prototip üretimi gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen prototip, Makine ve Kimya Endüstrisi Kurumu tarafından imal edilen alüminyum elektrikli kapsüllere eşdeğer elektronik bileşenler ve eğitim kapsülleri ile fonksiyonel testlere tabi tutulmuştur. 3 adet AA lityum pille çalışan kapsül ateşleme sistemi, 8 Ws/Ω çıkış enerjisi üreterek art arda 700 ayrı ateşleme gerçekleştirebilir. Ayrıca sistem çıkışında üretilen 200µA kapsül test akımı kullanılarak, 0-1000Ω aralığında %0,77 ortalama toleransla kapsül direnci testleri yapılabilir. Geliştirilen sistemin özellikle patlayıcı madde keşif ve imha timlerinin kullanımına uygun olduğu değerlendirilmektedir. Elektronik kapsül ateşleme sisteminde kontrol dışı ateşlemeleri önlemek maksadıyla sistem çıkışında düşük test akımı oluşturulur. Ayrıca kapsül emniyetini sağlamak maksadıyla, ateşlemeden vazgeçme ve sistem boşta bekleme durumlarında tahrip enerjisinin hızlı şekilde boşaltılması için tedbirler alınmıştır. Merkezi işlem birimi olarak Atmega328 mikrodenetleyicisi tercih edilmiş ve geliştirilen gömülü yazılım ile sistemdeki bütün kontrollerin gerçekleştirilmesi sağlanmıştır.

Keywords

• Ateşleyici
• Patlayıcı Madde İmhası
• Elektronik Kapsül Ateşleme Sistemi
• Balistik.

Design of a Microcontroller Based Electronic Detonator Ignition System

Abstract

A low-cost, microcontroller-based test and ignition system has been designed using the electrical ignition method, and a prototype capable of preventing unintentional ignitions has been produced. The developed prototype was subjected to functional tests with electronic components and training detonators equivalent to aluminum electric detonators manufactured by the Machine and Chemical Industry Corporation. The detonator ignition system powered by 3 AA lithium batteries can perform 700 separate ignitions consecutively by generating 8 Ws/Ω output energy. In addition, detonator resistance tests can be performed in the range of 0-1000Ω with a tolerance of 0.77% by using the 200µA detonator test current generated at the system outlet. The developed system is considered to be particularly suitable for use by explosives reconnaissance and destruction teams. In order to prevent uncontrolled ignitions in the electronic detonator ignition system, a low test current is created at the system outlet. Furthermore, in order to ensure the safety of the detonator, precautions were taken for the rapid and safe discharge of destructive energy in cases of cancelling the ignition and idling process. Atmega328 microcontroller has been preferred as the central processing unit, and it has been ensured that all controls in the system were carried out with the developed embedded software.

Keywords

• Detonator
• Explosive Ordnance Disposal
• Electronic Detonator Ignition System
• Ballistic.

References

1. Beveridge, A. D. (2013). Improvised Explosive Devices. Academic Press, Waltham.
2. Konya, Calvin J. (1995). Blast Design. Intercontinental Development Corporation, Ohio, U.S.A.
3. Zhang, Zong-Xian. (2016). Explosives and Detonators. Butterworth-Heinemann.
4. Bickes Jr., R. W. (1996). Explosive Systems Utilizing Semiconductor Bridge, SCB, Technology. Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 21(3), 146–49.
5. Jadhav, P.Y. ve Rajendrakumar A.P. (2016). Mechanism of Electronic Delay Device for Detonator. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 5(5), 8640–51.
6. Özdikmen, T. (2009). Terör Amaçlı Kullanılan Patlayıcılar, Etkileri ve Alınacak Önlemler. Adli Bilimler Dergisi, 8(3), 72–75.
7. Pande, J., Virendra, K. ve Archana S. (2015). Electronic SCB Delay Detonator System for Mines. International Journal of Electrical, Electronics and Data Communication, (Special Issue-1), 131–35.
8. Solov’ev, V. O., Ovchinnikov, N. M., Patsyuk, V.V. ve Lavrov, V. V. (2015). A New Generation of Special Electric Detonators. Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 44(8):726–36.

9. Özcan, E. (2006). Kesme Tekniklerinde Kullanılan Doğrusal Boşluklu Patlayıcı Kaplarında Optimum Ayak Mesafelerinin Araştırılması. (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Ankara Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
10. Detomax. (2020). Advanced Initiation Systems”. http://www.epsilon-ndt.com/images/urunbelgeleri/detomax_jk_ne_v1_72d17.pdf adresinden alınmıştır.
11. Kılıç, Ü. ve Bağcaz, A.T. (2015). Elektrikli Kapsüllerin Güvenli Olarak Ateşlenmesi İçin Bazı Detaylar. http://www.madser.com.tr/dosyalar/Elektrikli-Kapsullerin-Guvenli-Olarak-Ateslenmesi-Icin-Bazi-Detaylar.pdf adresinden alınmıştır.
12. MINI-SHRIKE. (2018). Single Output Handheld Exploder. https://www.chemring.co.uk/~/media/Files/C/Chemring-V3/documents/ sensors/cts18-mini-shrike-03128-v10.pdf adresinden alınmıştır.
13. MKEK. (2020). Alüminyum Elektrikli Kapsül. https://www.mkek.gov.tr/tr/product.aspx?id=52&source=products&pid=1104adresinden alınmıştır. PED-MK2. (2018). A Timer Based Programmable Initiator. https://www.chemring.co.uk/~/media/Files/C/Chemring-V3/documents/ sensors/03189-ped-mk2-datash.pdf adresinden alınmıştır.