【工具评测】拆评120V±30A的无线直流电力监测仪

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　　朋友修电动车，少不了要对锂电池进行检测和筛选，需要个直流电量表，最好既能测电池单体还能测电池组，有求于我。在一同对需求和应用进行了一番探讨和考虑后，对此表的功能和参数有了大概的想法，不过还是要结合现成的产品，能买到中意的才好。于是本人经过一番搜索和对比，最后推荐选购了这个。与同类多功能直流表相比，这个显示直观、功能不少、量程大、保护功能全，并且还捆绑了无线功能，或许也能用到。
+ w, ?0 B5 B% N- ]' a. E技术规格是比较牛的，
+ t& ~& v; k. }! V' J& v8 t
误差精度一般吧，
+ y% _( X) u* N0 t4 G/ d% a
实际是选了最低的一款：VAC-1030A，

: ]% p& F5 k6 _8 q- X电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
是彩色液晶显示的，


也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，

7 D# ?. Z4 Y9 v7 D# ^& ]收到了这么满满一盒子，里面有两部分，还是有点超出预料，

小包的是显示模块，
- d, i5 ?  |# d8 ?2 x, \" U, R
后面开口处有个简易USB公头，可以用来取电及有线通讯，
0 ?. u1 u4 C7 p  Z9 s1 v3 F$ @背板上帖有标签，
( s* t7 I9 X3 e, O3 J7 `
与盒子上的P/N号一致，比较正规，

另一大些的包里是测量模块，

8 V3 O3 ]# H& ^/ J' k* g3 u上面元件屈指可数：有1个30A的继电器、6个接线端子、分流器、指示灯，

侧面一端有个USB插座，

2 S( `8 z# h0 J! w有两层电路板，

继电器边上还有个3针的跳线，是用来选择3线模式还是2线模式的，

3 w- N7 B4 a( E3 I! x接线端子也是30A的，
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商家给的尺寸图，
; ^, k9 h% p3 B" w. y5 y# q
( n2 S+ Q) {* O, [9 Z, D& N( h% }显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，


8 v) \& _7 T8 `0 g- ^7 E下面是基本接线和用法图示，

9 m$ r3 T8 M5 g% p6 t6 V" F

- M+ F5 X2 L3 ]接下来做了些简单的测试。
/ Y" a+ }+ ?3 v) _两个模块之间可以用USB延长线直接连接，只需给任一方正常供电即可，

) r" S8 b6 [$ _2 b此时将自动处于有线模式，左上角显示的通讯状态图标为绿色双绞线的样子，
( C) u8 y% d; O; Y: D, t

0 `4 t! j8 r; l* ?4 k+ m) R然后又在无线状态下进行了一些基础测试，下面图中显示模块都是用USB电源供电的，测量模块由数控电源供电。
, [& t5 _1 h; L. H  D1 o先是测量模块从被测电压取工作电源的模式，左上角显示的通讯状态图标为蓝色天线的样子，
, Q8 w1 H+ L4 ^9 T" B
! B5 }0 @: R: X# w& h表头数据刷新很快，完全看不出与有线的区别。背光亮度可调，但没去调整，所以两个显示屏的亮度差了不少。
; D- K1 k, R" T9 S测量模块下层电路板上的红灯是工作电源指示。两个表显示的电压基本一致，此时模块的耗电仅0.12W。模块从被测电压取工作电源时，电流很小，继电器不能吸合，对被测电压影响不大。
) Y7 T$ T! s' m8 n) D; r- i1 N

. c; o" I9 N# V8 H* R5 R- Y1 O6 i! n
20V时没有问题，自耗电流小到测不出来了，说明内部是采用开关电源电路降压的，
2 i3 ?$ x0 d3 D3 o( \
+ W2 ~- p5 J: m试出此模式下最低电压约是6.6V，
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被测电压再低就会使显示误差变大，
% c1 Y) F$ ~3 N& E/ m+ g
- x+ F2 d5 d$ x; f再低就误差很大，5.5V时中间上方已经显示了过流保护的图标，


下面改用独立供电的模式试试。
* `8 c7 F+ l, g1 ]0 O. P5 f0 [供电为12V，继电器吸合，旁边的指示灯亮起。
被测电压为0V，发现有0.08V左右的“基础电压”，
: ^+ _( Z4 |. O4 W
) t3 c2 ]  I# \) Z( w( n3 d- }4 h" y8V时仍然这样，
6 ~8 ~8 J: q. G, X" ^
15V时也是这样，不过此时电流为0，不会累计电量的，也问过厂家，这种现象“属于正常”。
0 ?  L% E% o" x3 f- G' D- K1 n: J
然后再接入被测电压，是准确的，没有前面所说的“基础电压”的影响了，

3 G1 {; l2 s) X9 ~2 o' s继电器吸合后，模块自身耗电会随供电电压变化，所以供电电压范围最好是在12V左右。

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接过负载试了电量计，效果不错的，但是没顾上拍照，请见谅。从简单测量情况来看，工作是正常的，完全能够满足使用要求。
这个功能比较多，所以各种设置界面就很多了，每一项都能设置，就不一一上图了，把功能介绍罗列一下供各位参考吧：
  N9 V( _, z* G' s  k& e+ k/ A1.显示信息量大
彩色液晶显示，可以同时显示电压（V）、电流(A)、功率(W)、容量(AH)、电量（WH）、时间（H）等被测电源的实时参数。
1 Q6 x, ?" E. ?5 }* v0 {; r7 ^
2.安装方式多样化
& `. p& ^# m0 r测量模块和显示表头之间可以无线通讯也可以有线连接；无线通讯模式下使用多台机器同时工作，可以对每台机器单独设定不同的频道，避免相互干扰。
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: b5 L- }$ j; \, A& a9 _3.双向检测
6 i+ B2 g: p" V测量板可以检测两个方向的电流，在实际使用过程中，充电模式下电流前面有个负号，放电模式下电流前面没有负号，以示区分。

4.特别适合电池、电动车充放电测量
显示表头上有个BAT容量监测功能，可以实时设定电池的总容量，并在充电和放电过程中动态监测剩余容量。（本人试过这个不够准，但是不会触发保护，也就不影响使用。）

5.测量电压范围宽
+ ^: {: C) u, Q7 y4 r  S; n测量电压范围0-120V，测量电流分为0-30A/50A/100A/200A/300A；电压可扩展到0-400V。

6.断电记忆和参数清零功能
" m  H% U! K# k4 [. A  `断电后能够记忆断电前保存的安时数；另外可以手动清零安时数（AH）、瓦时数（WH）和时间（H）等参数，不影响下一次测量。

7.具有关断保护功能
' g3 \) R* d4 {$ e+ I, ^  ?/ w5 `; \由继电器实现过流、过压、欠压、限时保护（延长继电器动作时间）等功能。

8.丰富的人性化配置
具有屏幕锁定、定时关闭、亮度调节以及改变语言显示方式等功能；无线通讯模式下可以给每台单独设置通信地址，并用一个显示表头查看多个测量板测量参数。
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下面拆开看看。
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. N. b* D! y! p& z# M* T$ }1 b先拆显示模块。
3 Z: n) \3 B3 ?" l8 I& q
* H7 Q) {' _  C, O5 {. @' R标签上的P/N号是我抹掉的，

背板用指甲就能抠开，这根线也是供电线，电压范围比USB口的大些，
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3 B! e  |( }4 ~小心取出电路板，

电路板元件面，
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通讯模块小板，与蓝牙挺像，但它使用另一种通讯协议，详细情况到后面再说，
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通讯板旁边的1个8脚IC，
( e2 e& r% H6 @; o6 I7 D
看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

供电单元，

+ H4 R1 Y+ l  A" z; ]' O& ^; d$ p
% v" [) e- i: P; e. r采用了最普通的MC34063，显示模块外接电压范围不大，功率也不大，用这个IC没有问题，

' h. k  y* F, o: a% `: V8 E肖特基二极管，

AMS1117-3.3V，LDO，

1 K  j  ~+ Y- I! a8 }主控MCU，用的是STM8S00，


) s5 m+ [7 k# ~3 V7 r惟一的三极管，1AM，都说是MMBT3904，普通NPN三极管，估计是驱动背光的，

) X* V* k7 h# Q& g  a, v' t电路板显示屏面，
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忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，
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掀开显示屏，
! S- H8 H1 C# M( R- K/ f
, c6 o, U/ n$ ]& ~$ P6 v3 N下面也很简洁，
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Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，
- [& T8 [1 ?# D. ~
; O! ?4 v+ ^  l6 P6 ?2 F; \1 d6 |+ u侧面看一下，
) r- s& s5 e; s8 W8 g/ X" E
/ j' Q' f' Z" ?& g$ q, J# B这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
, W1 s1 D) O, }+ q) [6 f2 i" Y
- g% j+ B) O: [. u, Q/ d  P( `3个按钮开关，

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显示模块拆完了，总体来说，各种元器件选型都比较普通，关键在于整体设计。
- ]) L$ m. l6 a4 M% h8 A下面再拆测量模块。
. W8 E# v" P+ C4 f+ @

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继续，该拆测量模块了。
4 N) ]5 F$ _/ C+ L: W# i" @拆下红圈标示的固定电路板的4个螺丝，（其他螺丝是端子上的，不用拆）

有3组连线，


  L6 {' Q. R" q' d7 g5 W) I' d再拆下红圈标示处的4个螺丝，

: i  }) n& L: h) q- q打开黑盒子，
; {# Q% \% |) k; `. p
只看黑盒子，
/ ^) |6 ^. B- H0 B4 [5 d

用料厚实，

这4个螺丝是固定铜柱的，

  L, L2 Q" Y# o2块电路板可以完整取下，
( E5 n' ]5 D4 U& j/ {% `# w/ p1 D
' A- E, N  o+ R1 b
% `7 C" l4 [$ f% _/ q  O上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
6 S1 `5 W% ^# ~; C0 a% \! V8 K
* }  m' n9 W# E) i0 H0 X% h! ]里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
( p! j1 a7 }: o1 R
小板与大板是插针连接的，可以拆下，
8 m* I9 [0 K; ]' H; c2 V! p
4 p) [4 t7 Z( g9 t( c& e' s" y# a
背面没有元件，

5 w+ [3 [% `- v9 c% c. f1 V3 w下面放大看看板上各处，
# X/ v; C) ?) e
同样有个75176B，差分总线收发器，

3 e2 I9 Z0 G+ _+ f; z" i+ Q
单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，
9 H; ?( J% b: w! c( g
6 o. w4 ^3 [7 \+ A6 e8 |继续，
* }: c- @$ d  J+ W& F7 E

' t* N5 }8 G2 R: K# A+ x% O丝印2272C完整型号是TLC2272C，是一款LinCMOS工艺的满电源幅度输出（轨到轨）的双运放芯片，特点是高阻、低噪、低电压、全摆幅、、，
# T$ }5 r7 D. I' J
9 V3 C3 B$ P# K& b2只大功率管，

- Z5 X& o+ q8 M2 R
带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
另一个是MJE340，300V、0.5A，NPN。
) d/ G1 c) P3 T9 L" Q" T对这里会有2只大功率管表示意外，因为这里正常时并不会消耗多少功率，猜测作用可能是在取供电时预降压、并起保护作用吧，
, b; w& S5 i3 u
- k: t& T: b% i7 U
板上的电源单元，

# G/ h$ J3 R/ @' ?& Y2 u采用了XL1609，是150KHz固定频率脉宽调制（降压型）DC/DC转换器，具有2A负载驱动能力并且效率高，内建频率补偿和固定频率震荡器，宽输入电压范围 4.5V-40V。这个比显示模块中采用的34063指标要高，

& G/ X8 H# L/ P( f2 Q; R4 T4 iU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，

" W6 g! O$ T3 b1 y/ x0 g2 u这里还有只贴片大功率管，
# p+ }* ~" q+ T; `, z5 @6 V
丝印J122G ，是DPARK封装的MJD122G，100V、8A的达林顿管，看连线是用来驱动继电器的，

4 O$ `. N3 y$ x+ }最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，

" _/ B, L: h+ U. ^- s  _1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，
  `, g) j  c* g% d# b$ t- b
4 k& I* Q4 q3 W$ b+ ^. m8 E$ U6 vIC上丝印了完整型号，NRF24L01+，
% }) m- W) B4 u* h# f. N
小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，
  x, {: R* P6 `% Z/ f
& u% h" q! m: N, R1 {nRF24L01是一款工作在2.4~2.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片，无线收发器包括：频率发生器、增强型SchockBurst（TM）模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器解调器，输出功率、频道选择和协议的参数可以通过SPI接口进行设置；具有极低的电流消耗，当工作在发射模式下发射功率为-6dBm时电流消耗为9.0mA，接收模式时为12.3mA，掉电模式和待机模式下电流消耗更低。下面是它的内部功能框图，
. s* d0 q# ^0 T9 v
0 H, |! E; S) o2 u, l  x3 M9 z$ V本例中是此IC的典型应用，与MCU、总线收发器75176B一道构成了主从无线通讯工作模式：显示模块是主机，测量模块是子机。在MCU的管理下，一个显示模块可以同时连接和监控多个测量模块，这是这套表头的又一强大之处。可惜的是目前没有上位机软件。
感到测量模块电路的设计耐压指标挺高，其中也没有多么特别的元器件，功能在于各单元的有机整合。下图为测量模块拆开后的全家福，

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拆机评测完毕，谢谢观赏！