【工具评测】拆评120V±30A的无线直流电力监测仪

newnet1234

　　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。
; u# p& C1 _1 `1 Y: A* E技术规格是比较牛的，

# v1 W1 }) E% C  I误差精度一般吧，

实际是选了最低的一款：VAC-1030A，

电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
& Z+ M7 v! U8 \5 j是彩色液晶显示的，
$ w6 A+ D9 [5 g: }7 \
7 j1 U3 ^, {$ s* S
+ a" d: T( _+ g! g: E9 u也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，
. F: @% H* B5 I3 M
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，
! K1 ?) X: Q; j, p" R3 Z
后面开口处有个简易USB公头，可以用来取电及有线通讯，
; j% t4 t) c& I" g背板上帖有标签，
! H- D  C* D3 n% D
与盒子上的P/N号一致，比较正规，

4 u6 b3 b; ~! E9 y3 e: ]% \( @' @另一大些的包里是测量模块，

& i0 n* M: x, J0 Z: J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，

! t, [6 J, r% i( `* o有两层电路板，
' Q' n) J: Q! T) o3 {
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，
, E3 j3 c6 Z6 Q; T  ^
4 o; j/ y/ s% f# _接线端子也是30A的，

商家给的尺寸图，
3 {' I& ^' K7 G& d0 B
# ~* w# I) A% \0 Q7 e) K2 z8 F显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，


下面是基本接线和用法图示，
( J$ A1 L/ Z% ?
4 l5 [& D) _; c7 G" ?: ^8 ]

5 X6 e3 ^* F+ [( y& [: ~$ C接下来做了些简单的测试。
. a# _6 x3 s- h4 C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，
. P# i, Z1 J- k7 M( W
. k  F# Z4 q6 R/ L6 X! j4 g$ @* N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，
! k& b6 u$ M) U3 A6 c# R
( z# ]  t* z: \1 a$ |1 c
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。
% v9 u& X" `& k- C2 h8 _- o$ r' X; P/ M- z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，

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。
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。
8 G+ w. j& R% O0 L+ d
' d: r& \  S& D6 J; h  O7 i- N
6 Q% _6 _" ]; E
' \  b5 o  E- a- p20V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，

: @- c5 M& V, o试出此模式下最低电压约是6.6V，
: r  A- ]8 s1 s( s
被测电压再低就会使显示误差变大，
5 c) R% d7 u, y6 a
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，
1 L+ R# k0 h) l& ~& r7 f

& I  B5 K, i+ i% }; I  K; t下面改用独立供电的模式试试。
. U/ f6 D& V. t1 T供电为12V，继电器吸合，旁边的指示灯亮起。
  P0 S: z) B' W# m被测电压为0V，发现有0.08V左右的“基础电压”，
. [, N, ]: X) _9 n4 K; G
8V时仍然这样，
" I1 l0 P& _+ T8 _' ]0 ~8 m  t
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”。

% W: n9 W! @- c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，
5 J9 Q$ J9 _% M% _' s" v
. z) g2 m; ^( H' z8 Q" @/ R! ?" V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。

' a' s# p: k' X2 ]( m$ I% [: O  |
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。
6 p' \6 ^/ @/ e$ o/ h8 R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：
1.显示信息量大
2 u2 p! `1 }1 W5 ^* S+ S7 f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。
" ]" ~8 O1 j) T0 X% \! g/ g
2.安装方式多样化
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。
$ G/ X+ N0 \0 x, U0 u
3.双向检测
$ Z) V: }. H9 Z0 |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。
9 {" Q! p, u3 E6 B
' R1 ^+ \# T3 C# s# |4.特别适合电池、电动车充放电测量
! W6 f2 g! i+ O7 B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。）
# l1 e& z5 t# \/ |: K$ i! w
5.测量电压范围宽
! B* e1 E: y8 I" g7 P) o2 y. o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。

4 C5 K. m5 y/ d% h: O6.断电记忆和参数清零功能
% u8 x; S% ?3 |. t: X" A/ n# e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。
- ]' [& P+ q# J4 H2 j
8 O9 Y- W% z8 i7 Y7.具有关断保护功能
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。
% r- D5 o6 `1 v! q# E
8.丰富的人性化配置
+ h) ^+ e0 K; u9 [3 a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。
5 ?$ R* \* g, p: e( w
! P  ~$ N6 e6 D8 ~下面拆开看看。
% x! K; h2 J4 {# L/ g& g

newnet1234

先拆显示模块。

标签上的P/N号是我抹掉的，

. t, k, t0 }+ U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，
0 v& P- F7 F0 o9 F0 b5 s3 j
  V8 |' W# n6 Y, Y; i% {+ i小心取出电路板，
0 s& l  z1 W* m7 p
电路板元件面，

: j. m4 }* `; l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，

通讯板旁边的1个8脚IC，

+ p% b( }# y7 I2 @  O# Q3 n( D看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

9 u( F9 M5 O& p/ K/ F4 q) B7 X供电单元，


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，
' ?$ S. E/ H+ p
  Q1 K/ j8 K$ P' |* c8 E/ B肖特基二极管，

AMS1117-3.3V，LDO，

1 B# k8 ^0 O& ?0 i$ b主控MCU，用的是STM8S00，
1 A. Y- T, T6 w# \# F1 M' @! F
9 i6 ~5 b0 b: K( v! M/ o! y- h
. m& T; F- {# S+ y0 M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，

电路板显示屏面，

- n& Q' Q. D2 T3 m: X, g忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，

掀开显示屏，

下面也很简洁，

$ W" D. d, f1 l0 sZ180SN009，V0.0就是一次成功吧，

+ X3 u4 F1 P- l; p, K# j& _侧面看一下，
* u" a" X7 m) {* x" X
这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
6 E/ \+ `2 v0 B2 p. {( Q! F
/ d  b, V# U5 ?7 k( q. r2 z3个按钮开关，

& p" y) x$ C$ O# O- ^+ _
& ?) l0 J3 H5 @8 z" N0 z0 `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。
& o; C3 e( x+ A" v下面再拆测量模块。
" C  B/ x+ Z2 r- \3 r# G

newnet1234

- ?7 y* U& ~$ x" f
# k% p. s% o) D2 a继续，该拆测量模块了。
$ S# D* M) p% d: x1 o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）
3 z1 g+ N9 X# M! C
: k! g1 i" ?" [7 R3 |" L( D有3组连线，
. L+ |5 k0 a0 _. d/ g: @

再拆下红圈标示处的4个螺丝，

打开黑盒子，

只看黑盒子，
) N3 f+ W3 l3 D( ]5 |) ]& ]

9 H% E7 b. I' @. X, r5 ?用料厚实，
$ f/ L3 j/ \. P9 D2 i- V( S
这4个螺丝是固定铜柱的，

2块电路板可以完整取下，


上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，

! ^  m/ ^5 g! O4 w! o+ g% B3 i( ~里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
; ^7 x0 g* \& a% y2 `+ b
: n4 i) e2 B$ y4 q3 I  B7 `小板与大板是插针连接的，可以拆下，

' W) l8 Y6 s  t; C* H* S3 I, l5 f
背面没有元件，
3 W' F. z" H& P6 u' M
下面放大看看板上各处，
5 q. g+ [+ Q# J
- L7 C4 F/ r: K, {- v" |2 G同样有个75176B，差分总线收发器，
3 B+ y* U" b& I8 M& `
' g: s9 t: y# g4 e4 e! T6 x
单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，

继续，


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、、，
' R1 n# t! ~0 i" i) ~6 `8 b
' L1 ^7 u  G; R2 D2只大功率管，
  Q& F& r; W7 l1 u& L( z, X
# K, `+ |+ H7 W
带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
4 e1 T! x6 Q2 Q0 I另一个是MJE340，300V、0.5A，NPN。
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，


板上的电源单元，
* a( L$ J( X( E: W9 ^. I
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，

U1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，

这里还有只贴片大功率管，

: Q# B9 ~2 F3 a7 V) ]5 Y/ p6 f- y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，

; x& T8 |/ K+ U1 q最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，
' |1 }! ^% m8 }. q" |
, h- W6 |3 M1 R( a- L1 ~; ]1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，

; @; f$ d$ ^. R( w/ {IC上丝印了完整型号，NRF24L01+，
( g  i+ ~$ ?2 K, G# e9 P
小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，
) v( \+ S7 M. N* P
( P7 w2 ^+ F4 d8 J: p+ @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，
8 k: e3 w- D2 p2 m5 s' u# a
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。
# m8 Q1 C  v- l' }8 S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，
9 g9 M* j0 {7 ]
9 P* p( @8 [% e5 g: ~. `
拆机评测完毕，谢谢观赏！