【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。
技术规格是比较牛的，
+ a+ p& J4 x1 b9 j3 Z$ m3 V  P
1 p, x, r0 r  @* r1 `2 n误差精度一般吧，

实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
, P$ i/ f5 Q. K* A) q* W4 A/ c3 f. s
% Y/ m3 f' l+ ?) p3 X4 e电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
* P3 B9 }( Y3 D/ ~是彩色液晶显示的，
6 [2 Q# ^+ A" @! ]) m1 F, ?2 e7 `
, O+ w0 l9 x% `8 }1 y
& E$ x. ^# q' e/ F- L7 S也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，
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收到了这么满满一盒子，里面有两部分，还是有点超出预料，

9 E. ?% r* {& S! O4 Q9 R3 H小包的是显示模块，

后面开口处有个简易USB公头，可以用来取电及有线通讯，
' ~; @& A3 G7 x1 |$ i5 G+ l! \" F. p背板上帖有标签，

1 ]) v9 h  w9 B, {" D8 @$ p与盒子上的P/N号一致，比较正规，

  L. G; |& P, p另一大些的包里是测量模块，
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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，
2 B$ o6 }2 o6 s, |% t0 K- U
侧面一端有个USB插座，
) c# k9 V- R3 y4 E! Q
3 F+ z) U9 S( T9 u+ n- _" M有两层电路板，

# K' i6 Y0 g- F2 t/ h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，
4 a) m9 [  w  l( e* I
& p/ d7 `6 n# u$ M# I6 x接线端子也是30A的，
" O+ [/ ~, a* A# C: ]& g: \& W
5 x$ t- y- S/ D: o1 Y商家给的尺寸图，
" |4 }& c7 n# {. X5 z* q
显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，
% v0 o0 @$ M4 W. m# w
9 g! A; a  [1 p$ ~
, g& k" O% s2 S2 F) p0 U$ q' N下面是基本接线和用法图示，

4 [' W) ^6 k: P  T( p/ z, K, T

接下来做了些简单的测试。
8 F) N. q6 B2 P* t8 E  W- K% S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，
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+ ]5 |( v1 d9 M7 g1 _  D7 e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，

  @4 z" \0 S4 O/ Z& c& F6 X
+ n, n* F3 u: X9 N+ n7 G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。
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，
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5 r+ J( D" p% _5 \# C( w  ?1 J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。

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$ a5 D& L6 r5 \  w
  X- d, G$ `- G; z+ ^+ t' T20V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，
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2 y! S& O4 D  F' \, a9 H试出此模式下最低电压约是6.6V，

7 [: d5 i+ j) v1 w6 X被测电压再低就会使显示误差变大，

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，

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4 s# ~% A( B) J& V: R9 c6 ^. \5 P" P下面改用独立供电的模式试试。
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”，

8V时仍然这样，

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”。

- a& u6 V. f+ H5 N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，

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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9 {6 W) a/ j9 G6 g2 C5 H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：
  B6 T- p! r" b2 z1.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。
0 S8 \& |5 \' S2 Q
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。
" I/ u9 E& S0 M; l+ \
7 e; w3 C  @$ v7 H6 Q  d3.双向检测
/ H0 u! m: }- o& C/ J* D; W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。
3 v8 G  W2 \& B% }
4.特别适合电池、电动车充放电测量
# {) |+ P; i' N# \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。）
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5.测量电压范围宽
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。

9 ]: M2 y, x, ]0 y( s% l& V5 ?* A6.断电记忆和参数清零功能
3 Z! q: Y5 D  R) p9 r# 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
" }9 H2 X8 ?+ n  w7 W9 @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。

+ h& _9 Z1 m0 f8 }* M& i下面拆开看看。

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4 d' }  ~+ w, n4 U0 J& ^
: u7 K4 ^! h. v2 {5 u6 r9 Q% x1 _3 G先拆显示模块。

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，
& z/ w/ C0 H0 ~+ R$ J2 i
1 I! L+ d7 v- h1 x+ H. O小心取出电路板，
+ q: S) o: }* j- p$ h8 I0 m/ \5 E0 p
电路板元件面，

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，

2 C3 O' B+ T5 L/ y5 G- k4 G通讯板旁边的1个8脚IC，
: Q+ B  Z: p: h
" A5 T, Q; p7 D: b( k看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

9 ]/ y, R& |9 T7 F/ K$ I7 g供电单元，
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4 f' |6 e  G  \/ b
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，

肖特基二极管，

2 @( a1 `0 j' H5 I1 J0 M3 W% ~AMS1117-3.3V，LDO，
# P" b/ s/ q1 N6 Q4 N+ l
主控MCU，用的是STM8S00，

- Q9 T' P" Y* M% T( k# s" i+ ~1 c
- a: `' _, y* ?: o! t" \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，

7 k1 w. z- N  n/ V, {& Q忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，
2 p! E& |" b! f% t; F. T# ^
3 G, |5 K# ^8 V6 o" L掀开显示屏，

" l9 [" d" |' w  p; b0 |下面也很简洁，
5 A( `# K; c" r6 Y0 O' Y
, Q: Q9 y+ {( E  d2 S1 I3 YZ180SN009，V0.0就是一次成功吧，
8 @3 m7 E, H( T! B3 q# w  Q
侧面看一下，
1 ^3 ?8 I$ r4 m  Y4 r* S. v, T
; ?5 z5 P$ v/ y6 u这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，

5 L8 ~5 m: o! g3个按钮开关，

7 n, l9 B" f* n& l
7 o" @4 U9 s) H& S' i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。
4 Z  I5 _. k2 S. m+ f下面再拆测量模块。
# c9 o( [* V/ C& V3 x' i: v9 _

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/ D9 r& _* w0 b! N4 |
继续，该拆测量模块了。
: F8 [5 b7 n. @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）
. r2 }2 E; f  X% m0 x6 Q& Y8 J8 }$ L0 a
+ |9 G8 }0 v. G+ O! M7 E8 z; O有3组连线，


+ u" b: ^, t2 v# e8 c6 W再拆下红圈标示处的4个螺丝，
9 g+ [. T. q) c+ h) E8 w- j
9 Y$ i' ^; g  f: ^! c- T打开黑盒子，
* U$ x( H9 x; }1 D/ w
只看黑盒子，


6 y+ U' n3 l2 N3 z1 A! F2 G* W用料厚实，
$ [, S. A2 Y* Z$ I. {9 L& |
" a" M6 G" }1 i; [* [6 j这4个螺丝是固定铜柱的，

+ x5 ~% E, o/ N* p5 k2块电路板可以完整取下，
5 }9 w0 J  i0 k  _

上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
. ~# d4 l% K- @/ h5 g& s+ Q
里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，

小板与大板是插针连接的，可以拆下，
# x6 p4 E2 L' ~
1 q/ s1 Q% c' O1 u) X( M8 t
; m/ Q' o) G& K# M' G& t3 o背面没有元件，
) B" v$ a9 E7 B8 ?0 H( @' [' |
下面放大看看板上各处，
: {  o8 W) s, Y& Q; B: U' A; j
同样有个75176B，差分总线收发器，

% m4 l# y* L4 L" O
. R: }; ]2 j2 M" D单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，

继续，

! y) ^6 {6 s: o, h; V7 s
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、、，

2只大功率管，
/ P% W# X+ ^& W7 }) h2 j

4 f: J# N! z" \; A4 f带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
& S* V3 ^  P8 U! m; J0 _另一个是MJE340，300V、0.5A，NPN。
% Z" p1 ^. T+ E( }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，
. s4 @2 Q+ u1 s
) l9 j8 P" U# F4 X
板上的电源单元，

  C0 _' @* ?, A: v7 P8 y. v* X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，
# R2 W5 y* ?4 S% L6 t
$ s% V7 O$ n4 o3 [6 Y4 v/ h这里还有只贴片大功率管，
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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 h: \" r/ c2 H; \. S- [
- n4 X. d4 p/ f5 K- c最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，
3 [' a2 t% ^' R- Q% C* U
# v/ @3 s9 z% K2 G  C4 R1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，
* O9 L! Z- @1 J; D( V, E4 i+ j
: Y  g6 E# B: BIC上丝印了完整型号，NRF24L01+，
+ i  b: t6 o5 |' `% q8 J( L1 i: y: W
0 y4 h5 a$ p& [9 X6 Q小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，
1 v/ h7 \; `# {( B& {2 H. @
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，
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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。
1 g3 v: C: ?& J6 W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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5 [- h- F) u8 D0 O3 z, ?8 c$ l拆机评测完毕，谢谢观赏！