【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。
+ O0 H$ z3 ~6 D+ W; M技术规格是比较牛的，
- S) R& e, q; y8 i4 ], v
! C; J( p8 D, K* a误差精度一般吧，
( O8 q" h; b: \: R# n
% A& ]9 F8 ]4 c实际是选了最低的一款：VAC-1030A，

6 w. N: `/ ~( ?2 k6 M6 A电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
9 Z/ s2 ^, X% o: C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，
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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，
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( ^5 I- j  O' @4 ?4 V1 a小包的是显示模块，
$ _/ J4 S! J# a6 Z" N/ y$ _3 `1 ]! i
3 U' }+ Q; a1 M0 S( i后面开口处有个简易USB公头，可以用来取电及有线通讯，
背板上帖有标签，
- x' x+ F# f; n+ q) @+ R3 n  G! i
/ u- t+ Z4 Q1 d+ Y& w& C$ p2 s与盒子上的P/N号一致，比较正规，

+ F. z" J9 \" x- w( Y3 M另一大些的包里是测量模块，
% S0 x% A: e1 o; r% }; y
& G, T6 x& [5 e7 u% f, ]% r# \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，
5 H, A  X& ^, z) p9 b
0 Y2 \2 I2 D# y. r. `1 [/ W侧面一端有个USB插座，
* G% D9 I; x1 X$ w6 }
有两层电路板，
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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，
, ]; d( z2 a: C0 e/ E3 V
2 I6 E6 s) n. X" f. }3 r: u! V接线端子也是30A的，
* Y' J' F- {7 ]: H# m- l
商家给的尺寸图，

/ W0 W& n& }1 F3 ^显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，
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) b( C. E9 t! ^/ @% C6 C
下面是基本接线和用法图示，
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% n6 ~$ [- o! t6 ^9 ~9 b
: o; @7 f! W+ [. |0 J; j
接下来做了些简单的测试。
  o! Y6 S+ D  ^- U  Y; ?  v4 v5 T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，

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，


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。
6 n/ x5 s* w, w& y3 A- C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，

# {+ }% h/ O( n$ g: A9 U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。
$ I( g8 x, R& n! W: P1 j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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5 W- G9 B+ G- H8 k* G6 G* D
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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，

* m' K- b0 i& ]. [0 t/ Z试出此模式下最低电压约是6.6V，
3 S: Q) S7 G1 i
$ S, {2 C) D: `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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1 M4 i3 T+ b& V. c" M" \8 ]7 O3 q
: n2 e# v6 M  v0 m& M/ k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，

8 _8 y, s. s9 B( i2 u% B& d, {; m15V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”。

  _6 @. d6 V! g" a! z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，
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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：
9 M; U, |. z" W1 A( ^0 I3 |: B1.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。

2.安装方式多样化
' r, T& @' j0 [& {7 b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。

+ Y( L0 S2 r; J: L8 n/ ^) @3.双向检测
3 |$ O" `+ X$ n+ V9 p  o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
0 k" h: d3 w6 [) q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。）

; W  g2 f5 o' r+ T! i/ v5.测量电压范围宽
" \4 _& S4 U# F7 j0 d; b  N6 ^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。

: b. s8 z/ q4 [7 ~, y6.断电记忆和参数清零功能
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
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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先拆显示模块。
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, @* m* T* S: y; L/ ]: e标签上的P/N号是我抹掉的，
, _$ ^$ k6 F* p4 L  ?
( h5 N! l" O" W9 Y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，

小心取出电路板，

电路板元件面，

3 Q" S4 G% o: Q* w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，

) l. @: F5 M; F* @& a  H) l, Y通讯板旁边的1个8脚IC，
1 x+ V$ p+ E0 H* V
5 e8 @" D4 Y1 i" h' s' `# M% L看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，
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8 I9 Z1 z- ~1 `. j供电单元，

* W. c3 O1 S: a& L7 J
% r* j" f  {! C% f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，

- a( ~/ Y- ^) h/ W, v7 B7 A4 k0 V肖特基二极管，

AMS1117-3.3V，LDO，
, Y. E, J9 v8 A2 ]( P: \  b& [
主控MCU，用的是STM8S00，
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- D& O2 I+ _# F
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，

0 O$ A5 o3 Z3 \& o1 A& X0 D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，
/ }0 t2 x1 \5 c, V7 Z
下面也很简洁，

" b. K+ Y4 g& J; T7 jZ180SN009，V0.0就是一次成功吧，

: O9 u3 _: D. B3 `; X侧面看一下，

# d( p% Y# b( U& S, c: T, V这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，

3个按钮开关，
; e$ S' c0 F$ U. h

& V1 x( w2 U' F) f( {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。
下面再拆测量模块。

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继续，该拆测量模块了。
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）

- d" Z7 f; _, l: R0 ~  p; G. B有3组连线，
1 \+ H7 H7 x- j
. E" L' y; v. [: @
再拆下红圈标示处的4个螺丝，
1 J. n4 |5 Z! r+ l) A5 W( C
3 A! y3 J% l" D打开黑盒子，

! y- u% u0 E* q只看黑盒子，
  q% b6 E: z; b$ y- \. R

用料厚实，
& j8 g* R" |  u# h9 h. c% r
, o7 k3 ~: \# U, X& o+ ~) |这4个螺丝是固定铜柱的，

( E& u' h, ~( w5 ^1 \2 f. J2块电路板可以完整取下，
! G5 @  s* t. B' q1 f4 R

上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
5 w+ ^  r% V/ A+ J! T
里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
8 _- n. y  \) j8 R2 V
/ _2 a6 V. v$ F/ F小板与大板是插针连接的，可以拆下，

' S0 [/ N! ^5 y' }0 i: z2 t
背面没有元件，
- g- c0 R5 m  i) L
下面放大看看板上各处，
4 U+ K7 G9 V) A
& f/ L0 d3 e% X+ ~同样有个75176B，差分总线收发器，


+ }6 [# b# ~! e  h( v/ T3 k- {单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，
7 r" S9 l3 q: W3 X1 [
继续，
% a' B6 y& n( N. H2 F5 s/ T
1 A" R$ _; h: _( }, W1 F9 b
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，

) x2 L: {; a5 ?0 F6 G( u+ u4 K
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。
5 f6 V2 a+ n4 u9 `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，

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，

" q4 w7 i5 G! }* X7 U) A7 j. m" ZU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，

0 Y1 q- E" G4 I( h6 [- C0 ?这里还有只贴片大功率管，
1 V! c2 C* I# J1 D2 {" Q: z& h* R
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，
! X5 D1 ^. B$ V4 ^' f& [0 l
最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，
) R" L( f' G( P, x2 _: b+ s
1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，

$ O+ Q7 C1 ]# V4 Q" dIC上丝印了完整型号，NRF24L01+，

小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，

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，

/ d. g6 s4 d* N& X! ^, f% J. m+ {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！