【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。
% B5 B. v" i' R4 ]; ?- ]2 r6 _技术规格是比较牛的，
$ C3 p9 r$ i0 D5 _' \" }6 k
误差精度一般吧，
7 T2 T* C' l7 ?/ Q
实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
6 e0 G8 D! T/ e. D9 w9 q
电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
是彩色液晶显示的，
4 H: d" `2 D/ X, `3 k

也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，

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 _$ o! Q' w* D
" K: o6 v2 \; J, o/ v4 r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，
. d% U* [1 R1 w* n+ v背板上帖有标签，

$ |2 V- K0 @( i) M+ t/ ~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，

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，

9 O# G5 J0 g; b4 ?2 i, j3 h! z侧面一端有个USB插座，
- |% g% \: k* j! T9 u& Z. Q. _
有两层电路板，
5 q; l% m5 g# V' Q) U
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，

6 e/ T8 d* P+ ~接线端子也是30A的，
' h) G7 V. e, j
商家给的尺寸图，
, c1 x, U$ d( j7 H. {2 M$ P
显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，
2 h# k% o8 \5 f4 C: M& S

下面是基本接线和用法图示，
, H; l$ w0 ]$ O+ `8 ~& G


接下来做了些简单的测试。
- [: L/ p( t2 y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，
- T& G, M& r" O+ i4 B, d+ Q0 R
# k/ C6 d9 ?% B- L3 P3 D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，

, Y1 s* f$ H: }. @7 b0 I. U
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，

% O# Q* `+ A4 S& [2 N& [: g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。
3 ^* |' d: ]/ l' B, ]0 |+ m% ?( P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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( k% S7 p# M. Y4 u- W* j1 u7 H
. X8 E+ o0 |, o; Y8 C' V
1 i4 F0 U8 {  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，

试出此模式下最低电压约是6.6V，

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，
, s) l6 q) v) ]
( d2 t2 y3 W& Q% D' H! I+ ~
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。
. c5 B1 p$ {' d6 S* J被测电压为0V，发现有0.08V左右的“基础电压”，
# K% l$ s$ Z1 {9 x, M" n
8V时仍然这样，

& v$ m+ l) T# A' K: u' b( g15V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”。
/ f; d; h8 t* r& h- V6 |
, z9 C% {6 D' r7 U" ~$ \0 }: O' _0 ]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，

; k0 s% Y" a! n8 B3 J- x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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' J3 [: t, b! p1 u' q& M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。
; c$ M- O3 W$ L) _( O* P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：
. G; i* c% `$ L1.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。

. f+ W$ T# g+ R2.安装方式多样化
  z5 ]' l5 g# I8 j2 f5 N, P& [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。

9 d6 b; M! R' S5 u* w3.双向检测
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。
* a; }- g+ z. G' {$ J/ a, F' N
4.特别适合电池、电动车充放电测量
* G- Q' v5 h$ v3 O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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* y. y! c' j9 |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。
  [0 \* h" B) m/ [& j- o9 c" [
  e/ J" K# M* s9 s, `6.断电记忆和参数清零功能
2 f/ H- e, P8 I6 P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。
8 }" A- I4 i8 x0 g3 M- ?" U
7.具有关断保护功能
: J! J4 x8 \! Y2 l; w. B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。

& t& \: k9 O' @& E0 }) a' B8.丰富的人性化配置
9 @6 r) h8 n( T9 J- H7 z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。
6 d3 H. ?+ m4 _1 W0 _, w! u6 m
, B' p3 j& t! _0 N2 }下面拆开看看。
! F  O9 L8 d1 j  i7 C' L5 v7 e

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/ J6 ^* \1 t; C2 k6 v9 w先拆显示模块。
  O. L+ t3 I1 y0 |" I2 W6 L8 R
标签上的P/N号是我抹掉的，
% u% X" O: i) g2 J6 M* i+ K2 T
  i! F$ B+ f3 C- R5 A, O8 L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，

5 F) m  J% O7 V+ A小心取出电路板，

% R% G% M4 f/ J# t# P# E# ^, |/ i电路板元件面，

9 L7 @, X! A! ]6 ^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，
8 W: B! c) e; T; k7 L3 z3 W: L6 A4 m
通讯板旁边的1个8脚IC，
: I2 h* u" o9 \; c
8 V1 @2 H/ u; Y) M- k# {看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

  P2 h& b5 ]9 A$ U2 ]  P供电单元，
: |/ k* T# `: d" m- ~; F8 h

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，

$ j  o; g% X& D肖特基二极管，
4 x" I+ H, a3 S& p
; S, z% k5 p  uAMS1117-3.3V，LDO，
3 O  l3 H7 p  g1 V
5 ]% B: V8 V- X+ z, C, S主控MCU，用的是STM8S00，
: g) n6 A$ r" h" }6 I" p% J# N5 K

+ l2 v, n: U8 `+ k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，

: P1 z# l6 `# R. v- g5 e9 I3 m电路板显示屏面，

忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，
7 i( j. s5 g% d+ T2 U# ^4 h6 U3 v- |
$ x1 N: U! J0 _+ L+ m; c掀开显示屏，

下面也很简洁，
2 A" A0 {& C0 [/ X$ R3 j0 d" W0 ^0 A
Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，

侧面看一下，
  a' v" P. W# ~- E1 d% N
) Y4 W$ C( i" ]7 ?# Y3 O- c这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，

3个按钮开关，
4 z# o4 t4 y( \" X5 ~1 M# m# @

  J& }# ~7 |8 H% }9 M8 h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。
/ x/ C1 Q2 [. H( P

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; d* z+ F5 Z: b5 v$ S' O6 P9 L1 I$ z
继续，该拆测量模块了。
2 l* D/ k% I" v) x, 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，


5 Q. p% q; [: ?& V再拆下红圈标示处的4个螺丝，

' c* t' K6 h8 F打开黑盒子，

只看黑盒子，
0 a* g3 O. X6 R: v" j) ~5 I: u7 Z

用料厚实，

3 ?/ D) G& c6 \, _6 P7 C这4个螺丝是固定铜柱的，
& S5 ^. l4 K% A7 q  r- R* b* O" q7 c
" w) D+ H& q$ |8 i% N6 ]2块电路板可以完整取下，


5 t" i) ?, c5 W- ?0 i( e上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
' ]( `  o8 \! Z9 V
. t) I8 V6 G, E/ V, `+ N里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，

6 Y& ~. H5 P7 |# i( J) x* Z' k小板与大板是插针连接的，可以拆下，
6 c# j8 Q! E! E7 V  @+ S
0 y* j; C& }8 ^: u2 K
背面没有元件，
" t1 X& m; F) }
下面放大看看板上各处，
+ Z# t4 ~! l  h$ s' z$ a1 v
同样有个75176B，差分总线收发器，

1 S5 m1 L) O4 Y5 }
$ h3 y" [. y$ }, L单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，

4 o5 H: Z6 G7 _! m9 |) s继续，
9 i, }& B/ w3 F  M( d3 w
, n- K$ G6 V( ]: Y0 j! }) i8 B. i9 c  T
; q3 }9 t/ |, s- x2 t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、、，

  c, M: k6 R+ u, @  i3 d2只大功率管，


带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
$ k+ ^$ _; s$ D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，

. q! F: w5 w4 N# ?  T
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，
; k9 _/ @) X7 F, ^9 F. t; S
( ?1 q0 b( p' g, xU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，
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. f0 K8 O$ X! w这里还有只贴片大功率管，
% G2 ?. Q. x: }! L! T6 M
% e% \; I/ ]/ T+ g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，
7 x" P! H! t% X, R" ~  R
最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，
( @& @% m# M) ]
1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，
+ p1 d# P4 a  C) [/ M) H) V  c
IC上丝印了完整型号，NRF24L01+，

; V7 a8 `7 c  |1 |小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，
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& d7 z8 D) z  q9 e; pnRF24L01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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0 C5 B6 h2 k/ {, U6 ?5 C: ]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。
" U  Z# x& p7 m3 E$ P4 v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，


拆机评测完毕，谢谢观赏！
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