【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) L: g3 \+ j! }, ]技术规格是比较牛的，
' x: @6 U' A) e0 X5 ]
0 n- c5 D) I  ?7 e: F% A/ S0 g, Z误差精度一般吧，
$ q# G. i1 K* i" W# [' ]
实际是选了最低的一款：VAC-1030A，

5 c: w) q4 X! L0 T, P; O( j: y: [) ^电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
是彩色液晶显示的，

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也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，

/ d5 f5 F, v" p1 s% S+ Z# O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，
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4 Y0 Z9 d8 z) g/ G后面开口处有个简易USB公头，可以用来取电及有线通讯，
1 T4 u, i$ Z& v- {& a背板上帖有标签，
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, o) s2 O- Q# x- R5 [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，
5 s$ L2 l( D' k! u5 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，

: c- Y- R- C5 D) ^侧面一端有个USB插座，

有两层电路板，

$ r/ Q& M6 C/ H; d0 v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，
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8 v2 o1 A' D0 `接线端子也是30A的，

% ^  B% ^% a5 R1 d商家给的尺寸图，
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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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$ f: Y" e* G8 f2 p0 a4 e下面是基本接线和用法图示，

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. J& k/ V* }% q6 q接下来做了些简单的测试。
+ ?3 ]" Q8 W( X- k8 z; P+ ]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，
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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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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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. B/ h& _# b7 u4 ?  K4 D20V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- g8 o& t% g' t7 R- ]
+ I; ^) A; Z: w试出此模式下最低电压约是6.6V，

6 z3 |" ~6 F3 U* d# g& o被测电压再低就会使显示误差变大，

5 k: v- ^4 [6 e; q9 ^. B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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" W- P& I1 h: K) L! p; o* Z$ d0 R
下面改用独立供电的模式试试。
7 \: D6 U: T  f- x$ e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”，
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8V时仍然这样，
+ I, a+ y: Q/ X# W* \
' A0 K5 }) N0 ^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”。
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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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+ D2 _; y8 O/ a1 f( R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：
7 k" {) ~! y/ ^* j- m2 U, _1.显示信息量大
/ ^4 f8 a; y6 P" ^- J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。

9 j: C% T7 T  K) Y2.安装方式多样化
5 G# |5 I9 q- X# i2 F. L0 e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。

3.双向检测
( w) r6 Z6 H! j" ~* 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。

5 a' ?% G+ Y$ T+ p8 l" \4.特别适合电池、电动车充放电测量
- ~, g$ @; H  I1 p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。）

4 i7 X/ [+ l0 a: h5.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。
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7 a8 u  _+ d( D6 U' [' o" ^* f6.断电记忆和参数清零功能
( ^  P% l5 @- _1 q( K! y% T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。
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8.丰富的人性化配置
' Y3 _$ y  {+ }% F+ X& Y8 o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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2 \; g# g- l' E. c下面拆开看看。
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0 T2 W) z6 }8 K' W2 X: \+ H  l先拆显示模块。
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/ g* T% N* K2 h( u  b标签上的P/N号是我抹掉的，
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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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) b: {' ^! o" L5 s小心取出电路板，

电路板元件面，

) r" A& b! k- L* n9 z( r2 ?. 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，

通讯板旁边的1个8脚IC，
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看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，
( `, R' z' K( K6 e" M
2 ~/ K9 B, N! j8 B) J供电单元，

, p+ N' @+ J  u* e6 f, E( H
" U7 i0 K+ B1 z- E" R5 }! h# v% k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，
0 j* g% S$ o$ [  I
肖特基二极管，

AMS1117-3.3V，LDO，
& `0 |( N4 N- X) O0 c6 y5 V; Q+ A
主控MCU，用的是STM8S00，
. N- V7 o( l$ @" \, R
, `: t3 |5 G& q$ }' m0 P
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，
( k# G% \: `0 P$ D( x9 k% 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，
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( s0 V4 q. \$ ~8 ]' Z, ?* R下面也很简洁，
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* i5 l5 {7 t) I8 I  hZ180SN009，V0.0就是一次成功吧，
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侧面看一下，

* A: C; d3 r9 |* E. N2 G这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
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3个按钮开关，


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。
+ C- Z) Y- M* ~0 B- t0 [) E- J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，
9 |2 l4 s7 [' S. P8 h
" _9 C6 v' |# B  D7 c, i% r' ]
, c$ J# U7 W. L/ E再拆下红圈标示处的4个螺丝，
1 N, n/ I0 g) }7 l- U/ M
8 I* f! U* _8 u3 j4 H2 C打开黑盒子，

. b' |5 z7 c5 q3 b/ ?只看黑盒子，

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/ r; w9 i9 m9 N4 K% {$ _用料厚实，
( W, B) e& f8 i; a
这4个螺丝是固定铜柱的，
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2块电路板可以完整取下，


7 T# X+ n# k$ U( @上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
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/ d& M' P4 a; v里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，

5 i4 O$ ~" ^4 c; c9 H小板与大板是插针连接的，可以拆下，
/ a, G8 [% [5 Y1 a# c$ Y: R1 S

- s- H. y+ U: U背面没有元件，

下面放大看看板上各处，

- I, T2 L2 `2 \' Y8 `6 {( o同样有个75176B，差分总线收发器，
7 N* s& c9 \% I) I
  K2 j  e; K1 n* n  V7 T
单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，
  A& I4 v! m0 X, }" J
继续，
. c" U% H/ \# N

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、、，
; A8 R( M, S  E% ^, j# h
( N  y8 n# A+ _/ o8 |2只大功率管，
& I$ ^) C8 H) p7 W7 W. g

/ U5 A: `5 _  }5 q带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
# x, g: \+ I) @% c8 F! v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，


* c3 v) p1 L% m4 A& ?) X板上的电源单元，
* b, N4 }! G) }+ x; f) ~
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，
  }4 U9 t- ~" i; O2 V- ^
% _" L6 {! P+ _U1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，
" f: l6 C. H: ?5 ?* p* D& x5 q
5 a: U7 p7 l% Q8 [( S% T! {这里还有只贴片大功率管，

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，
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最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，
) J$ q$ d/ |: M/ y$ u$ P, H0 @+ U
1 d! N# G/ H& r0 G1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，

0 W* T5 S3 p+ L1 R- k3 t4 VIC上丝印了完整型号，NRF24L01+，
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小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，

2 ^5 ~8 O3 O# }: L; p& T7 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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# M/ B7 B2 _. ?3 S  n5 _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。
, W' _* }9 @7 B3 U! G3 J( Z/ h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，
* s: }+ p! q; j6 @

$ S8 R  L& s7 ?3 ^拆机评测完毕，谢谢观赏！
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