【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，

% E8 ~- V& _* a0 Z& a) l, h( f7 L3 b误差精度一般吧，

实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
$ R7 |" A# v+ e! q
电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
* I# l  L* e: F- b是彩色液晶显示的，


: [( _2 T+ W3 T( R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 X+ C( \& ]% R6 ^0 L9 G3 v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，
$ N+ ^) Z$ m  c  N' d背板上帖有标签，
1 F; d6 F( I# V
. H" R. l! Q# I$ L  ^, z! u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，

0 m, W4 T, F, r5 V* @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，

7 u' l0 g1 j' r4 a; r侧面一端有个USB插座，

有两层电路板，
$ H# W% Q- ~0 o( H) Q
% w: d0 I* j- F8 ]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 Y8 n  y% v$ N! [2 s' {
接线端子也是30A的，

+ a' X' a" O7 E; ?4 B商家给的尺寸图，

7 r2 U$ l: X  \5 m- ?) ]( w- e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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0 z& b1 k! S, Q4 T" @
2 b5 n4 }& E; E; Y5 \6 ~下面是基本接线和用法图示，
$ W( y" z: q. }0 V. Q  q3 R
7 ^3 e1 E/ t- V( K# T) a
) o$ t! O; t7 |3 Z2 W0 V% j+ q
0 U* c* n1 {: N8 y% _接下来做了些简单的测试。
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，

9 \( @$ L5 V& k5 ~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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2 {# }. V. A$ ]
  E" k4 ~4 Z1 E; \6 H- u% I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。
+ ~( Y; Q$ o9 _  X0 w) s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，
6 ^6 I$ [' r  @$ _
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。
& C# \" h' m7 H1 h3 o: F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。
) [/ j, c5 _" L5 ^

$ w- T0 M4 U8 X( ]; ~/ c
3 z6 u- |! M" N" @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，
% i* s8 {% K. h: ?5 H
9 {6 Y* Z/ v0 l6 u) i4 W6 O试出此模式下最低电压约是6.6V，
. Z2 v7 [7 o0 y
被测电压再低就会使显示误差变大，
% K, @+ ~7 w+ T8 b8 ^; S
) d6 r6 Z+ J8 Y2 c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，


2 `' X5 b$ t) r8 p下面改用独立供电的模式试试。
2 Y- @- @* B) w5 V- [% _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”，

8 w  E+ F3 N! b$ ^8 X. b" Q5 f8V时仍然这样，
! ?! b9 r1 i$ f9 w- v
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”。

* p# t7 J7 U& [/ x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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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：
1.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。

- {7 h4 G; g0 x. C  d7 D# w; k2.安装方式多样化
) }; i7 \- I( J& S% J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
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。
" d7 }. f& u% W% x# b" e5 R
4.特别适合电池、电动车充放电测量
- S/ {- }, l$ m5 Z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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, c- l) E3 h& x& T" t. _* F2 |" s5.测量电压范围宽
0 w- N; ~/ A4 C; Y: P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。

6.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。
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- O9 E6 F/ S+ b( ?  x  u: T7.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
. B8 e5 ]* E  S( C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。

- [( t: \" f) {- r! j# ~7 e

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  p1 C6 x7 t* ?  I
' \, b6 i, Y( A, G8 y6 M1 q5 f先拆显示模块。

( J( l. _8 c( q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，

6 ~8 h, G+ u$ P4 c( c9 S小心取出电路板，

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，

9 M1 b- f6 T' f" d- |- T, w( c通讯板旁边的1个8脚IC，

# z- E  x1 `! ]- N6 @7 g看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

  {' l4 H) O# D9 M" r供电单元，
3 x, X) u4 @2 s7 P% l8 w( C2 {

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，

1 i4 a/ E) f& O& D1 D# {9 Y% q肖特基二极管，

AMS1117-3.3V，LDO，

# n6 \% U7 ~4 m' H( F* a6 v主控MCU，用的是STM8S00，
" ^! T) g( H2 m. v- f) j
5 f2 r, x! e- Q3 w( ]: N, d
  H5 C6 G8 N( E6 B. S' `6 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，
7 P/ _3 Z0 j& ^+ U
3 }- w& M. l% f, M$ _电路板显示屏面，
9 R5 Z- B6 ~+ H/ P% ^! u; J
忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，
* P, o8 J7 j4 Y% C3 U. C
# A* A$ c7 e4 n# w  _' K# E掀开显示屏，
4 b* \: n' p) t7 L; [
下面也很简洁，
* Q0 Y5 T6 u- ?5 ?; s) Q2 H8 {
( h6 t3 H; x# x1 T* fZ180SN009，V0.0就是一次成功吧，
! m- L1 x: X5 E/ i% I" @
, T; o6 p, C$ g& u* T; @侧面看一下，
8 U2 t" Q/ T7 x* ^& b7 G
这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
- [: R5 U+ [2 e& J5 w" L2 p) \" x
! E( t/ @3 i# u+ T: {3个按钮开关，


% D) r6 y1 D, H6 F6 o: A1 d$ _  W6 K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。
! x! P; b* z* N9 s( [下面再拆测量模块。

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继续，该拆测量模块了。
7 d  }2 i, {' K6 S) Z2 M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）
( L8 a: G" H  e0 Y9 p* X
有3组连线，
3 R7 `+ y- f& ?" \

再拆下红圈标示处的4个螺丝，

6 U# n1 y' t/ i1 }9 E# `打开黑盒子，
! s' z6 L9 t: e3 D7 z! L# \! `
只看黑盒子，
- O% D" E: ~; \# F1 F1 ^* [

用料厚实，
* p8 `9 j, c1 Q# L
这4个螺丝是固定铜柱的，
$ F* [% F5 `2 L5 ]8 d# A
3 |1 N) H9 ^8 [& @2块电路板可以完整取下，

5 o/ B8 j. H4 g& X1 D& S: @
/ K2 v  y! ?3 w+ @; S上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，

$ K( d. Y9 R! \% Q: O( k: U2 o% |% O& T* [4 G里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
  F" K  H: g# M; H9 _( [9 A0 D) R
! Z+ e3 _; s1 J/ t9 q4 H/ K- W小板与大板是插针连接的，可以拆下，
. \6 @- p7 R8 I( n* K
1 D, j& O" e+ ]& Y
/ b! J" q. f% @; O背面没有元件，

下面放大看看板上各处，

同样有个75176B，差分总线收发器，
2 X0 s) @, _, h7 W) Z

单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，

继续，
4 Y/ I4 r  d9 |( Z

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、、，

8 P7 G% l( {' A. Q. G2只大功率管，

- i* x/ ~2 f0 f
带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
* Q, o, F' I: r7 S6 B6 p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，
+ g3 b7 B1 g3 v3 H- V

板上的电源单元，
1 r3 x( i5 L8 }
! o8 P/ D  T: R- J  ]; N- v& W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 C& T4 b6 \5 i8 p; xU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，

这里还有只贴片大功率管，
3 h) j  ?4 x* i
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，
: q5 l) j. ?9 F. C( o+ g/ O
最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，
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1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，

IC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，
$ p. g+ _0 q& ~) @
; Y( I* V, _. I9 e& n9 J: Z  y' r  znRF24L01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。
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, h' x$ W1 W. L, K) R

- c7 {: a3 X" z& K8 y& z# W& M拆机评测完毕，谢谢观赏！
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