【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。
- ]3 x, D6 _" G  Y- z+ A技术规格是比较牛的，
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误差精度一般吧，
2 a" L3 o3 y! C) @( D, J0 ]
! C  U' J1 R9 _5 i# ^' ?, {0 p; o实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
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1 A8 }3 F" D8 v6 @7 m8 {- Y5 e. e- Z电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
是彩色液晶显示的，

- k! ]( S6 w8 f- F. U/ x
4 O: [2 W) S$ h7 [) q! u. ?; u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，
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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，
1 D* G/ ^% Z0 r背板上帖有标签，
" ~( G9 ?+ P/ ^
; q0 `& L! J) L与盒子上的P/N号一致，比较正规，
% k! M& o6 t4 {% T; f; q+ [, J
" ^: S0 J1 x2 ~- _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，

侧面一端有个USB插座，
; y3 o3 f" U4 S
# O" S0 C4 N2 @0 D" H有两层电路板，
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, K' F! N. x& n$ S9 R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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5 r- y1 Z: D! X9 K; d5 Z4 c接线端子也是30A的，

% o. D9 Q+ r4 j0 F商家给的尺寸图，
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' x0 N5 Y% P6 y, F2 x  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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下面是基本接线和用法图示，

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3 ]5 I2 t! g: m4 z接下来做了些简单的测试。
; {( u8 o* j, s+ W6 p5 _6 x/ K$ [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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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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6 S  N. v7 d( X- T2 v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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* L% b* ~8 _0 B. o; K. s5 o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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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，
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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，
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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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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”，
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" {8 {! ?+ r" D7 @+ e8V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”。
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- d2 W# u) y' A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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# `' F0 ?1 p# k8 C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：
$ g! v6 h; @! \3 J+ h1.显示信息量大
# m8 P0 o4 P! z+ G4 T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
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。

4.特别适合电池、电动车充放电测量
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。）

! X/ ]% ~% v  Y# `. `6 H* a5.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。

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。

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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' j& b& _5 x3 z% |8 }8.丰富的人性化配置
! l/ x- ^; n& o( k! U) S6 j+ q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。

3 C  u0 \# v1 R8 C" c下面拆开看看。
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先拆显示模块。
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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，

2 v) E! i' [1 N小心取出电路板，

7 \: X3 C+ z& P. k5 U7 C, t电路板元件面，
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6 V' m: G! ?& @( S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 ~$ _4 Z9 P, F$ W9 K' f4 Z通讯板旁边的1个8脚IC，
$ f% n* y5 x1 o& e
0 Q6 h. k0 K: P; O看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

供电单元，

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* ?( I6 Y' W; `4 O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，

% W/ ]2 r) C; c" l肖特基二极管，
* B, G6 N8 Y6 t4 n0 m" C! I
AMS1117-3.3V，LDO，
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$ e& y/ b7 e2 Z5 d- i主控MCU，用的是STM8S00，


: N& N" n0 Y8 ?: i2 }; F" w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，
, m; w; v2 t" [# ^. Y& a( Y5 T
' C( d( z' T' j* U4 s& `电路板显示屏面，
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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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  q, {# [' P5 h$ n& w0 E下面也很简洁，
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2 \7 L! v2 r% R  B7 N& ]8 _& I; r" ]Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，
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侧面看一下，

3 S8 j) y8 N  @5 |  O这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
: j! |: |' b+ p/ S1 d# H9 m
/ R! m& K9 @. p5 |3个按钮开关，

" F2 Z5 h5 `& s& a7 E
6 T0 H) B" e7 U; e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。
) o, {( w% G/ c% U( b2 V下面再拆测量模块。
2 K. K: D* I$ g3 w# e5 d& J

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0 ?+ L4 l( j- H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）

有3组连线，
9 X) n7 w4 `, R
* J; n* v" F. l% |
再拆下红圈标示处的4个螺丝，

打开黑盒子，
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$ G$ w: G) q) C# X4 K只看黑盒子，
2 ^, \1 J) E( H6 y1 ~' {

用料厚实，
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这4个螺丝是固定铜柱的，
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3 P( Q; O  b$ V" o+ R2块电路板可以完整取下，
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, n  `$ A+ [: B, V# Z
上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
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2 O3 ]. ]; O, g* O里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
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: |/ ^* A' u# f+ b6 `小板与大板是插针连接的，可以拆下，
# g0 V$ i7 V7 s- ]
, s9 B  G! h, T5 _
, L  _' A, z# T背面没有元件，

9 q, A8 M. G5 g, [下面放大看看板上各处，

: }) ^- U* ]9 F# K$ f4 x) D5 s同样有个75176B，差分总线收发器，


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

( V; s; G5 I8 x* l9 p# 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、、，

2只大功率管，
0 D: E6 o7 C( U8 J, g( t1 a

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。
  m. B) S+ {9 Q' p! |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，
2 k! S; P* x9 x
" ?; @4 u8 `1 K7 M8 p
板上的电源单元，
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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，

# }6 D! M/ Q. B* LU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，
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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，
& @' F) _4 y6 f& S& v* N
( o# M  m3 S. w/ L; \: a8 t9 y% M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，

6 G% u- f$ x. R1 q. `" V  AIC上丝印了完整型号，NRF24L01+，
  |7 q$ K' ]4 Q" N4 u
! q8 i% p& f5 o4 I- ]小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，
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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，

& J7 C3 q3 F1 E/ g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。
* F& }+ Z$ R3 w! 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，
/ Q8 o/ g* L4 G/ h  B$ n2 u
1 a9 D" {4 T' G- s) a
拆机评测完毕，谢谢观赏！