【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。
+ v7 B- z) @1 q* G+ ^技术规格是比较牛的，
4 C( G. B( O; b6 H2 N' G
误差精度一般吧，
- U  X0 j; m; P& Z
% i7 m5 e1 X9 {$ _7 W5 A" z3 W' E实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
8 d  K) o8 b( R4 V0 ~+ d/ k
电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
. r' N: X" S, G* `' N  T是彩色液晶显示的，


, C, K5 X3 @; J1 M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，

小包的是显示模块，
# q! j  l3 W8 X! @' Q9 U
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，

与盒子上的P/N号一致，比较正规，
, a1 B" Z- p7 Y5 ]6 `+ K) z
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，
4 E, L, p$ F% ?; g! D7 u0 J2 \& X
6 f- e( k  r7 H5 C! t, `/ @侧面一端有个USB插座，

有两层电路板，

" D% ~5 ?: w6 M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，

接线端子也是30A的，

商家给的尺寸图，
. S9 P2 e6 v. T. L. F7 F0 i5 ~
6 n3 l- J- W$ S  B7 q+ w显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，
- F/ x  y& n% Y) Y0 d" f

下面是基本接线和用法图示，



接下来做了些简单的测试。
6 ^+ s1 `* q" ?; F- f: [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，
  u! {$ g& B7 N6 X
5 o& `/ H, ?( j) X5 n: ?+ j; z  r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，

  B; v/ A& a, o* k& [: O' H
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。
7 l  _. }' w: W# @& L1 r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，
# ?: \( G) G5 \# {- {
! r, e/ @. ]) i: V- w8 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。

+ c4 j8 j5 k! ~3 O4 T# g4 L
& h5 ]" Q; o  D+ g% F5 W
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，

& Y8 ~0 U5 l; ^7 ]# R' c: h+ V# X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，
+ i7 e: `% M) j7 v0 W" u' M
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，


& Y, I6 _+ n% d下面改用独立供电的模式试试。
1 U! _' k* U/ J# p供电为12V，继电器吸合，旁边的指示灯亮起。
! s5 g- d, G3 k% U" s被测电压为0V，发现有0.08V左右的“基础电压”，
! {+ u- N' {; `2 o
8V时仍然这样，

* W0 r% K% @2 i: [7 v' M$ U) L15V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”。

+ D: A- x8 T6 _. C% W& o5 [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。
# S' W. t* n- d& O6 M
% z# r  a) u/ w& y9 k6 c0 V/ c" `
8 h( v/ n/ ]2 {" w8 v- A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
# U; ~+ x5 V: T& N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。
+ Z# N) Q: E+ L! X
, q% f4 Q$ d; K3 \# e; |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。

, w6 F$ K' p& H6 f- e" I3 f3.双向检测
: U% \+ D& P+ \2 \: K- Q# F) S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。）
+ r3 e4 Z; R* c- `" P5 F
* q3 I# I% c8 P! V! o5.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。
$ o8 n9 E0 B0 C) G
6.断电记忆和参数清零功能
* o2 t% l) r0 @$ ^" [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。
3 \) `4 {5 _8 ~0 H( J+ Y& N& k
( w6 z8 w5 o9 m3 `* l  F2 V0 ]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。
: F9 j& g7 w9 u; b
4 o# }, U% _5 ^& y8.丰富的人性化配置
2 Y; a  ^! O# i) ?2 G0 D5 U$ w9 d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。
2 H. v& |) t7 C6 Y" Y0 I
下面拆开看看。

! M; \& ^2 |+ E+ f2 ]# S) b

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先拆显示模块。

* v  [4 V- D' e9 {标签上的P/N号是我抹掉的，
$ ^; x$ c/ s& Q! \' T
' }& ?4 Z0 `: o" o: `5 D* X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，

: ?# K% Y3 v0 a' S# j! h小心取出电路板，

电路板元件面，
2 [& F" v/ O$ R& z" [
% }/ e; ^; 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，
& {# H; e4 I/ `8 J. C
% E' G7 g% L; e通讯板旁边的1个8脚IC，
5 R* z  b+ I2 h; \( K
! o0 R2 s; M! o8 z. `, s: z$ d. o: D看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

7 t* S5 h% W' w供电单元，
) d4 i7 ^  a; q8 i- X0 s: M

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，

: T# c( w! h) k0 |. `: m肖特基二极管，
& l- u5 p% H  A8 N9 @9 H0 }# e
AMS1117-3.3V，LDO，
3 i: f& Y) m( b- n8 e" P
/ n. e2 O( h9 X4 M# J! P4 o" |& n主控MCU，用的是STM8S00，
% s5 Y9 C/ T; _0 p; q2 J' i: t9 v0 C

( g9 U+ x1 B. T+ o& A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，

+ \! \' p( W6 u) j电路板显示屏面，
! q4 {- L8 @; s1 {1 b/ u7 e
忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，

( A2 t2 i! T1 K" s0 y掀开显示屏，
, s; M" b4 P1 I) p+ E
- b3 v- r+ `4 p5 N  \9 d; T下面也很简洁，
' z' q( _. L% d- }9 \; G2 T0 m' C/ K
Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，

侧面看一下，
  B4 @& o" U' b  f  f5 \9 N9 s# O
7 P( C0 y! ~; t# W! e这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
7 x# d) \5 r& @
3个按钮开关，

7 t3 p/ c2 f2 _1 Y' p& O9 V
0 h& R8 u  R  O! b/ C( O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。
( B, Z, B. {  K下面再拆测量模块。

newnet1234

+ A+ G. G: b9 ~  f/ v6 a- z3 k* e) j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）
8 m' c% \3 K! T7 l/ D
) C7 t, C6 K' B- I2 t! f" f有3组连线，

$ B. |$ ^; x. M# l9 W$ o/ M/ ]
再拆下红圈标示处的4个螺丝，
; l$ h1 l- R7 @, o; T4 o  H8 `* L
打开黑盒子，

) V; I  u% u! D0 f只看黑盒子，


7 X& ?4 ~8 T  R; [- V$ I% Z用料厚实，
' u3 ^+ h. V1 {- z+ m4 o# Z, b" e$ _
这4个螺丝是固定铜柱的，
0 i6 X/ B4 }" ^( R0 o5 A
2块电路板可以完整取下，
( O, u% T; z. }: f; f' m: z1 ?8 l

1 \: S' c* H  D' d  {& w6 ~上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，

. U  }" v9 v3 m) g9 d5 E4 V- p里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
* i4 j8 R9 a8 E+ F
小板与大板是插针连接的，可以拆下，


) ^) P& X" j( G5 a1 c2 `背面没有元件，

下面放大看看板上各处，
. M6 b' ?: A3 M* b) o
同样有个75176B，差分总线收发器，

9 \  g5 {$ j+ Y; s# Z# f* a" X: Y
单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，
& o1 T( m% C7 B5 \
继续，

7 R' I  i$ J0 c/ q# F
6 |4 z* \$ r4 o0 W" |$ f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、、，
9 I2 A2 F" ]& l" b) t- F4 C4 |9 {) B
2只大功率管，
( c0 j4 e2 ?5 O7 z# I7 E8 \1 Z. ^8 w

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。
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，

% n" m' K1 i7 G
  ?+ R5 a8 \" ?0 m板上的电源单元，

8 s7 I6 W; K8 Y, c( T4 S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，
& z4 U! x! Q9 m. `: m1 b
U1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，
6 P. [( o/ J1 }( ~; 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，

1 u$ F7 @! `6 o: }1 u0 s最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，
) T/ ]" O5 t5 U5 n2 Y
1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，
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' w: r4 p6 q- qIC上丝印了完整型号，NRF24L01+，
+ D5 k# S( ^1 }, u
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，
8 X3 W9 Z2 v+ Y: P) F4 I8 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。
4 b1 |7 h9 d1 G- J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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2 d) V" X1 V+ _9 J% J/ m拆机评测完毕，谢谢观赏！