【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。
技术规格是比较牛的，

误差精度一般吧，
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实际是选了最低的一款：VAC-1030A，

电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
; ^# j% n; Q( I) S, g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，

收到了这么满满一盒子，里面有两部分，还是有点超出预料，

" x( w5 A7 S, m' R6 T小包的是显示模块，
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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，

0 F% d5 I, ?1 d; ?与盒子上的P/N号一致，比较正规，

. e+ s5 Y- d1 _& W7 `另一大些的包里是测量模块，
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' d% E1 [# |3 P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，

有两层电路板，

! F9 |# ]; [" p2 J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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接线端子也是30A的，

) j2 E4 Y4 N' B, v' n商家给的尺寸图，

; u! w7 d3 ?. ^1 d4 }: C1 ^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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接下来做了些简单的测试。
' h' U* I7 N! m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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' Q4 x! q6 [0 e4 y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，


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，

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。
$ ?: Y( s: I4 I. F( e  z6 t% ]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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; f) ~* Z' ^4 Z6 c2 E5 W6 l
% I% h. E6 O1 j& X20V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，

/ C# J+ e/ v8 j8 ]0 y4 ^( q被测电压再低就会使显示误差变大，

& R1 D6 j% w9 ?2 z/ s, w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，

) x, I) }5 n5 @+ |
下面改用独立供电的模式试试。
; @5 ^% O* @1 s3 }: W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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* T  ]! h) a, c  z& F' ]8 ]& `' Y8V时仍然这样，
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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”。

2 @) q# G; g$ d3 }) r) d0 o( ?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，

9 {& G  M7 k0 I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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, x, }" M8 z5 ?2 V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。
. k' t% u; R7 Z. z* j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。
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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。
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5 D5 O/ r+ f+ |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。
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4.特别适合电池、电动车充放电测量
6 i5 C; Y' C, F6 A+ T: m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。）

5.测量电压范围宽
6 h$ g8 W% a7 i! l  h6 m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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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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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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3 a- K2 b5 P) ?. j& ^' U8.丰富的人性化配置
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。

下面拆开看看。

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先拆显示模块。
" `; [5 q3 {* |5 U
标签上的P/N号是我抹掉的，

* G6 ]$ C0 T* L3 c& J0 n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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小心取出电路板，

电路板元件面，

% Q4 n$ q: c5 K0 B7 E8 o" Z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，
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2 w3 y, F- h' |8 h通讯板旁边的1个8脚IC，

看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

$ p# o. w9 z' C4 ^供电单元，

0 T; t3 j3 l0 ~$ a
% O7 B1 Q  d8 V& V2 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，

肖特基二极管，

" n. X0 a) E4 eAMS1117-3.3V，LDO，

主控MCU，用的是STM8S00，

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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，
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. c' _( H. c7 B! ~' x/ y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，
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掀开显示屏，

下面也很简洁，

: c1 }* i4 [% X  M8 S* TZ180SN009，V0.0就是一次成功吧，

侧面看一下，

3 H% y) @, H# I$ @$ r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，


, r, ?' T6 f* @+ f' P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。
+ e2 y/ r% ?, O3 [6 U9 P下面再拆测量模块。

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  V6 T$ {. _8 B* j  u2 N1 k* U8 h继续，该拆测量模块了。
; v' E, }" {( E: J6 C5 y0 y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，
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) T9 n4 q( u; x) q- ]5 U
2 k6 i; v7 e7 N" C再拆下红圈标示处的4个螺丝，

打开黑盒子，

' h' f7 p2 G) c9 {) j只看黑盒子，

0 D% z  B0 O' Y& D1 c
用料厚实，
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7 G! E% z. h" \这4个螺丝是固定铜柱的，

0 f6 A: }7 p2 i2块电路板可以完整取下，


3 D5 {" I! V( u上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，

里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
; I/ O+ v4 A3 f  a7 J' U9 H
  V4 V1 ~7 F. W& ~8 V" e: t0 Q( E! E* H小板与大板是插针连接的，可以拆下，
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5 y& R0 _$ E! c: ~2 b% U) A' ?
- l: E+ M  t2 T5 l- W& @2 g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，

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

+ g& O, {  g3 w0 h0 R) X继续，

  H7 V! q! U; M* f
8 o, f7 O6 L9 H6 B8 M" @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、、，

( |6 i& ]; f% m& I; w0 {% t( z2只大功率管，
: P% L8 n/ ~" f  L* N$ I1 k1 Q
0 Z- p* }1 [3 ]  v
带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
& E. R( c# R! {+ H5 e7 K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，


" ~0 N' Y$ w3 W% _9 \0 `板上的电源单元，
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* I# P' X6 K1 g2 l/ |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，

% N' ?2 s7 n1 G5 Q; G: g3 i. G- fU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，

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，
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+ V7 W* i1 k% B/ g2 e  M1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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IC上丝印了完整型号，NRF24L01+，

: Q/ Z# {/ |6 d' Y" |小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，
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; Z  g7 r  d' n. n' a8 f1 [8 HnRF24L01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。
$ ]2 ]( q9 m& R* \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 }& ?: v# q: A拆机评测完毕，谢谢观赏！