【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。
1 |7 a% z4 y. B0 C: A技术规格是比较牛的，
  ~, `; f- Y! |0 q
0 {0 F' U0 g$ g误差精度一般吧，

实际是选了最低的一款：VAC-1030A，

' n+ T2 w1 i% C$ z- w: s! b电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
# e* F* W) ~) j- D7 }' R是彩色液晶显示的，


' E  y( x8 y$ r- _0 p" Y* Y7 d也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，
6 ~4 U5 ~  o- O, P
2 o! @" ]9 z" m# M! w7 i收到了这么满满一盒子，里面有两部分，还是有点超出预料，
+ M9 U$ L5 E8 z! s  E; a6 f$ i
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，
( v" |8 p1 I  b) f% R背板上帖有标签，
! d/ Z7 f+ I2 s7 K4 @. A
9 B; p0 v$ g0 A) e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，

' ^" m# x- j* q, f  a" J- ]. T  a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，

5 p3 v. T+ s" F3 X8 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，

: ?! S! y1 D  G$ Z8 W( z: ^( G  C接线端子也是30A的，
1 c( k+ X5 l* R0 D) W% [
商家给的尺寸图，

. W* m! C4 a) B  d显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，
7 _- u" O- O* V

& i: q1 r0 ], i4 L3 A6 C& l下面是基本接线和用法图示，



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，
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+ L1 W. U/ D# [# W9 v$ e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，
2 ?" e9 h7 b' j- E
( A( `, u; i* {! X! G- x
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。
6 ]- e  W- V, M5 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，
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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。


9 H8 d' p: I! `9 _; g
! R* m7 u* R, q+ V8 F( n9 F20V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，

9 X- f. |: D8 V试出此模式下最低电压约是6.6V，
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被测电压再低就会使显示误差变大，
& @$ {% F! a& e5 `/ ~9 |
$ W3 `8 O' @# ^; a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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/ o" `. \/ L# ]9 U& u! P6 E; y: G下面改用独立供电的模式试试。
3 i& z, G# u' l2 h2 K5 h+ E8 G% g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”，
+ r/ f8 U" [: A! o6 v
8V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”。

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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7 {3 X: f4 m6 m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：
/ A. a: k+ Y7 R2 k' |4 ^( h1.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。
* K8 l+ Y- U: z2 r0 Q  Q
: l  \7 L1 _/ J- }) O# y2.安装方式多样化
$ ]1 t  ~3 q* h8 y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。
- d- \4 L$ F9 C/ D
0 L7 s* ~& o% 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
. i- X9 d3 J( c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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1 s3 c7 }5 _5 k5.测量电压范围宽
; h  x" T5 [0 d* G4 T$ g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。

4 |) y7 c0 }1 `/ l! J6.断电记忆和参数清零功能
7 b" x' \3 h, z2 D/ a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。
! l: v' h$ J4 s( N! r
: D( W! R' x  {+ \* m7.具有关断保护功能
/ w& `# c  R1 @5 r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。
. D2 G8 M7 b0 D: {$ y: C
' U/ M' r6 [4 h  q9 K2 p% N8.丰富的人性化配置
# M. A: n. H4 o4 _% X& J. N' b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 m  y) M0 {7 ]7 i* C+ Q下面拆开看看。

& Q8 ?0 F9 x6 N/ }+ J

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2 }7 l; h/ L$ H" {+ ^+ e# e
3 [; f( s$ w$ m; b先拆显示模块。
# p, b) c; Z- h+ t3 @  T
$ o+ B) P8 m6 w) F9 d' W3 j8 L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，
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小心取出电路板，

电路板元件面，
, z3 A) a0 p; v3 u# V; v
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 B+ E# C0 e" t通讯板旁边的1个8脚IC，

/ r8 U: ^" K0 [/ [* R看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

) F. Q$ ]6 W+ |: G1 z供电单元，
; o4 v6 c5 J# ~  m

, c1 ^8 B% w: J1 D' G9 g; P5 X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，
9 `; j, L! D* D- D' E
肖特基二极管，
5 _" n7 C7 v0 U% U, g( N3 ~- W
8 n6 O  @4 B) L) s8 XAMS1117-3.3V，LDO，
7 d0 x/ X3 g. p# e& A7 ]  c
$ O! M% X! m+ |! j3 h9 C主控MCU，用的是STM8S00，


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 m# p. Y8 D) v" ?8 W
$ I! E3 X# M) O3 i, h# i6 c4 z. j+ B电路板显示屏面，
/ W/ ?+ }7 N- q- d, t$ w2 r
1 O& ?1 _. G3 e3 S, q5 X8 p, u. G忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，
0 ]7 Q! t# f) [! G$ g
掀开显示屏，
" o+ k, C6 w) H$ z7 {
/ V, W. ]+ H4 }" I下面也很简洁，
+ w# m! ]  R$ p; J, n
Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，
1 f6 x  l. e% Q; A$ e9 j, b
  _* d" c# W  R) a4 e侧面看一下，

这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，

3个按钮开关，
% }& u! M) B: k' n3 d

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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; g1 Z8 D+ P$ v4 B- N/ g% R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）
- e' S" }# b) c: R& E/ W! [
2 D. E: n0 b8 O+ j有3组连线，


再拆下红圈标示处的4个螺丝，

/ r3 C; {. W" _打开黑盒子，

" O/ m' W  G5 ^5 C, W, C5 H0 w1 b/ d  p只看黑盒子，

1 u3 H9 j  Y/ v, K5 y
. z  p$ x/ E$ @. O$ J; ^! f1 a# |& X用料厚实，
  Q( F8 {( f% ?- j: B7 ^" k
  y1 F3 w0 s! E" V7 n这4个螺丝是固定铜柱的，
& V0 u! c2 ~: @3 s1 z) I1 o
2块电路板可以完整取下，
1 f' y' b7 u2 }

上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，

9 _# i% ~$ W  f% o8 c# Y- M& m里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
# m, O0 [1 R6 P# X8 x% g# e, e( B
* M3 d8 ^9 S! m0 a6 z+ M% `小板与大板是插针连接的，可以拆下，
4 m) N! z% M2 j. f+ q  D7 ~6 F
8 g# F: _" P1 T2 U/ F3 [
; M" b/ w. `" l# e0 D背面没有元件，
- J8 v9 Z$ x& B# S# q& c/ S9 k; F
下面放大看看板上各处，
4 Q- n6 m% e' b- p, e
- o& S, i0 z$ Y  L0 u+ J  ^. A% T同样有个75176B，差分总线收发器，
6 `8 J7 N* `' e+ N+ T" P9 g
2 J( ^* G! C# T" K3 s
单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，

  [0 ^( ^  i! q+ f* f7 a( S+ J继续，

( _. k  I" Q& z5 Y
/ ~% e3 O% p  d2 j( ?4 ?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、、，
5 d& N  ]! X. V1 m7 p8 U3 B2 ~1 D; `
0 f" M+ Z6 v" y' a& ^2只大功率管，


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，


& d" W8 z  o8 a5 B+ f板上的电源单元，
, W2 p3 ~+ G# U& [( P
" @0 o5 z* @* n5 |3 [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，
, v% N. X7 `3 C  `  {* H  R
' m- z: L) N. y6 _, qU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，
- W  k7 p" j& b) x+ D
这里还有只贴片大功率管，
/ D8 x6 B8 D8 d
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，
' ?7 {$ e) m' J4 R/ x
% Z* K' i: t2 Q5 m7 u# |最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，

' ^0 w: N% ~" U/ N1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+，

  ?- t& j. B6 F小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，

7 X1 _6 X8 U. G; }4 }! ?# {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，

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，

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拆机评测完毕，谢谢观赏！