【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，

  o0 b, a8 g. O误差精度一般吧，
! G8 c% e! s$ |7 G& _  O
1 B0 j9 n. ]' c0 j: q) u实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
, j  a) J1 t& j: }2 u' I5 u* I
电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
是彩色液晶显示的，

" W  P4 m$ D; r- V2 T1 a
2 a) y2 W3 ~, k) e3 K也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，
' k( m$ c2 |! r+ w
4 E- j) i" @/ V: N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，
6 H6 N$ i+ q5 ?! Q
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，

8 b/ b, ?' s) a与盒子上的P/N号一致，比较正规，
* a6 G+ I+ S1 B, l9 X% b
另一大些的包里是测量模块，

2 m' r; B; j, l8 d$ J  t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，
( P, \- p. L' H, r" w. Z& w
) U4 ^7 g6 y5 Z5 i4 u侧面一端有个USB插座，

有两层电路板，
3 N' G+ X0 ]; _/ I: ]9 P
2 N2 S. ~4 g/ I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，
1 X+ S/ C9 a$ U8 H
1 N: ?4 y7 t* j/ N接线端子也是30A的，
8 f4 p' G0 v0 [# X  S, t" O
: f) K5 R9 g9 L. x5 p" K3 ~商家给的尺寸图，
3 b( n( i/ D! W+ [. Q
! o* r8 v2 G, \. s0 d+ P* ~显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，


下面是基本接线和用法图示，

# m" x: ~# `7 k1 D' t
3 \" h' J. z. o2 j
5 l3 `) i: l& u接下来做了些简单的测试。
4 c4 d, G4 Q: Y0 N6 O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，

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，


% K' W* ?  T( i5 R5 g1 {/ _8 ]) A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，
( l* ]- e1 O% O! X" c, s
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。
$ s2 l( f7 ~) S. b, f( z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。
3 j& n/ F. Z  B+ B

0 _( W/ R" Y4 U5 v
1 h% C, ?9 e* d* B5 E20V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，
$ a& s+ F+ j; {) P
试出此模式下最低电压约是6.6V，

# w- O+ O/ H$ k/ C+ L被测电压再低就会使显示误差变大，

7 l5 N! u5 G  S1 C2 f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，


1 u$ ~5 ]. p1 L  u' n* T下面改用独立供电的模式试试。
; h' B5 f; \" j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”，

- ~0 K; I' A$ V1 ?- A; Z& Z  o8V时仍然这样，
5 `8 y6 F1 f/ |# B
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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! W6 k2 t9 L- \! H# U
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。
2 E# I# e5 R2 M( k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：
/ ]0 h" ]+ O/ T; u3 E$ t1.显示信息量大
8 x  I4 ^5 n. ?6 y" ~$ W9 ~' |4 m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。

# b6 S1 i" g) }0 g) a  x2.安装方式多样化
9 r1 P5 g5 J! p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。
4 u5 P3 U/ h# l7 }: i
) A( W+ a, I( o4 O3.双向检测
2 W* T- b+ R6 ~0 Z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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9 X& q+ U' _! W6 D- E2 I4 G4.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。）
3 }8 ^, m  l' w5 o2 F
5.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。

  _8 @3 a. ^; A6.断电记忆和参数清零功能
  R, R/ T9 L" @  d) H" e% O& u8 Z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。
1 A2 w8 W( ?; A: e/ {6 N2 D* z- A
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。
" W7 U' n- |% v' N
: s: ^* M+ u! c* C) Z8.丰富的人性化配置
/ [7 o/ _" q, ]( l+ 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。
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下面拆开看看。
' I$ Y) ?% S% p! F  v. M

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先拆显示模块。
3 ?. ~( i4 p  U( g5 z6 Y2 l$ f
! i0 y- K/ W6 m7 K标签上的P/N号是我抹掉的，
/ K9 D% d. P9 I1 p2 ?
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，
: e5 A. x5 [( ^9 K( X1 C
小心取出电路板，

8 Q4 }( Y0 d. K. F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，

  ^3 e; b  U9 ^8 n" t! U4 p! [通讯板旁边的1个8脚IC，

3 Q( Z  H* k! Y, C+ B看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，
  A0 m5 W: K! H1 \# B, Q5 S
8 G9 \* T( W% h, |7 C供电单元，


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，
, `2 q) Q) V& `
肖特基二极管，
0 a7 z4 J7 G( R% K6 t4 c. z9 ^
& c$ U* V" x. _4 c3 p( ]AMS1117-3.3V，LDO，

$ m7 V: Q6 M* u. _9 b主控MCU，用的是STM8S00，
: v! v7 ~* [0 v# n) U7 F6 z
" }0 z- u3 u1 }4 g7 T2 p+ n
0 Y4 y6 N5 n2 Q' Y2 b8 S' U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，

电路板显示屏面，

忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，
0 Y6 s; E! Q% t! O* \( p9 m- A
7 h2 J1 F4 n' H4 f8 `" Z8 @掀开显示屏，
& {6 W* C1 a7 K8 {% G
下面也很简洁，
  }- s5 _- L# E6 }$ i
1 Y( j' S4 l  G: ~1 q4 i# ZZ180SN009，V0.0就是一次成功吧，
2 s8 T+ n+ B+ V: Q7 o1 U! y- o
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，
7 b/ d& q; [2 ~7 Z' d6 [' o. q2 }
' v8 }; k) o- f# i8 X. |5 Z
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。
: {& m6 P2 V- S8 \' Q" j! `  y

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继续，该拆测量模块了。
* [- I2 R' _7 D8 Q6 _0 n6 d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）

' w) Y/ R6 [+ e8 m有3组连线，


再拆下红圈标示处的4个螺丝，
# N# V( N- B8 s( h9 F, D
打开黑盒子，
( }1 T7 I/ r1 v" A
+ e9 l1 w7 K6 S1 a只看黑盒子，


用料厚实，

( y* y) M; q' M  g2 Z这4个螺丝是固定铜柱的，
' q- U& K; R6 N- p5 S4 t# j+ W- I
2块电路板可以完整取下，

4 H; V! y- R) E1 E- h- T( f  z
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，

0 \6 p+ r4 C5 f. D小板与大板是插针连接的，可以拆下，


背面没有元件，

下面放大看看板上各处，

  N# V. U0 z, w. |* ]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，
+ ]8 `6 ?- h  _) O3 V
1 h, x4 U8 u) I( f4 ?继续，

8 V- I$ n2 A. T, \$ i# _! j
% G' c7 `* w# M0 D7 D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、、，
7 U+ W  y$ L  z% ^+ z
- N) ~# M2 F, [2只大功率管，
! y7 X, L4 ?+ l
& d6 r: l4 _' }7 B+ l; o; _6 _5 ]
; c, w3 [  y8 D1 t带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
1 r2 |9 ]' }4 e5 k% \3 y) C另一个是MJE340，300V、0.5A，NPN。
$ L0 Z7 _- e2 [4 T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，

$ b6 B; |' {) V8 d% W% H
板上的电源单元，
- P8 U2 ?6 y) e- W
2 p! w+ X8 d% O1 p% d- a" k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，

8 O" G& y1 H4 bU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，
3 H  e& L. Z: e4 x
1 L6 @- }0 d4 @- i. Z这里还有只贴片大功率管，

  z" A! d8 O4 D% j1 y0 z; k' ]* k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，
( l3 }: ]/ A: h, G! q( e9 Y
3 n8 `! {" }9 M9 z最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，

1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，
9 c% a; q/ M( S- F
. w6 F# c$ I# E4 m4 ~6 i5 _2 D$ aIC上丝印了完整型号，NRF24L01+，
) `" Y$ Q8 \+ B% v) t
小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，

4 l1 |9 o8 P0 i" K1 O. MnRF24L01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。
0 J2 n4 @/ y0 x& x, p6 f7 U) a* x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，


/ U% S$ i3 H* ]% K' k8 T0 n6 A拆机评测完毕，谢谢观赏！
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