【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，

误差精度一般吧，

( S* G7 }, ~+ `  B; v' k9 z' m6 q实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
8 K; K% u+ u1 e7 _% ~
电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
, h" Z) ^0 Q' t2 V" d1 k* R是彩色液晶显示的，
7 f, ?; A8 B& s% W/ ?) [$ U& G
' `6 X' v% c2 l4 j# y
0 L0 m$ p5 U9 q! w" N9 x也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，
  Q, ~! m/ d$ D6 e0 M& E& u
收到了这么满满一盒子，里面有两部分，还是有点超出预料，
, m8 {7 c# {$ {6 ?$ Z. w
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，
背板上帖有标签，

% o8 E* p# ~, |0 ?( x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，
+ x. a5 Y5 S, ?3 S+ w; S9 Z; I
( H$ I  w5 B  [+ r0 l; J. Z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，
& Q- }( [" y. V' X/ h7 O! o4 d% p
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，

3 L' q, l4 c  \9 x接线端子也是30A的，
- E6 a9 {3 u; q
商家给的尺寸图，
. |. ~( j; N3 Q4 C
显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，


4 m$ p. p6 q) v2 N6 ]- W下面是基本接线和用法图示，
9 p  A! s" E4 O) [+ h( e


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，

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，
6 @1 \2 B- a0 S3 `  Q# ?

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。
) M8 B' w! F" o0 M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。
: Q+ ?* n/ E4 S$ s# z( x) }, m8 @) l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。
* Y0 o' C' {" Z7 C% U
. C/ b1 i) O' [: k) P

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，
! e) C. c4 l5 x! x  [3 H
' _/ V) z3 D( l" C2 h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，
& c+ X  b" C( r. _
9 m1 G0 `, m: e3 b9 I- O8 r
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。
& ~- q9 l3 r- F9 e被测电压为0V，发现有0.08V左右的“基础电压”，
2 |$ g, L+ l. H+ z6 U
8V时仍然这样，
* z3 L  r$ F" Y2 W1 D/ _1 Y: q
9 |, c& d$ f; \; F+ V, ^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”。
( Y5 z# H! l/ ]# _, W: d& P! |
6 t2 r) b: v0 c2 C2 g- j% w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，
+ H$ p' s3 j+ t& V) i& Y8 m+ y8 [( J/ R
6 L& K) P% }9 c: U2 v0 Z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：
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
  j7 _" h; @* n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 j- {5 i' L+ h! a
2 P1 f& i. _/ B- G, `3.双向检测
6 C/ [: G9 O4 ], ?8 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。

, q9 D9 s1 _* W6 _9 k4.特别适合电池、电动车充放电测量
# u7 G. g: Y$ P2 y' j/ Y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。）

0 [8 a$ F8 x: x  u5 N6 o5.测量电压范围宽
% B5 q7 R3 s$ e/ L; p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 L- b% e/ G2 ?! y
+ P% @- M) }# Z( |4 B0 I1 _! F" Z6.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。

; L0 A) E, o9 I8 j' p7.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。

$ k! v% V5 _" F  ?1 a( P8.丰富的人性化配置
# _* t8 @1 b5 i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。

" l1 L4 b( y! A. E, b6 ^4 c' n0 |下面拆开看看。
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0 y' s2 o& l0 h3 o; i

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5 {- I3 c0 C% [' J  E2 F& N- R
先拆显示模块。

& h, ~% A6 H' @标签上的P/N号是我抹掉的，
7 p) l; z  F7 J/ c
. ~& B; d1 N8 a  Y- A4 M' A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，
# \1 u' P# Z; B, _" W, [
9 W/ [* u0 q, I! l. o1 Q小心取出电路板，
0 w; [, \, K7 R$ |
( f( {; R! b. Z3 u3 C* M  r  A电路板元件面，
' ^  M$ G# q8 n9 C3 I1 A
6 e5 y  _# G# K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，
  M  _( D8 a' u9 S% q2 j
通讯板旁边的1个8脚IC，

: p! t2 V& ]1 j) N看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，
* s$ x2 p& Q4 J+ i. f' j- E/ C
" K3 u0 ^- B2 b# l, i7 |- m  ~供电单元，
# w! ^, j8 o  Q! l* U; f

5 v  T7 q4 C; m6 Q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，
+ f6 u! G! W. ?, l0 \
0 X9 z% j  q7 Q% d2 A) V) _6 [( E肖特基二极管，
: x( b. e; i! t/ [  x
AMS1117-3.3V，LDO，
! k* \6 P& k* Y) |
" O6 L7 D  g$ G6 t主控MCU，用的是STM8S00，

9 p. J) V8 u2 F6 o/ D  x8 e
3 F+ t' n9 M8 @! |1 `+ 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，
- M4 c( `  u4 m( D6 |$ E1 l2 E
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 S# F9 v! ]. X7 ^% G! ~$ e
掀开显示屏，
2 ~0 l3 ?- p2 i/ Z( B  f0 Q! [
' O. p  ^. A  x# }8 `5 K5 ]- D5 q' q下面也很简洁，
. \. H0 }( K' i" u
1 q" [7 s+ e7 Q  f/ U! FZ180SN009，V0.0就是一次成功吧，

侧面看一下，

这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
) q9 J! u  {. X
3个按钮开关，
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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。
( R, ~7 |/ \9 m3 A) f5 i  T& f下面再拆测量模块。

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3 v& S/ K1 o7 O6 ^1 j6 a
2 c  Z7 G4 b7 K9 U! Z4 }1 h6 G! D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）
! Q$ N9 ?; k# I$ V
有3组连线，
9 j& m5 ?" z9 n
4 j/ `. O; p' ^& W- r6 f& q% Y8 O
再拆下红圈标示处的4个螺丝，

# A* X  \8 W7 K( d5 V打开黑盒子，

! }( r% {( H( M5 [只看黑盒子，
* N9 |2 U/ `6 O0 J; Y$ f
) L- Y- V) }2 r
用料厚实，

这4个螺丝是固定铜柱的，

2块电路板可以完整取下，
% e5 v7 O+ G' G8 q1 U; \: q  L

  I! Z8 n3 ^0 q3 e7 j上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
; c- T# F6 @% G. f
里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
$ X/ q  [5 G& k, _: l7 R& D
小板与大板是插针连接的，可以拆下，

- i; G4 Q" j4 l5 f
6 w3 |" Z( l# t% [9 z7 Q- e背面没有元件，
! B8 z1 c" J- Z* k. x" A
下面放大看看板上各处，

: C$ X' m' u/ Y* b5 f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，
5 J$ J+ ~, w& b! @' Z& @# x
继续，


7 o+ p' y4 l7 g% U. t- R4 _: J- ^9 n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、、，

; s- m1 w' ~9 o; s2只大功率管，

1 o# R+ L9 \) @( M2 R: `) L/ f
( A) ^1 ?4 L8 r3 H8 e8 y7 c. W带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
  a3 N7 }; `  W! f" ~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，


+ X6 ~" l/ U$ \9 A, `% d  ?2 c板上的电源单元，
0 [* u" }/ s- E9 r" Q" ^
, o1 s2 T6 e4 u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，
5 r8 u. {' x7 ?3 D. B8 c
( Q6 N* _  }# `0 V/ H0 I( IU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，

这里还有只贴片大功率管，

0 ?1 a+ W1 }/ L) b: ~6 z) i, t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，

最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，

: V: F9 w0 @, C5 ~6 f0 h" ?, u# U1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，
8 q/ T" ~% d7 ]7 z- h
' Z8 s  L& N" D! L8 eIC上丝印了完整型号，NRF24L01+，

小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，

) k9 [8 W4 }" b1 {# j* I2 vnRF24L01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。
$ Z; E% v! Q( J) o3 U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！