【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，

" ?# D: E( ?, k: x. f( S, }误差精度一般吧，

& z# T* ]: W' m$ J' n实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
. q4 C2 F! W! g. O
# U' M) p9 B* w% o$ Y9 l6 M电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
2 X. L$ X4 G, P% A6 ~1 j是彩色液晶显示的，
( A7 N" Y& I+ d% z6 l& v

也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，

9 L4 g! y9 e7 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，

小包的是显示模块，
- A- P! o( k/ N4 Z" E
; ]) f) h; |7 g- W6 I, I' Q) U后面开口处有个简易USB公头，可以用来取电及有线通讯，
+ e* P) m) ^( E4 |8 e背板上帖有标签，

4 u- }6 S1 I/ F  _" m与盒子上的P/N号一致，比较正规，
6 e, l  X1 \% X/ s
) Q/ s1 h  X2 L4 b; {+ X( |1 x6 T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，
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侧面一端有个USB插座，

8 c# O# }3 x; w+ r有两层电路板，
2 U9 u; P: g7 e; v+ O. c& a) k
) w% }3 L) g) L# G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，

. q  k$ l$ N) f* }% T) c接线端子也是30A的，

商家给的尺寸图，
2 y' N9 T* W( A
显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，

. o! `( E/ ^6 j7 u
下面是基本接线和用法图示，

3 ^! v5 ?1 `8 f% d( o1 M

接下来做了些简单的测试。
  \* X* i  o1 T- O* s1 z! Z) |  R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，
$ F+ A/ u" y+ D3 n3 X2 [* g+ U
) P3 |8 M8 x8 _' f% |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。
' w4 {5 V: E" G, ], c) y. 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，

! [# v& c$ ]: L+ K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。
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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，
" I) y- x, J3 F  s  u, ?# U1 D
% }( h6 K0 m8 A% R8 z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，
" A/ s7 S3 C6 ]6 M
8 \# @. W% D& f7 s5 l0 ~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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; A: j; s5 v7 H2 I/ Q  `5 T
5 }$ {! J/ w, I0 w5 ]* S下面改用独立供电的模式试试。
3 C; S3 `/ o9 C3 S( H+ x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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8V时仍然这样，

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”。

8 x3 G/ a0 j+ s9 ]; n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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3 ~% V  b: t. Q# Y* i: X
$ i- B/ ]9 Y# K5 x' H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。
5 q+ B- h3 o* i3 p: i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。

6 Z! ]6 G! Z) h' k% j% T2.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。

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。

4.特别适合电池、电动车充放电测量
, t, y6 W! K/ A! `  _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
* P6 c7 s; v9 `4 g# h9 c1 V& r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。

; ^3 W% O% v% P8 _8 X! }( Y6.断电记忆和参数清零功能
0 A0 P8 S4 a1 x% ?5 ]3 P4 V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
2 W6 F$ B; R  U3 ?% w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。

8.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。
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下面拆开看看。
+ h; i; D1 r$ z( G2 w

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先拆显示模块。

1 z$ Z7 a% I0 j; P) T- @标签上的P/N号是我抹掉的，
# p6 D) i3 k# O2 ~& e
% z$ X+ Z8 m: l5 c" I1 E; v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，

小心取出电路板，
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电路板元件面，
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! {2 M/ L' p' ^3 a/ y/ K& R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，

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，

供电单元，
7 d( b2 S) n0 c" q
- I2 H) I. }3 a
' B8 _& R9 u7 ?' e6 T1 s& S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，
4 |7 ~/ V+ {1 B7 {0 E
肖特基二极管，

AMS1117-3.3V，LDO，
$ {2 C/ g& L& N4 N" r" l+ V
, D0 r) G- v! T7 O  \( s主控MCU，用的是STM8S00，
- m8 B+ U+ `. A! \, Y

7 z( c+ e' ]4 d* o+ 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，
, ^* X# e4 ]* O: u( a
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，

掀开显示屏，

8 t: i  g& Q5 w! t; b下面也很简洁，
. [- f2 J$ N1 v( V( _
. o* [8 J# i, g8 ^  w) |Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，

侧面看一下，

: c; i: ]9 L& P6 ?" E' ^这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，

3个按钮开关，


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。
1 C, U7 @+ r, q, ~7 Z- {

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9 ?4 h4 T* M4 V5 o继续，该拆测量模块了。
/ W$ a  a3 q0 o( u0 q+ S, d9 h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，

+ ~+ {7 ], D" l' |: B; V0 D$ O
再拆下红圈标示处的4个螺丝，
8 u! Z2 L4 @# {2 R6 M6 H1 R7 a
+ e& A& H7 }$ H" e- C打开黑盒子，
* Z! I- s3 t4 t  r8 c5 Z
只看黑盒子，
. a' p% ~% ^' S) H

用料厚实，
# q5 H0 O; F7 F
4 J# q' b& e/ c& j7 c2 c4 Z+ A3 A这4个螺丝是固定铜柱的，

2块电路板可以完整取下，

" M; S0 ^& ^6 W6 X! D4 d
1 c- `+ C. C. \: F3 m; m4 q上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
  m) I# o' l* w0 S
+ d4 G! |! E( @& L7 Z里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
4 |* M/ Z8 O5 l, r
! ^& Y! Q8 T* y8 I. _: h4 h# H# m小板与大板是插针连接的，可以拆下，
4 f& L! P- j9 z" R( ^2 i
% E4 a! s7 o3 F$ i
, N8 G  i+ l& _背面没有元件，

: V; N! a' j7 n' y" \下面放大看看板上各处，

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，
& |. S2 f; }* e, `4 `  @' O
继续，

( Z' g, D' v" U
( t$ m* |- L9 x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、、，

2只大功率管，
  E( m2 g" p0 j4 c2 h  K, w9 p

; {8 j* c3 P! I. r) d7 k带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
/ m  M/ z1 K8 B( e另一个是MJE340，300V、0.5A，NPN。
; b# g, D- |/ z8 f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，
! H' l5 x$ j- z  ?8 C2 T
5 b# `8 h8 K' K2 P" @2 G0 q. o6 m
3 i. k7 ]& l& n/ F/ k% T8 @. z板上的电源单元，

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，

U1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，

; A8 u  B. r9 k6 b% @' u0 \这里还有只贴片大功率管，
$ {* @, F5 u0 g. O; q3 r
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，

, Z7 c" W& j- B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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1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，

  z$ g) x% |4 V2 A  ^) oIC上丝印了完整型号，NRF24L01+，
4 F9 n( _$ K% j" V4 i3 ~
小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，
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1 ~% `, `2 U& j8 B+ D4 q. V9 X* 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，
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& f% l5 r, o! M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。
) r* k/ x$ F- _4 h* m% k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，
! R8 C3 Q; r5 n9 A# P! M% i  Z! c

! O* l+ m; q" _+ \2 }3 q拆机评测完毕，谢谢观赏！