【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，
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误差精度一般吧，
5 Q# p7 M5 u) ~" m
实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
8 {8 s0 t" W* n2 }
* @6 G  Q/ F1 O: I6 e电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
是彩色液晶显示的，

$ d, q& b* O( J& Q& w8 \
5 N" [. w; I+ C) z1 T& r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，

' R) S* E/ c  Z6 D小包的是显示模块，
' T, z* R) c6 j0 A% V* U9 L9 `
1 @* h+ ]! w9 i) p! L& O3 r8 Y后面开口处有个简易USB公头，可以用来取电及有线通讯，
1 M6 {' {3 M! `0 {1 e) A4 `背板上帖有标签，
9 D5 {7 x  i* U
与盒子上的P/N号一致，比较正规，
9 [( X" r  [4 d$ t8 a
7 O8 ~+ T" e& Q) C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，

. d! i8 U8 R0 f  K侧面一端有个USB插座，

有两层电路板，

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，
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商家给的尺寸图，

  l2 X+ F6 [" d) t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，


' x, s/ |  h% Z; ^: V
接下来做了些简单的测试。
/ q9 {% [! ^: W$ B7 ~, P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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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，
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7 N, M2 Y7 U/ F# c
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，
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* j. z8 u1 s* r; x% J) Q/ t) V3 a1 G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。


. w. {4 @" {5 d
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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( ]6 d) \6 B+ g) X$ m- F( t: 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，
# j" n1 ~0 J. a) a
: Y3 v6 T/ P( S0 s: d# I6 b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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" N7 b% a# t- A- V3 S
1 m  X2 h' w& l; S3 F/ z& Y' C. K下面改用独立供电的模式试试。
. z) V; C, l' y1 N1 u7 d供电为12V，继电器吸合，旁边的指示灯亮起。
$ w, s4 h4 @7 ]6 y  B5 K/ @被测电压为0V，发现有0.08V左右的“基础电压”，

& `" }6 ^  j; e3 b2 P" E8V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”。

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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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
6 t$ u0 A% E4 b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。

2.安装方式多样化
. h3 m6 q3 E3 T0 q2 u3 d$ X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
$ c' _( y) D) R0 M1 w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 a: `- r5 r& @% n# p" ?5.测量电压范围宽
# y9 N: ^) h! T: 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。

& l8 W  v1 g6 t( X4 M) H6 N/ q5 W6.断电记忆和参数清零功能
! C, Z9 I! i, l0 Z6 [( F! {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。

6 M# @- I. O, X2 E7.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。
; t# x+ \2 t* D5 {% t/ @& m
  p( k' c5 g2 i, H- k- x8.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。
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' @# q/ c0 B& \  p: J) @5 ]' l% ~
2 x( X7 G% U5 X2 s& ?1 Z$ p先拆显示模块。

1 E& T8 u2 @# k( c标签上的P/N号是我抹掉的，

: A0 K3 z/ f/ \& h! b0 T, p/ e+ J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，

; R, m$ s; ?0 Q* s. Y& r) P小心取出电路板，
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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，

; f0 \- z1 P# Q" [: x: ]+ k; B. U通讯板旁边的1个8脚IC，

: Y) Q2 A! M2 J2 r. O! R1 ]) d看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，
3 `. g8 n& v, H% |! l) Y) J
" v$ [- C% P, f: s$ \" p3 [供电单元，
5 \1 e0 \' {- r1 O" E

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，

: ?; x. s# M: k4 `肖特基二极管，
* h' \! \# ~8 j7 [2 g; p" u
! L; `! R$ y( m- t0 V# wAMS1117-3.3V，LDO，
1 g& H5 D! t& E0 H
4 H7 ?5 ^5 N. b, y& K主控MCU，用的是STM8S00，
* F" j* p0 o- S- C$ D. a6 [, t

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，

# P8 j) K# m- p: ]忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，

; U2 G; X5 U; W. {掀开显示屏，

0 k( L$ n+ I0 i+ v下面也很简洁，

Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，

6 i( ?: r: }" U* x; p# L2 f侧面看一下，
6 V7 B' \7 v, \
- ~. e! W4 ^* x6 E, h" ^* g这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
( i$ V8 S; ]' ]4 z) M# a
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。
" I/ B: c# [0 L, W+ ]下面再拆测量模块。

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5 |: Y) l4 v: S! i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）

( ~4 n, m# V4 ?有3组连线，

. g% f& _9 {7 C. O& u
再拆下红圈标示处的4个螺丝，

打开黑盒子，

只看黑盒子，


用料厚实，
" H, D( D* T9 d
: g7 v$ S* F( k) v这4个螺丝是固定铜柱的，
/ X  Z/ M: `8 n( D% M1 L. i
; M. W" _' t( o2块电路板可以完整取下，

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上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，

; w0 F8 C* U6 {, B6 B9 @- h里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，

9 a  ?# T1 I& Z+ L% a  L小板与大板是插针连接的，可以拆下，
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5 o! t; h, _( v. {3 c背面没有元件，
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下面放大看看板上各处，

3 q0 B- D, H* u3 V) H! Y同样有个75176B，差分总线收发器，
8 v) H& }. ]# @! c. r: ^7 [2 f
# W" h: L2 {/ O
单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，
# b2 A( c, R' W! V
& o% j& [; f1 [8 o继续，

+ \: J  b! a4 Z7 S" |5 \% D
1 x6 p8 |/ C6 S: A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、、，
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2只大功率管，
  ^$ Q% T& L9 a3 }$ P: ?
- y; v" ~  e; ?% ?9 L4 C" P4 k
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。
9 t1 p4 L4 C( J0 S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，
  b. Q7 {+ d- P& L( G' {/ [

' X$ q9 K) |( {( R板上的电源单元，
3 Y2 o5 l" K. \8 _
; P- Y. a: e3 t9 }# l# V9 w9 ]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，
$ o5 r3 A. _+ U, \
1 e7 V* D5 M# j1 F+ |这里还有只贴片大功率管，

4 Q7 K8 {  G6 }+ h. Z+ h; A' P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，
4 B( @* J4 Z& k5 Q: `
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，

8 q6 v' q6 `0 s- G- V2 O* T2 NIC上丝印了完整型号，NRF24L01+，
, B5 c; W3 f$ I. I- b1 N
小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，

/ n4 ~/ ]- C. p9 DnRF24L01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，
5 m/ l; |: c$ D8 u5 ?
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！
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