【工具评测】拆评120V±30A的无线直流电力监测仪

newnet1234

　　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。
6 R- T) t$ j3 }: c3 H技术规格是比较牛的，
% ~  D, q& ]* Y
误差精度一般吧，

实际是选了最低的一款：VAC-1030A，

, o% r* _; h8 Y; c8 q电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
是彩色液晶显示的，


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，
* S4 o  L. }* G# M  Q! L
小包的是显示模块，
1 f! {4 d% u: g/ M' I
后面开口处有个简易USB公头，可以用来取电及有线通讯，
( }/ }  J* b4 W! k  v) U背板上帖有标签，

) W) J. z) U( C. m" q' o2 z6 F, K与盒子上的P/N号一致，比较正规，

1 I# a! P9 s0 X1 u# C3 d! P% W另一大些的包里是测量模块，
4 T% U3 o2 X3 ]/ Y
: c7 Z+ y- P  p- J* ?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，

+ n( w8 k: @2 f: m1 a  D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，
0 E' k  L) e( `4 P0 i
5 J) D+ O! Q; m6 B5 V接线端子也是30A的，

商家给的尺寸图，

6 B# R9 b' K' }1 j显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，
0 `' T9 `9 [5 T
  Y5 ^9 ]0 E& G' L6 i
下面是基本接线和用法图示，

! x# |+ o5 c) V" {6 f

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，
# H2 F1 _) H3 M3 V$ u2 X) z) d' Y
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。
' t/ P. ]7 R) A* U( d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，
; n% W( C; f7 V* z' I8 Q" ^% T9 N- I) Z4 Q
; u9 F' B2 t2 I" P9 f. L6 q5 _4 J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。


3 L  H9 M8 G7 y+ m  d' t. X
6 w  L/ h& E. A) ~* }4 r/ M20V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，

试出此模式下最低电压约是6.6V，
4 P/ V4 X' g. r. S& k" R
9 q. w' |/ g+ y# o& \+ p% m+ c8 x被测电压再低就会使显示误差变大，

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，
( L' X! @. S  z$ a
% X5 q: l, p& [7 @' j) X
& {* ?% c: d/ N1 ?8 h6 C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。
被测电压为0V，发现有0.08V左右的“基础电压”，
. ~6 P3 W" F7 f, a" R* R# J
/ }; y$ T) p' {' @' e; \8V时仍然这样，
3 U: [+ }$ y$ M, y
& a, B3 H6 \2 p  r0 `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”。
% }; x* Z4 J1 P0 a/ v; Z
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，
: _/ O- `+ A- c" _& k4 A! Z; L
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。

7 d9 C( D2 ?& L! e
1 Q3 Q  w7 }9 \* ~" ~& U: \" x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。
! v% `( S9 t5 b7 G4 e  y4 D
2.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。

9 [0 E. B' E' i! u- V3.双向检测
$ z& f% R+ S" J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。

$ v! s7 Z( `" x$ g( \, k( J. `4.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。）

2 s" w# Z) O* a, O' r5.测量电压范围宽
* T0 Q. R; c# K1 b+ X7 @: v0 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。
0 o; C/ {" N2 z
6.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。

) t0 w$ @) R8 X8 n8 V* L! y3 `( l7.具有关断保护功能
2 h$ j9 |6 @# F: V6 j4 W, c$ L) f$ T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。

下面拆开看看。
$ X0 S; F5 L& z. u0 T( I
8 x" K4 R3 E9 M! [7 ^

newnet1234

: F# H- L; u  N# d
先拆显示模块。
$ g4 @" W, A) u; J+ Y, S! W
! u! m+ Z9 ^) m' f. P: b标签上的P/N号是我抹掉的，
# F+ v+ Z) J* l  |9 g
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，

电路板元件面，
7 u! C  s9 C- y# P" b/ Q
3 u- |, k0 x7 s$ S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，
7 v4 ~. h; u# h& Z3 I: Q* z2 _
通讯板旁边的1个8脚IC，
  o/ c" `1 Y5 c& m( Z' _$ g  V
看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，
) r4 Q, i0 F! {; q* e
& A% w3 X  a2 ]3 v: z. _供电单元，
5 }2 A7 q% v3 f$ g) _$ i/ t5 u& L

( U4 W2 w+ B0 P- ^5 I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，
' E6 F: B7 Y# d* z: V
肖特基二极管，

AMS1117-3.3V，LDO，

主控MCU，用的是STM8S00，
7 j  l% Q" l) ~9 O% A4 M: t

8 b: @  o: E" }0 m7 N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，
9 h4 Z# q& g1 @' L  F1 p6 i* J
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，
/ E0 l% o* H" L# z1 L1 K) g; _+ l  {
掀开显示屏，

- S. e/ ]+ w' R& ?  ?) q, `2 Z4 A下面也很简洁，
% o# I7 [! t2 e0 ~3 U2 N
9 p; y. X3 m- T' rZ180SN009，V0.0就是一次成功吧，

( H4 p5 h6 t4 p( {侧面看一下，
+ e. _) z3 {" e8 z
这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
  q8 |7 X7 P& D- w6 p
  a. [! }- j0 |$ o0 f/ C3个按钮开关，


# t) ^5 `0 z/ J* H' k' g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。
6 n% L/ K" V* g2 J2 N下面再拆测量模块。

newnet1234

继续，该拆测量模块了。
2 ?4 M4 c, q* j  ~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）
2 W  T2 H3 f9 z5 }! i& D7 H& |
9 F9 ]6 \2 C" o' C7 r. N1 X; s有3组连线，


再拆下红圈标示处的4个螺丝，
, {4 q! j: S' k- V' `
打开黑盒子，
) P3 [' b) Y  G# `0 N
只看黑盒子，
5 H! V8 A6 i+ r- u2 a
0 U8 h* W' i+ R1 G
3 Z: [  M4 C8 w0 p1 ~7 m$ x用料厚实，

8 W6 t# E: e& ^# i& @这4个螺丝是固定铜柱的，

2块电路板可以完整取下，


: f# @% h. O, T" _0 _上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
2 a9 J, y/ F& t& j( Y
里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，

小板与大板是插针连接的，可以拆下，

+ l( j# t+ x0 A2 w6 z
背面没有元件，
6 ^6 _9 Y5 ~- X, P8 w
# F) o4 L0 l' h2 K* x! r0 C下面放大看看板上各处，

* C2 q! _. ?6 d# p6 W/ p同样有个75176B，差分总线收发器，
. P; s6 C% ~+ }1 m1 g# \

; _5 o& S  S$ p4 {单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，

继续，
' z# E4 l4 v8 r1 X1 V* }

; O7 x- y3 z2 ~6 ]+ V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、、，
$ C4 H) B! }6 I: }! y5 g8 p
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。
8 B! }/ g" W7 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，
4 J, b" J' b# U: j! R# I: r

0 c( q0 f5 b; ?" u* V: ~板上的电源单元，
1 f6 O' F! K7 ]- p
( E+ o' J/ L8 H& Q& G% T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，
( b5 Z, u# o8 b2 ?+ |# d& ?
# \8 q, u; ~" U- BU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，

这里还有只贴片大功率管，

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，

. o6 i4 w1 F; g) ^8 W最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，
" {. v* {/ M; J: Y  Y7 `3 X
- P; V" j, j3 M1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，
5 Y+ n4 n7 H. r. A* G9 F
IC上丝印了完整型号，NRF24L01+，
9 x- a* c3 s8 f5 c
小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，

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，
. X; q1 D2 \! ?& q1 J$ W
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。
4 d8 w/ M. |: L/ o* C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，
% [, r+ G* H! b- s1 p4 P

拆机评测完毕，谢谢观赏！