【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，
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实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
9 w' i# ^& H# f, z3 C
电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
是彩色液晶显示的，

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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，

小包的是显示模块，
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后面开口处有个简易USB公头，可以用来取电及有线通讯，
1 r) I- n: t' K0 H! p背板上帖有标签，
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与盒子上的P/N号一致，比较正规，
# N$ m  M# |- A* C
另一大些的包里是测量模块，
/ e( }5 \* X! g9 @' m1 f$ N! L
0 [0 N* p, ]+ |; G: S: e' o) {' 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，

侧面一端有个USB插座，
& R9 k8 c! U( Y
. ^) E/ i$ k, }' s6 ^有两层电路板，
8 G+ r, y2 X$ a2 l1 Q% B& m
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 [5 y1 e% B6 F* q$ F* z0 g
, D/ h! t& n; ]* v- M接线端子也是30A的，
3 f  ^1 h5 c0 h" P. O, B
商家给的尺寸图，

显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，
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0 Q, u1 z5 Z3 ?9 j1 d
1 A; s6 e  E% m: a5 n2 y, s4 `下面是基本接线和用法图示，

# Y* n1 a/ n7 I5 G

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，
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1 m1 A1 y* S1 L& O8 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，
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5 ^" l4 ?0 j. f0 J0 D/ L; D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，

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。
+ |; M5 P6 i3 r) z+ D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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8 I9 n3 ]9 C3 E" d7 T- n20V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，

$ t7 M; Q! C$ P试出此模式下最低电压约是6.6V，
3 X9 A* y  z. O& J
被测电压再低就会使显示误差变大，
* a  I( E% \0 K8 u. g3 e
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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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。
6 l8 g8 F0 p# L被测电压为0V，发现有0.08V左右的“基础电压”，

9 \8 K1 F+ J4 q  |6 d8V时仍然这样，

# k2 F* f3 j' O& d: ^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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  [" O5 w2 r2 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。
  O' V  N' V8 S3 [( 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：
9 k# i0 ^9 ~: {6 W) |6 j1.显示信息量大
4 q9 @, M, d  Y) a$ s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。

5 Z( F- D) K! w: T) b6 D2.安装方式多样化
& Q4 k6 _" h- ?3 A! _$ ~4 l" w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。
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& w1 J: `, Q$ s! L+ s3.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。
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' @; }" ?, {1 O" n4.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。）

) [# C6 s5 w2 J8 _" ^8 O5.测量电压范围宽
( M4 r. Q" w( v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。
" Z; G* U4 Y" r0 m/ r: G
) x, T  R" G$ n8 G6.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。

7.具有关断保护功能
; o' P+ X7 Q$ f& o, V0 w* B: E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
: T0 q6 E% z$ N' w# }; y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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$ d' J/ r" G* E( B& a; d5 k# _1 D& ~
0 p) w- G$ z: i/ ~; V0 U先拆显示模块。
" \% s& s9 \! y4 j
* \# L2 [/ ~2 k标签上的P/N号是我抹掉的，

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，
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8 ^$ d8 w) T& Q: [% s) c/ b小心取出电路板，

电路板元件面，
5 x, N6 ]6 n% M/ O: E2 ~, ~
: A3 j' f- b/ a" {* K( \# a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，
0 Q2 x+ f% y' r: I" C' Q
. I0 R5 y' i$ S2 y8 V( b4 z通讯板旁边的1个8脚IC，

8 b& I9 M: x" b) k4 Q0 s看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

1 P, f9 m) f3 o6 B6 k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，

肖特基二极管，
5 @/ R$ h5 ~2 r, R0 l0 {
AMS1117-3.3V，LDO，

主控MCU，用的是STM8S00，


( a( k3 D$ u" S0 _7 m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，

5 E) J9 S/ s2 I4 J; w电路板显示屏面，
( k" n3 Z! M' R0 @3 A/ p( I
! B3 O2 [+ D8 u忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，
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$ r! Z0 _: C: r; B掀开显示屏，

下面也很简洁，

6 I  [' Y5 C- S( ?# O8 ?$ LZ180SN009，V0.0就是一次成功吧，

侧面看一下，
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这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，

2 R2 ?+ V! t( N2 ~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。
下面再拆测量模块。
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! K& D4 O* X# x  p# u2 q3 }+ N继续，该拆测量模块了。
! X( @6 Q8 O3 J8 N: O2 V+ |- S2 |: z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）
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有3组连线，

4 D  C5 h6 z6 x1 S) g0 g
再拆下红圈标示处的4个螺丝，

打开黑盒子，
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7 M& c1 h8 g0 X9 ?+ X, T5 x只看黑盒子，


用料厚实，
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这4个螺丝是固定铜柱的，
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; b9 a8 [. V6 i$ z. R* I% P% 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，
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$ Q0 l: c4 y. W0 F, R里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
5 U! S9 s$ f5 e* [
小板与大板是插针连接的，可以拆下，


% G1 ?$ S  w3 F# U: a背面没有元件，
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下面放大看看板上各处，
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同样有个75176B，差分总线收发器，


) U' Q7 a4 n+ ?" O0 r单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，
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' ^, G/ X9 g7 O, [继续，
; S: h& _& {3 R3 z# c, {. i8 [
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" g- m6 K- j+ a. W4 \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 w; @, v- `4 p: L/ {+ j  u2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。
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，


" Q0 C4 ?/ }! @; Y+ {板上的电源单元，
7 i4 }! w3 f8 E: J. r
+ D* w8 Y, k* g( v) @, i' u4 y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，
: B" x9 L! ^6 p" ?+ U
" H5 P3 B+ k7 H- ]7 H; \U1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，

$ U0 T" o8 I$ U; R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，
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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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9 Q9 e/ z% g0 {3 K) y+ I- Q1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，

IC上丝印了完整型号，NRF24L01+，

; J/ ^' q# M+ M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，
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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。
7 s! d7 I* G* O  g2 ^; q/ h3 ^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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) w* h/ R, q2 N, f' s6 t
: h- t1 O  j) n; ]9 t拆机评测完毕，谢谢观赏！
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