【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。
4 s' E( X+ z" {& {* r' L技术规格是比较牛的，

误差精度一般吧，

8 T9 ~$ L5 L5 b3 Z4 Q实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
; @- y5 x2 A5 l* {" W+ m" B
0 V; d# O. v! A" f3 Q; x电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
" h* Y. _; q8 ?8 C7 h$ b是彩色液晶显示的，
6 J$ ^9 L7 m# v# }0 I/ F

7 O. W* }! ?2 `3 _6 j也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，
% e. x( j. m+ c' J1 \0 M
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，
, {" u' _3 ~& Z- c5 h4 v
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，

与盒子上的P/N号一致，比较正规，
' ^& u2 W5 ?, C* m$ d) r
另一大些的包里是测量模块，

9 s$ o* `* g) D6 U6 D3 ]' }* w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，
6 }& I! O& c$ i
侧面一端有个USB插座，
9 D# n% D7 D1 v  f% _3 i6 i
有两层电路板，
1 `3 r/ ]3 Y% W& z. h2 y
' N4 u! d  b+ J* S& m: X6 J. 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，
! j, ~1 m% D1 w' `& M  h% I
接线端子也是30A的，
( Q, g) w& c$ h
商家给的尺寸图，

3 @6 ~" J2 g% p* d/ Z显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，
1 @4 M. C6 o! n0 A

下面是基本接线和用法图示，
2 v4 n+ Z" d2 F; x, Q$ d7 z
/ f, ?1 H% w* U' l" r$ R2 H9 f
! L$ w# D5 o6 Q5 X" 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，
: y6 v" k( ?$ ?) E5 h$ j
$ S  G' [6 N- 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，
# I4 D! ^$ H1 _# O
; f7 \. a7 x& j3 X8 y
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。
8 Z" V2 z1 a& S8 V2 a9 r: G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，
- w" K' G$ g* d' V8 n# P
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。
/ K+ n8 i, E" X% p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。


; A: r6 h. c  r9 O+ H
' o; I' N4 {( l20V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，

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，


! q" |! t% W  y0 ^% M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。
% m' c1 _# a  T  o被测电压为0V，发现有0.08V左右的“基础电压”，

& i& l: O1 d" z' C+ Q8V时仍然这样，
' P% A4 i* M2 K4 z5 Q/ ?
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。
; A" D! M& i# y% T/ [/ {% ]  b3 c

# \6 |( O7 Q( g3 n7 [9 a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。
) l+ f; @; v8 ~& P* n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。

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。
& x# N3 b8 Z2 I% X6 V' _' }
& c+ ?3 D; R: q7 ]1 M7 Q# h! d" z3.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
0 |3 ?( a5 i8 S6 O7 J9 m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。）
- ]# ]9 H$ v& \. ?1 O0 l0 d$ U. e
8 w: u7 p! k; g5.测量电压范围宽
; A2 W! V  K: d. ^/ |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。
( L9 B5 N* D4 s% T
6.断电记忆和参数清零功能
& g' b6 `2 \& m5 O: [3 D' X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。

% S1 k( I' D$ V2 g- G7.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。

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。

: p( Q" \/ O$ D3 _

newnet1234

. |$ e7 A# ~5 H% j
2 T8 }2 z4 O: k6 K$ U2 ]先拆显示模块。
# l+ a( [; _& {
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，
% w  ], J, v( u. D, T
/ z4 |0 ]+ j/ [8 J, N小心取出电路板，

. h' _0 V+ p/ l2 q/ y' u2 c% v$ M电路板元件面，

' L/ R$ |8 a2 x& _3 ~! C8 C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，
% r0 h2 _- B  s& m. p
; @# j# f7 ?) Y9 _1 x% m通讯板旁边的1个8脚IC，
( i# f2 W) t+ u. B: j
看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，
* i+ ]% l3 O/ o/ S7 N: u" y4 i
供电单元，

* Y9 _; `- T/ x' e- @0 l
: n) x1 ^5 b- P3 R1 V1 N6 e& P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，

1 o1 S6 v* s0 L, k+ ~# u% Z$ s肖特基二极管，
: ^, X7 [" a3 n
" @6 g; V, y2 t3 B; t7 EAMS1117-3.3V，LDO，
7 m9 `% M2 R3 O: h
主控MCU，用的是STM8S00，
2 C/ d1 t- {. O

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，

忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，
. I5 s  ]- F" A, \- _, T! v
0 Q# x0 q& o& b1 p& y掀开显示屏，
$ s8 N$ A+ B. ]- T9 a9 @
/ H2 k) i9 z8 @* C1 E3 Z下面也很简洁，

# e" a# @4 k2 CZ180SN009，V0.0就是一次成功吧，
& `1 z% `1 t; C/ [/ p
侧面看一下，
" |1 l) D0 e" I% o6 ]
! B9 k; e0 l) ~2 @这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
2 m3 h' `3 ?9 G9 \4 M5 x7 }  e
" X- t' T. l8 g% M- W: z8 A* k3个按钮开关，
7 y( h  S" X- _8 I. T: W

: W1 U+ D) L- ]# N$ ?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。
! }5 V: J! d) B+ d

newnet1234

3 Y0 E0 y0 ]; V$ ?* g
继续，该拆测量模块了。
" J3 S+ V. F4 f: i$ o6 Z' I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）

" l% C( b7 N& D! z0 d. J有3组连线，

- @$ c& `2 j+ b9 r5 `) X
再拆下红圈标示处的4个螺丝，

打开黑盒子，
' g' u; t/ A, @# g
只看黑盒子，
) {, R1 p6 M& F
0 i9 s; w! P- s6 K4 `
6 W# L% U. y$ U# N/ p用料厚实，
/ @4 q) I- _1 J+ H
  u2 w4 b& }  Y1 y7 o9 I! n" A这4个螺丝是固定铜柱的，

+ s" L0 z) T8 x2块电路板可以完整取下，
1 d# ^9 n0 V9 x
" ?9 N0 a1 @) b' y7 r3 H+ @
上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
% O* S: p/ z; D6 d" ]4 d
8 e" Q; W+ P& I7 z$ G- D! o里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
' b1 S4 Z/ x7 \6 ~
小板与大板是插针连接的，可以拆下，

9 t! B# P$ y4 c( g2 }1 }9 R4 d+ J
背面没有元件，

" s; O. e% U7 M6 T, ]$ F# V8 |下面放大看看板上各处，

同样有个75176B，差分总线收发器，
% `9 r+ K! S7 Y& l1 w
3 N* V( p9 @( s9 P& O9 O' p+ S
单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，
/ {9 V1 N2 o* k& k4 v5 x( \7 V
8 N3 T; g! u0 H& J继续，


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，
. A& [+ l5 \- ~, G7 @- H

带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
. ?6 l/ t& U/ m, b另一个是MJE340，300V、0.5A，NPN。
8 G6 w% Q3 o2 R% ]& R2 @9 c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，


* S2 O7 R6 n4 J. U' ~$ \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，
/ q* O2 ~  c( O) U( W% a6 P
U1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，
& J% H  v, ]- i
这里还有只贴片大功率管，

- [- ~( q0 @* e& C* 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，

最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，
9 ^+ r7 f8 F8 t2 ~' ?
; d  y  n4 {' S: r9 |1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+，
/ g4 X5 I1 w% [- ]6 C% r/ q7 d: U) v
小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，
2 o% n/ U/ G5 }) {& ?4 Z" z) ^
. m% D- k' g9 T% G7 v2 B9 }. hnRF24L01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，
: s& Y& t/ r; u- l' V! K
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，
* k6 b* Q0 z( S- @- A* z
% W* C" `7 _- ~) f$ w1 h9 y
拆机评测完毕，谢谢观赏！
0 s. _9 x5 E. N" F