【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。
0 k9 K" L& k" h; Q4 l# q技术规格是比较牛的，
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误差精度一般吧，
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实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
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$ T* n0 a1 x0 i7 [/ F- y电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
% @/ E$ b( o8 v+ k3 R! |8 W" x' n是彩色液晶显示的，

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4 a- b/ Y% k1 \7 J, y也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，

, v# E8 N% d- H- q* |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，
# A) |4 f; f1 n! j  F8 @9 }. E% J背板上帖有标签，
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& B9 C. [4 d1 c. B与盒子上的P/N号一致，比较正规，

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，

# {8 u# c% X% H8 c; R! ~侧面一端有个USB插座，
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有两层电路板，
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* L! n& y- [$ r" f& M- J( E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，

; Y. b: E9 T% H1 I1 q接线端子也是30A的，

5 D# D! K* [) ^) d商家给的尺寸图，
; b# C; o$ m$ X$ N5 ~
显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，


+ `# C! Q+ R2 K+ E( p8 ~; c下面是基本接线和用法图示，
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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，

8 i* y7 t1 i+ W# M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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% h$ f# {+ j/ c/ z9 t. l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。
7 }: i: l" u- s2 M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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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。
3 z3 X4 x+ F; O7 {; Y( X0 s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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2 P: H; c, J' Z20V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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试出此模式下最低电压约是6.6V，
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% ]: H& K- }& A/ w8 Z被测电压再低就会使显示误差变大，
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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，

, }7 Y, ^( z: ?" v$ x: o! }
9 ?8 D9 c9 B# n2 {+ a* O下面改用独立供电的模式试试。
2 D6 B1 c+ c; _0 A# W/ v! G0 {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”，

. ^, l$ l. `! i, J$ ^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”。

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，
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6 S7 n% F) v& I$ w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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7 R5 l, A: |/ P" X7 {) ]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。
% }6 W7 T! s  f" B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：
; Y2 D+ j) ]& |, T* Z/ F) b7 z7 ^+ K; @1.显示信息量大
1 i3 r5 r# ?4 |0 ?& l- W8 Z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
3 G! d, }0 J  M- ~5 k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
* F% c4 h* |1 }; x. 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。

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。）
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; p8 q' x( N: t" b5.测量电压范围宽
- n$ h3 W% f  W% a9 \+ B/ M9 f7 v5 x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。
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6.断电记忆和参数清零功能
5 D0 ^' Q( U1 U- F' P( O- L% G# o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
8 @+ ?: d& i- l% P1 H& G4 P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。
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$ N$ {% ]! x8 Q) t- {先拆显示模块。
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3 D- M  S0 y. V3 ?0 e. f- P9 c标签上的P/N号是我抹掉的，
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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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! N4 J  q1 ^; J" B小心取出电路板，
& f8 t" V0 A4 y
7 J6 q8 m6 |4 ^  i2 ]( f电路板元件面，

& ^* j! y: ~' G! Z2 g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，

: Q- S4 @9 ~4 w. I* x; ~4 ]5 a通讯板旁边的1个8脚IC，

0 I1 N: Z5 K2 B3 @" T看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

供电单元，
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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，
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) P0 |4 X- g: t( G$ c& e/ s肖特基二极管，

AMS1117-3.3V，LDO，
, D$ M, G+ u/ p( L# |
主控MCU，用的是STM8S00，


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，
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忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，
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掀开显示屏，

下面也很简洁，
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9 ^; X% h, j9 \Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，
+ [/ \4 R- Z* C; a( ^2 M- B
1 I6 z3 _2 _7 K9 I侧面看一下，
1 Q/ X/ O8 v' r( _# p
这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
& h3 d. r' ]1 }* H
+ O' I' O# p3 E( Z* x3个按钮开关，

3 [- ?# o; H% P; ]; A
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。
& w4 U6 s4 N4 I/ n7 W下面再拆测量模块。

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) o7 u# @+ Q8 e. z
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）

有3组连线，
  p, y& X$ R4 q* C

再拆下红圈标示处的4个螺丝，

/ o" d9 K6 Q* k' N; @8 G打开黑盒子，
0 X5 t1 k1 G. a. q& ^* y, r
# o+ F  H: \2 L( o8 G2 H% A" L4 r# \) o只看黑盒子，

0 ]6 V/ `4 [, w5 G1 P9 |
! R: A/ `0 G% d; }" w& I2 m用料厚实，

" C6 L; i* B3 x$ O9 @+ }$ ]$ g0 f9 K+ M6 [这4个螺丝是固定铜柱的，

2块电路板可以完整取下，
- o# W: ~; l* n$ j& M
: F1 w. h! h, M2 l% Q. x
6 s# O# N2 n' n, H4 R上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
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# i. m8 g8 Y6 c% |里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
% S5 m2 n# d7 S9 U8 Y( y6 x+ }
小板与大板是插针连接的，可以拆下，
. `% ?& x2 j* R. B/ ^

0 w) d8 }9 p) P% F" _+ S) q- S0 \( [背面没有元件，

下面放大看看板上各处，
) J. `8 ~" k& m0 O
同样有个75176B，差分总线收发器，

8 h9 P7 ~2 R  O. C" m
* `1 [1 u! T4 I单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，
( c  J" p9 E" Y6 \+ {
+ K& T8 G2 w9 ?0 B/ E2 ~+ o  R继续，
9 ~0 u/ w. p' c4 c) N. w

9 x, V$ W5 E( y5 g: N& `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、、，
0 R8 z# U5 p6 Q2 f% d. K3 z
2只大功率管，
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3 z; d3 x" a' v1 b4 g( K" G
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。
0 o* T) Q& ?( u* h& E' ~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，


6 \4 ~2 r% @) ~( N* C8 c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，
4 [/ N  K: L; N, h  l6 @
U1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，

% S. P' ^  S# y9 L1 H- F( o. C这里还有只贴片大功率管，
2 H& u0 Y' \4 f+ T  z9 M+ L
# H( N, ^3 B9 N; w3 }& B1 n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 M. [* Q. y2 ~+ x5 C% N1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+，

' `( X4 A8 R7 ~% _0 b小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，

2 v7 g3 s+ s4 u- {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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& |2 o/ I/ z# P; g8 g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，
) Q0 r5 H1 F- V2 R+ A  p
. D  ^: o$ O1 l6 J" [
拆机评测完毕，谢谢观赏！