【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. X1 O1 c3 j# C! X技术规格是比较牛的，

误差精度一般吧，
- U; P; }; t  D- K2 d
6 S7 n4 a6 X3 C9 M. j实际是选了最低的一款：VAC-1030A，

: A9 ?, H1 h2 O& _: Z! x9 U. y9 C电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
. H# X  h- \  u8 e4 X4 l; B是彩色液晶显示的，
. T4 O4 u) a4 G2 p

也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，
& x/ }. S5 ]  s2 o
收到了这么满满一盒子，里面有两部分，还是有点超出预料，
, b9 d0 X: o% `: o. h* `
6 U/ F. m7 l8 j小包的是显示模块，
! Z: i2 v4 k/ }( X
后面开口处有个简易USB公头，可以用来取电及有线通讯，
" ~" l0 d# z" N7 R背板上帖有标签，

; }- x" R) Y' ^' @2 ^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，

侧面一端有个USB插座，
# ~) w9 l% T7 o* m3 |4 A
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 d: K% c4 T9 e- k6 X, p* x6 d
接线端子也是30A的，

商家给的尺寸图，
& h; I+ j& T. ~) r0 u. Z) \
% a" ^( |" F6 e7 M6 N3 p显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，

: R& e' |- b7 F% \8 e" R3 R
7 E# Z# r% I3 L, L下面是基本接线和用法图示，
" M2 s/ n  M, e' g
/ ]. }. }: T( q, M8 J

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，
7 _7 D7 |8 A5 Y+ n
, \+ H8 y  p& [; L# g5 K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，
: @7 w: r9 R: H% G& p" k$ Z$ n8 m. A1 Y

1 A; F- @  W& h* x: |6 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。
5 ]! B5 |2 Q' J8 [' o$ s* _' `5 X& S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，

6 k! s+ v0 S8 `7 p/ g' w+ r+ Y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。


( f/ D/ b8 `9 y4 o1 O
! _$ q( ^6 s% ~/ T20V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，

6 z: p) |$ x- ?) P% f试出此模式下最低电压约是6.6V，
5 g& x& c8 W) ]3 P" B
1 S' |, T2 @7 t3 Q" Z  @. k被测电压再低就会使显示误差变大，

* R/ E; S( Q8 _( x& W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，
: W, o+ _2 D( c8 F( Q+ U
# H/ N, G, S7 a( j& W. }
下面改用独立供电的模式试试。
! Z6 h! u4 v5 O! h1 z供电为12V，继电器吸合，旁边的指示灯亮起。
8 }; C! q4 z( g, b被测电压为0V，发现有0.08V左右的“基础电压”，

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”。
+ B" R9 m. J7 m  h) h
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。
1 z+ n' h) i. A& e( u5 e8 Q0 i
0 V0 m$ [) G% h2 U- r$ n
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。

2.安装方式多样化
/ c. ~( X. A/ U% O' F- B3 E" V% y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。
4 v% o+ i1 R( D8 j, ^- B' I. W  {
' N* v% v9 ]# V5 @6 ^+ ^3.双向检测
* Q: P* j7 N" s; j% E) S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。）
6 V  d/ q6 \/ Y; `
; G/ `: J6 L& B6 O. `$ I' b7 i+ |5.测量电压范围宽
: f. I3 Z) F; j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。

6.断电记忆和参数清零功能
' ?  b5 a4 P* v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。

( w/ S# G1 U- V5 {0 \! i/ Q2 ?7.具有关断保护功能
% q2 G" T8 I+ s/ d) W" y4 Z9 F$ W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。

! t3 e8 l( z3 v: G下面拆开看看。

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9 s# K; \" j4 P' ]* [/ ]
先拆显示模块。

' j8 x/ R. ?, i6 F" t; M1 m/ j标签上的P/N号是我抹掉的，
) Q# G  B  l# f/ _. }
% f! {# q" c" h" z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，
$ p6 n' o# }8 v  S
( `8 a1 b+ @) M$ O; c( `小心取出电路板，
6 l8 J: c! B# t$ Q
电路板元件面，
9 L3 H% }; A% w3 c8 J4 F; Q
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，

6 N3 |9 c2 a" ?/ G1 f% \: y通讯板旁边的1个8脚IC，

看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

$ M9 k% N0 N- V7 l供电单元，
8 s( n. I1 G7 A3 g: M5 A+ j
9 Q9 o% ?- M$ ?; 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，

肖特基二极管，
; O- d6 m# ~! X; f' ]
5 l+ N3 I" x; j5 M5 z, L& ZAMS1117-3.3V，LDO，
* V2 C, T9 g% X7 `- X2 L9 y, {
主控MCU，用的是STM8S00，
6 X6 B' N) u8 S0 s& n  G+ q, D5 `& b- r

; V( v! E+ l7 M, z! c1 |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，
" Z7 U& a, E" b
9 N; U( |; h& e" b忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，

* l* D) Y5 t+ M4 n* j1 I# ^- G掀开显示屏，
$ \' w4 h7 p$ V% Z5 T
下面也很简洁，
2 o  `  p; o: A; ?$ c+ E8 A+ p
3 Z  _% O" r7 U7 m( zZ180SN009，V0.0就是一次成功吧，
8 q5 E9 r4 C! H/ U1 U3 Y4 v
侧面看一下，
" D3 w0 I0 h/ H; |& g. P$ K
0 C  w, C0 l9 {4 a" _这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，

6 \1 p1 e/ Z2 x' E8 a  S4 n. p3个按钮开关，
! _# a: y$ G9 x% Z) z4 C

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。
4 l( c9 W2 G3 T/ G- [下面再拆测量模块。

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+ j) o: @' \& z2 L! 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）
* z9 h& A! h. M) u  E
有3组连线，
1 Z; a9 y& h2 J% s7 A

再拆下红圈标示处的4个螺丝，
7 ~$ M/ c9 J  h% D
* j) m0 _# Z, M) M- D8 i打开黑盒子，

8 d/ c: z& a: n1 v9 V只看黑盒子，

& J0 J- A8 |1 c5 c& V' M
用料厚实，
9 G+ T5 n1 A! \+ E* |
这4个螺丝是固定铜柱的，
0 D7 q$ x" O* m6 M; V. Z
2块电路板可以完整取下，


9 v( ~" f0 G$ F上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，

/ Z# C; M% i( `0 U, e" {里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
/ f! h7 V. }" Q, r( l8 v
: f# l& D- G( ]' @1 ^, ?9 ^, A% x小板与大板是插针连接的，可以拆下，
2 ^) W- W" @1 M4 c2 s

背面没有元件，

. n+ S  @( q2 E2 i* ?下面放大看看板上各处，

. V: V+ T$ S( k  `! y5 c) `同样有个75176B，差分总线收发器，
: V1 f$ a' @. X) A
; t7 V7 D8 K% E) y5 _
7 f; O2 |% Z8 i/ g1 B* H$ @2 W2 E9 B单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，

  t  n! Y0 A. G: Q/ S继续，

1 ~* b# D, h) ?0 i  B5 J. K4 p* j
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、、，
, T5 R0 z; l" z: l" W8 z' h5 |
& f$ T5 \% N4 B; v' J2只大功率管，
+ b2 F/ K5 D; U6 k1 V* \

5 H1 _8 B  |8 Q2 w) E- c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。
6 ^& U/ t. Y) k8 U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，


) t( c$ X5 A! {  l( |2 K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，
* v5 _+ B/ t3 R
. Q8 m# M7 d! E7 ]- vU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，

: q8 {0 j' D5 K) S' N& B$ K. ?这里还有只贴片大功率管，
% [( ^7 j/ b- G9 Z0 H! v
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 a# g9 k$ v! ?2 @' y
最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，
# B; z! N* B# b6 k
5 H" D7 F4 x4 V: O0 [. S, ^1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，
9 ]0 h/ E/ o  f2 L9 I& P
IC上丝印了完整型号，NRF24L01+，

小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，
3 i# h" U1 x/ |8 z6 v2 `
5 w/ Z- ]) V  {3 k9 }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，

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，
( h( B9 n/ z0 S

0 ]" R/ A) \7 p6 X' G拆机评测完毕，谢谢观赏！
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