【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，
' R% M$ S8 J& b4 W: w( Z# |* Y
误差精度一般吧，

实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
5 J6 s4 J, D' Z7 I
电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
4 X, l+ H0 y! v; H* u是彩色液晶显示的，
" m6 G) i6 |( D: L

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，
- p' F" L- j2 N/ t( R$ s# r: f9 H: L7 A( K
5 ^" P: x( h; x0 \' A5 Q小包的是显示模块，

后面开口处有个简易USB公头，可以用来取电及有线通讯，
! h; s1 ~- g  d背板上帖有标签，

9 F6 `0 K' ?/ j+ g- i* R- c" t, T与盒子上的P/N号一致，比较正规，
- C2 z" p" G) U9 E7 ?2 B: `
5 c  I& k* h# O5 w# T, r4 Y( h另一大些的包里是测量模块，

+ J7 S" `) F; b! I8 ^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，

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，
" A( w! X: X3 @1 h# J& a
接线端子也是30A的，
" C5 i8 t* O6 z1 j
商家给的尺寸图，
- R1 e$ d# _8 W, E" V' [) y
显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，

& w/ t! e! W5 C2 b' L% w
下面是基本接线和用法图示，



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，
3 k! k: Z: g. J- I
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，
3 F% z' W% t9 J, V0 }

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。
4 {, n* X, f( T6 ^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，
5 b4 v: _  o# [; {
4 R. \* x0 k" N* }% |- `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。
7 V* H: J5 N* @: k/ g4 |4 h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。
0 w& s: b+ d% `/ ]( p* }5 g% l* s

) c: o, c% k# m6 W5 [  z* w1 e: D
20V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，

: ~' O2 c* t8 q* _# R/ v7 O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，
  v- V8 A& g( l9 e8 [9 h) a
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，


下面改用独立供电的模式试试。
# o3 L- E3 k/ h9 k! ^% J+ X供电为12V，继电器吸合，旁边的指示灯亮起。
* \1 _' y0 W8 x5 a: b& c. N被测电压为0V，发现有0.08V左右的“基础电压”，

/ r  R- l5 i# P: @4 ]- O8V时仍然这样，

$ u; O0 b- o! @" 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”。
4 l/ z$ Z' s' X5 D
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，
& R! {5 v! m, Z: ^8 B/ X
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。

3 x/ x- Z& }2 D- S
# z' u( |4 z! [. k5 p; w" p, ^2 P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。
8 [4 Z+ A+ ~7 q) z0 {: q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 u- W4 K! A6 f1.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
- i+ f9 b7 U2 ?; m# f1 Q+ F  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。

3.双向检测
2 V4 c2 S1 c& @0 c' I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
3 ~+ L0 d, s/ F! \  c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。）

3 d4 b! v- G7 f( h7 H; |5.测量电压范围宽
) w, M8 A8 n" {3 K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。
9 f0 r5 d4 S; K
6.断电记忆和参数清零功能
. t, i& Y( _+ l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。

/ _' C- k) C) o: `7.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。
' _9 M+ \3 @9 ?: B" `: r
6 j! R' {  e' I4 n; ?0 g* }" Z- [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。

" K' g1 _4 }: z5 T" N) E5 }下面拆开看看。
( Q0 W3 a; H5 ^

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$ P6 G7 X, M, b7 n9 U* e先拆显示模块。
3 b& ?8 b* L1 O9 c6 T  Y' X; V2 N
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，
6 @( z& _( \6 c2 G
! k8 c0 @, G8 e) y$ R小心取出电路板，

电路板元件面，
" ^, j; N- f/ I( N  Q! W( N
% Y5 @$ p) `3 K/ g" 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，
1 j6 i7 G) B6 S: f" B. w
& x: c/ {% P2 L3 p) m通讯板旁边的1个8脚IC，

2 ]- U4 o# n; q! y看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，
: B4 X" F/ x7 P3 g
供电单元，

4 m) k" s7 p3 B4 m5 I
% w6 T' {$ e5 G3 `: c7 u4 w6 R+ r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，
/ _! U, ]: i2 A$ ^
肖特基二极管，
. ?/ f: j- G* d9 D' G
+ V' }' F7 [8 n2 WAMS1117-3.3V，LDO，
- A; ^' {0 [, N$ u8 d
主控MCU，用的是STM8S00，
8 Z) _$ V$ k( _0 [" n4 _5 F

# |7 q' O+ W$ |0 ~) n* J- I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，
) y) J  N3 z; @8 S" ]
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，

掀开显示屏，
# G2 h4 h( r% `' J  c2 k
下面也很简洁，

Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，
- t5 T! x7 E7 e& ^: t4 m
侧面看一下，
; C, g5 |) R6 h
3 E  R. S4 w% X* j) v6 l这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，

. j8 A  c: m" _5 b: @1 ^- `& j3个按钮开关，
; A- M* V3 e' P+ |" g8 \- w! b

5 {* |7 Z6 z- a% q$ b  B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。
' K+ b$ s! Y; f6 C( e) K, S; r下面再拆测量模块。

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( l4 N2 r0 R& g4 o继续，该拆测量模块了。
2 o, x6 @  o+ ]8 Y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，
6 ^" c7 x- B/ ?3 w' M/ s' h8 c4 y
: e( ]6 J) M- C
+ u1 q& }" a# D5 R/ h# k' P再拆下红圈标示处的4个螺丝，

* l  E5 x1 _+ _! c: E打开黑盒子，

4 j; i; ]/ }' @( F+ O只看黑盒子，


用料厚实，
9 z" j! E7 u7 k: c. N, Z
这4个螺丝是固定铜柱的，

% l. K7 H% H# A  T  B* J2块电路板可以完整取下，

. V# c. p5 F, ]$ o* T+ j
4 a, W5 _$ k  U5 e" w% R上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
/ f7 J: C% L4 O% T1 A& q
$ C2 c0 p/ C+ u( L5 ]里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
( x! v! k) V, x% I7 ]3 L
, q% V+ ~0 {9 ~, s) P$ \小板与大板是插针连接的，可以拆下，

8 H+ o& a  k7 j# A; r7 N+ k
背面没有元件，
( F8 G3 H& F3 W8 |' m! D, I
1 g5 W1 O- n3 h8 @0 A* l下面放大看看板上各处，
# E" k: y/ G8 H* g2 O  o
同样有个75176B，差分总线收发器，
$ s3 ?' q# v1 N1 h3 C& o7 P3 |, I
5 F+ M' ^/ r( f# M6 ?
单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，
$ W  ~) W. X$ z. I
& a5 \, i6 a4 y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、、，
; [! c8 S# x- i- B; j0 `' D
2只大功率管，

$ {6 O8 W  ~0 ^
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，


0 w2 |& {) g7 ^$ f板上的电源单元，
3 u& r' y' E& G5 l4 t, r
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，
, P# }, j6 V+ V4 F( P
U1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，

. }6 |  {0 z9 J( c/ j这里还有只贴片大功率管，
7 z4 b8 }3 G) m$ [% d& p; |* t
' B) x3 n- l. |$ @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，

: P0 V- I/ J' a+ X, a8 v) L最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，

8 p1 I4 {! Q% r0 U1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+，
3 {/ v0 F2 H: Z. B" J" T
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，

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，


拆机评测完毕，谢谢观赏！