【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，

3 |: a& ]- `! E5 ]实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
5 V% o" g5 e( s- O, H
$ S3 r, b8 b+ m9 c/ u% V电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
是彩色液晶显示的，
& _# [) z/ i0 I3 Q9 ]0 e8 y

也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，
3 b8 z" J5 ^* J
收到了这么满满一盒子，里面有两部分，还是有点超出预料，

8 W4 p- k, k7 f8 \: q6 v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，
+ |/ m  M/ P3 [背板上帖有标签，

与盒子上的P/N号一致，比较正规，
; d# m0 {; X0 t9 Q* Y8 e* B
. o0 ~/ Q( A; V6 \0 F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，

" \2 n2 _# z. k侧面一端有个USB插座，
$ g+ `/ K& t& m7 \; b/ S
有两层电路板，
* N  k7 S1 t! X+ _
$ I  H( V; r* a" l4 o2 h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，

接线端子也是30A的，
. G9 ]1 {2 S: c5 G% p% p; h, ^1 i
' l/ X$ P) e6 E! r8 M+ b5 H商家给的尺寸图，
1 e" _5 O: R! B  c
2 A9 m2 D$ l2 F$ Y5 S. L显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，
! p/ j: n7 y) Y; P. k
; N, p0 j$ ?  y5 q0 C5 W( }; W
/ N) ]! D3 o1 t5 P下面是基本接线和用法图示，


2 \3 i! C3 G3 \
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，

% A! b/ S0 ~) {% _1 n+ j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，


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。
" m5 U8 {1 n1 ^& ^$ C. E, Y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，

* L- m" I4 ]9 h' l  q) `9 C( T0 D+ H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。
  Y# P+ M" S) G& M! d. U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。

( Q9 M% i+ ?5 I
1 U" K9 B- Y+ s/ [  G3 M* |& j. e5 I
. k; E# N  C5 m1 K( l) |; ]+ X20V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，
* G  u. C0 M) j! z  A
3 R, M3 B: O5 i  ]6 M4 X试出此模式下最低电压约是6.6V，
- P: E5 q9 t# S1 @
被测电压再低就会使显示误差变大，

$ W1 G4 q: E6 U) A: g) j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，
8 j: D9 ~' @. M0 ?2 T
, I) R& {- B  p, G
- o- y( [9 p, V3 S9 G* r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。
被测电压为0V，发现有0.08V左右的“基础电压”，
! @! V2 ^! }! K( }% F0 v3 n/ A* Q
0 V3 r$ l# O6 {- q7 v& D8V时仍然这样，

/ z, n" O; F3 n/ y9 F5 h9 _3 x15V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 S. b6 [7 D. E8 |: `
/ t' D; C8 G3 |; \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，

  ]0 O5 G9 X6 a( F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。
) b; f+ @. o! c8 S) L
7 N+ E# G4 R8 j5 g$ j
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。
) G. ^" ^; g' }0 ]% n; h1 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：
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。
/ |: X% v/ i3 S# P+ Z
6 W5 k( A6 C  K, j2.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。
" b2 U4 X. I+ k, l* R$ F
+ A: \% h& K0 S4 k3.双向检测
: L. t9 u, A, C# u2 \) F, E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。

+ H+ x8 J" m/ F4.特别适合电池、电动车充放电测量
$ y6 l) a6 o( D5 s* M3 l' E6 _8 H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。）

( D0 ]. N6 e# K/ O- d( b/ N% s5.测量电压范围宽
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
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。

; I3 R& X- M3 S3 K% Z7.具有关断保护功能
3 \/ L9 z+ f2 [7 F7 d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
4 p# {3 i' c' f% d3 T3 v6 |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。

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# {# I  }) X0 ^& z# A
先拆显示模块。

5 P7 Y# u, X1 b' n( v标签上的P/N号是我抹掉的，

  [; y# ?; B0 Y8 p- t3 s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，
9 Z' [9 {& m& T+ v' A
小心取出电路板，
9 g. v; N& B" F. x3 W$ F' l2 G4 D/ n
电路板元件面，

! ]" [1 S/ ]8 d1 \$ w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，

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，
# ~2 O* A, s3 J
供电单元，
3 f# Y3 i; V/ P" g% j, ~! M% b

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，

AMS1117-3.3V，LDO，
/ W4 ~- l, f8 T$ b% Q; v
主控MCU，用的是STM8S00，


* S, Y! q4 N0 Z% t5 k3 k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，
. t2 _% \: S! C  V% H4 h, y- u
3 c9 P6 B" v1 j6 g3 m* z忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，
+ i% ^& ?0 Y/ [- I2 M* D
4 J" t/ a. L7 b, N0 Z9 `掀开显示屏，
/ G( {2 @- Q5 L9 p. P3 U
# ]  i' M8 M! L3 j7 M下面也很简洁，

Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，

) }) ~3 K5 x& B6 r5 u# h( R侧面看一下，

1 r. ?' O( L/ q+ t2 I( t9 R这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
3 ^% n8 ]# v8 c$ h/ ^0 B
3个按钮开关，

/ \. o: r3 J9 u% f' R; _
# v9 G4 Y  n2 e& F8 E' 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。
, D. u& M; w- p1 |$ ~, p9 a. Y* X

newnet1234

4 Q+ ~1 O# C1 m5 ~
, U% j, Y4 y' o# M/ Y继续，该拆测量模块了。
( Q/ Z$ ]: ~$ I( J" N' w3 g) j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）
, j0 i6 a/ {& [& F
有3组连线，


( K& X8 x7 C$ ?+ |1 Y$ w再拆下红圈标示处的4个螺丝，
: |; N: k, G. R# \# N7 T/ i
打开黑盒子，

只看黑盒子，

6 N- z" f3 U; J* J* W$ M3 Q
用料厚实，
" k. p9 z5 M  ?. a' n7 ^1 r3 y  x1 D
1 {2 `0 {* R  k& A+ s* \这4个螺丝是固定铜柱的，

0 h5 C4 B6 q* x5 x8 ?9 l# ~2块电路板可以完整取下，
1 ]/ ~  q0 V8 K9 y6 M& m: G% C
/ T0 ^/ C9 e6 k- B$ f0 m5 {1 C
上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
5 K, V* |0 B1 W: `9 c% K. ?
# T* T) L% U* d3 A8 W$ A8 m里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
* X9 w5 Y4 a; D5 j( J. G
小板与大板是插针连接的，可以拆下，


8 _' m0 \$ K' t& `) o背面没有元件，

8 F% |; g  g4 c下面放大看看板上各处，

同样有个75176B，差分总线收发器，
$ J2 r/ P- y" P0 J0 B4 i7 R

单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，

9 d; ^  ]& g" m: a5 V- ?继续，


& S2 I0 K& ?# O+ k: x$ O% O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、、，
# q& F. @; t- Z* |7 Y& u: A
2只大功率管，

" I) u, Z4 ?9 y& c$ T
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。
: Z8 R; o/ @4 A' N4 x1 p/ Q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，

, h( I& @9 H% a: s; _
- H# a/ {; Q  h! F! w0 Y. m板上的电源单元，
  T+ F" v2 t- m( M5 A' d
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，

2 ^7 d# m! `7 [: j3 _- cU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，

( y7 n& t/ N# s这里还有只贴片大功率管，
1 P( O- Y# D" e$ |) @
; w, \" y0 R0 `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，

; \3 j' ^4 `% o9 I  x' i0 Q最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，
( C4 J; ~; h# i2 ~1 t# K7 ~4 i1 d
4 F% |- M4 h& D6 ^  N1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，
' V; w1 e/ o' z
IC上丝印了完整型号，NRF24L01+，

1 Z- }, N3 w- Z' q: W/ u8 z1 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。
& |5 _" G/ G: h+ `2 ?1 Y, N5 f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，


1 {) j+ c9 q( G& V, w# w3 \/ s; K拆机评测完毕，谢谢观赏！
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