【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。
: y/ y! d. {) r+ }. @( M' m7 Y技术规格是比较牛的，

误差精度一般吧，
0 Q6 m. v+ }4 P: K" p7 |& N3 s
实际是选了最低的一款：VAC-1030A，

电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
是彩色液晶显示的，

' S* n, F! a- m* P, o0 F* T
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，

小包的是显示模块，
! _) D- g6 u5 z# T' @
后面开口处有个简易USB公头，可以用来取电及有线通讯，
1 q, U; P8 k. c8 b; Z背板上帖有标签，
& j- Y, C7 T4 |) O8 Z. ]! N$ q
与盒子上的P/N号一致，比较正规，
0 ?3 ?" m( f* f+ c, @4 ?+ h
另一大些的包里是测量模块，
* N! ^1 \6 w" D# ~" z' h
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，
& |; S$ ^4 [3 T2 h
7 e5 s/ f: _1 ]& z6 d侧面一端有个USB插座，
3 S& B* ^4 {1 D2 U
有两层电路板，

& o$ R2 j3 N! s4 P# B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，

9 m0 R7 M* m. Z3 y1 e, l商家给的尺寸图，
6 |( h& `( t! t$ ^
显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，
& S/ [. t2 q2 `* Z3 n+ p9 ~
3 a: H& o+ u* W3 O% `4 B3 h5 Y' q
% M! R& J3 m3 _& E/ B! o( o下面是基本接线和用法图示，



, Y. ?7 _5 i6 t接下来做了些简单的测试。
; P3 T: c1 t) q" U# ?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，

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，

4 I7 r4 b/ A4 l
, ~. \7 M8 G) D0 A: b6 u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。
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，
4 x- X6 k; @% [
. n+ F5 K6 T  \% e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 X" ?# W4 Q+ }$ w  J( g' 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。
+ b# e1 _3 u: F& k


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，

! E/ s- m! L4 e! Q8 Y. i( R试出此模式下最低电压约是6.6V，

* l. j8 R. f- R0 P- I: K被测电压再低就会使显示误差变大，
% L* O8 i5 [  X+ k- J1 [
0 C& t' a! S8 L+ p7 ~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。
' z. q9 Y: ~4 E! l: B供电为12V，继电器吸合，旁边的指示灯亮起。
1 p& A  k% D& b, S) O) Z$ ]被测电压为0V，发现有0.08V左右的“基础电压”，

8V时仍然这样，

& q: \. l8 n3 c2 `/ ?0 e& ~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”。
- w# U/ p, {0 N7 r4 A
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，

- R6 g( n* ^) `+ }( B; W) H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 {" N9 @8 y' D+ O0 _

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。
+ E+ Q% t7 H5 P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：
7 L0 s& l, w6 U6 \3 g1 e% J1.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。
6 t$ d% o; k/ Q; k, ~2 b% U' l  H
( ]7 n2 I. @- ]8 W% y3.双向检测
) U* R3 a, T/ ], ]- B: A5 M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。

) y8 u) B  c# k  H% v6 G4.特别适合电池、电动车充放电测量
* m; q& F9 h% K; G3 e8 k5 O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。）
" n) J3 {; W2 c
5.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。

1 d& @, [, t" n+ j8 B& v  j6.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。
0 i& c% ?; y* G+ i& g1 l( G
1 Y8 e7 J# s2 _7.具有关断保护功能
, ~) h5 o. }9 \  G+ Y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。
# s2 h( M  ^2 s, |2 w; Z
1 b0 T% V, E; I/ p3 ^9 X4 }下面拆开看看。

- X7 W5 v; F3 k6 J; }, c

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  y' N- r# T' C3 r7 V  x
先拆显示模块。

标签上的P/N号是我抹掉的，
% m6 L; `) G/ _- |. A5 V* M3 z9 N
2 q) V  r, `  l# H7 R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，

' H0 [1 Z9 t! [小心取出电路板，

电路板元件面，

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，
9 E, @/ r: \$ a
: R7 q# Z  G" X# c7 _6 B看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

) a) G/ `1 W9 M% b) R0 g2 {$ g供电单元，


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 D% k% _, b3 O& E' e. Z* k/ K
  M( e; [' g1 z' \4 q) m1 m肖特基二极管，
# t: C: z4 I1 U0 Q; H4 C7 m% L6 V
AMS1117-3.3V，LDO，
/ V1 q" E! Z8 L% p2 k7 P) a% E
7 P5 N3 N& M- h% O9 K, E主控MCU，用的是STM8S00，

) [; z1 o: `' @1 I7 T0 Z* c5 X& A( X
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，
0 ~1 ^/ q1 Z% }' {2 O# F4 z; K
6 O0 @6 b4 s( e5 `0 f' ~/ [电路板显示屏面，
$ F4 |- o# j3 `
忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，

: I  [3 |, z. S, y/ ^掀开显示屏，
4 v" r; r4 ^# Q, h
: n# y5 N5 S2 @3 d  d; X下面也很简洁，
0 u  i; H9 S% f6 b" R) N2 T& s1 z* h+ V
Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，
. O1 s0 T& h. }. L: Z! R. e8 Z# E
侧面看一下，
! H+ X: n! w* m! `8 k, s# {% i
0 s8 `+ _. |% f3 L* w) s& K这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，

3个按钮开关，
5 |) j5 H1 U' }5 V; W
: F# m5 z& L$ D6 Q/ E! h
3 [, `4 o) G2 E! |/ D# O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。
; s2 n  y9 r5 `5 s9 n" g下面再拆测量模块。

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7 v8 i) f) X5 a& s8 P; y
) e+ P$ [$ {" u继续，该拆测量模块了。
3 K: v# b1 c7 |8 ~5 j2 [" p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，
7 d+ k6 v5 @5 G* c

再拆下红圈标示处的4个螺丝，
# j: M/ ]3 C+ Q
& {, r! U1 P: o打开黑盒子，

* R8 w3 ~5 _' F4 i. i! P; y只看黑盒子，
1 \+ U( {7 I" K9 G* w( t6 `- M
+ ]2 g; B4 I* e  k! `
( y* N4 ~( O6 D6 n* }1 e用料厚实，
; j4 E4 J* q8 _5 E% z
, c' a$ U; W' i+ W4 V6 Q- T5 {这4个螺丝是固定铜柱的，

9 @1 m) \/ X6 A$ q2 f( G+ ]& F/ K8 o5 X$ k2块电路板可以完整取下，


6 e+ c5 j+ R7 S& G5 J4 R上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
. \8 v2 u% A6 ~0 ^1 q
; F" o. a4 A" K- k/ |里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，

$ [5 ^' u9 {" J! u小板与大板是插针连接的，可以拆下，
. i) b5 r/ k8 z6 [* T0 k
; G( t1 H- w* i4 U
8 @: t5 B5 d7 L! T8 R0 w* O+ A( |( A7 G背面没有元件，

下面放大看看板上各处，
& v' c3 M: ~8 {- D8 |
" S7 h5 X9 k! v  t1 G2 V9 T% s% T同样有个75176B，差分总线收发器，

2 W/ p# O: I* _3 J0 P
单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，

9 w  e) j* o! ?) |2 U( Z继续，
) y$ k3 A( f% P# n8 R
( m: h8 X* V# P6 D$ z+ m4 L
5 i1 X3 l5 O6 y7 A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、、，
; x: J+ r) _$ B  x- k0 q9 z
2只大功率管，


. G3 s! A6 r& P" G, d5 @8 t+ V2 m9 I带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
1 A+ M0 R0 n7 n8 q% j& \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，
/ u! }4 Q  l# c- I2 T! [

0 X- ?- h: Q7 X% q  t4 p板上的电源单元，
6 Z$ Z2 h* y& b1 n
0 g$ I+ _' n5 y4 y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，

) Y! H% i9 K2 s0 W9 o9 p+ wU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，

/ i8 |) t; @/ I# Y% |这里还有只贴片大功率管，

) Q0 Q. L8 e% }# H6 c( x) t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，

4 E4 z) Z& `" q# \* e0 ]$ Q  h1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，

6 |% Z# L; A/ g% IIC上丝印了完整型号，NRF24L01+，

5 I, t1 p2 [# L" U4 P小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，
8 r2 g! _% L& I* Y
7 V; ]& `0 |8 g3 k% inRF24L01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，
( L+ ~# j. x4 u! l7 V  M+ r; w
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。
+ ]  ]' U+ B% g- u2 ~) L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！
0 u( L! M  R+ a+ ^4 S