【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。
+ L1 y& I( Y4 E7 P9 k技术规格是比较牛的，
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, L# P" C' p! w. D误差精度一般吧，
- M" L/ ?' \2 R
7 y- s' O* ~% y( {; s" d$ m- I实际是选了最低的一款：VAC-1030A，

- Q! B8 T! c+ }7 v: w' P* l- G电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
是彩色液晶显示的，
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. y2 J- \# S# v: F也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，

+ ^5 n! k. G6 K8 u, ?收到了这么满满一盒子，里面有两部分，还是有点超出预料，
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- Y6 V: b8 y* r) t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，
3 K/ J1 A* m2 t背板上帖有标签，
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8 y& J7 X  ~2 L& D与盒子上的P/N号一致，比较正规，

8 c& c  o- L: b& F% J# N另一大些的包里是测量模块，
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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，
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侧面一端有个USB插座，
, H# s( F6 ]5 l4 G( G
! i% w( W& }0 Y) P3 l) S* ?0 X有两层电路板，
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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，
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# ^: Y, U& }- h& ]8 ~  w7 g4 `$ ~$ b接线端子也是30A的，
  E- I! m% s, a2 G
4 |1 L+ f2 s7 u) ?商家给的尺寸图，

显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，
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9 P+ _# ~3 Z9 q2 u下面是基本接线和用法图示，

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/ X1 S: n9 K, g( N/ h# m# e1 C接下来做了些简单的测试。
" ~. q$ \& E7 i0 m5 }% Q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，
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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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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，

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。
  l! s5 S9 m8 V6 ?+ r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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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，
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试出此模式下最低电压约是6.6V，

: [) U2 M( ^6 O0 _+ |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，


! o$ \% O5 c7 S3 ~. V6 Q5 M! Z& P' V下面改用独立供电的模式试试。
4 D& Z4 Z1 m0 f4 w( a7 p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”，
+ r  E. R7 s; K; J
, G- t3 k) K6 o# c% O8V时仍然这样，
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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”。

- d1 [! v! G( G- T3 k3 w' U4 v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。
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5 _: t( }/ M% f5 B$ {, S7 Q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
$ g% W) X$ L! D1 q. G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。

, z9 E# b& X8 i7 O" u" @& ^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。

1 X! @2 ^. ?4 U4 K, K4 A5 Q& S& [3.双向检测
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。

/ O( W# @" G- a4.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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5.测量电压范围宽
  I0 T% v9 U1 L* W/ A; e' _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。

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。

/ m& J) t) ~  E! ~8.丰富的人性化配置
: q" ?4 ?& d% U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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  M) x% r5 E" f+ ?
先拆显示模块。

, H9 R6 S' O7 I# J6 s) r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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小心取出电路板，
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电路板元件面，
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/ l6 u- I1 _4 l0 X( N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，
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通讯板旁边的1个8脚IC，

  l6 @* ]% L% Z4 B' G& m看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

5 X* {% a" X) m, r! P# P: Q供电单元，


* N# K, s" N, n3 T+ Q) ~9 N) X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，
' l: b1 ]' H0 h
/ I1 F# X3 {) t0 j/ o, c. V肖特基二极管，

" Y% H8 w4 T9 q/ GAMS1117-3.3V，LDO，
9 h& L- Q9 B( {) M2 y
! a& B' H3 M2 G5 x- I主控MCU，用的是STM8S00，


+ i8 @: k  e7 ^! G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，
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电路板显示屏面，
) m' l! z! d7 m5 E$ U
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，
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( L0 ~' e0 V' M5 ~! H$ ]# Q! ^$ v7 L下面也很简洁，

Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，

( |/ ]4 x* m. _4 A% i2 c$ x; i! h& e侧面看一下，

这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，

3个按钮开关，
3 |! e0 j! v  @' 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。
下面再拆测量模块。

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. X( C4 Q! [, H5 t3 H
6 j7 Y! b: n8 E8 b$ E2 T/ I1 c) T继续，该拆测量模块了。
" i9 {, P6 M6 R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）

3 `' `+ S$ c5 J6 ^/ [3 a有3组连线，


再拆下红圈标示处的4个螺丝，

打开黑盒子，
9 h. ?0 ]6 i9 q6 k8 Z/ K7 t
只看黑盒子，


用料厚实，

8 \& m% ^- {- v. H这4个螺丝是固定铜柱的，

6 e- S) c4 J# ^6 o2块电路板可以完整取下，


  d2 @# J/ {! e, X上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，

里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，

0 C: B& r) w: \) b) }/ ~小板与大板是插针连接的，可以拆下，


背面没有元件，
, K; r- L- P, w2 B
下面放大看看板上各处，
! Q* l% k2 j8 T# c
: ]/ s* F* ^7 X6 t% u9 [/ K同样有个75176B，差分总线收发器，


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

) M/ T* f$ `5 A5 n继续，

2 v& }1 ~. Z3 |/ A. H2 f8 R
# h" z0 k8 i2 Y- [# Y, y) H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、、，
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2只大功率管，


5 K" ^) h5 ^0 Q* X带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
  b& s3 C% d1 P2 a另一个是MJE340，300V、0.5A，NPN。
- ^( `! u: {( q7 n# n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，
! c" \% y) [! x  w! K9 G

) y0 r9 u9 O0 O" P: V6 {板上的电源单元，
$ T$ ~2 ?% j8 S1 Q1 s  J$ F
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，

1 {* C5 m& Y7 ?* MU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，
5 z4 H/ ]+ t, U+ Z
这里还有只贴片大功率管，
+ L) G1 I0 P" Q$ K! w! D# x5 M" }
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，

% Z. a2 J) h8 f3 F$ K最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，

1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，
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IC上丝印了完整型号，NRF24L01+，
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* A  u' c1 j- e- v9 G; c小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，

: |% m. r( R+ o5 k9 enRF24L01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。
2 U2 r, N/ A0 t8 H$ w# o( c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，
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2 J  u4 l4 Y7 F9 b) L拆机评测完毕，谢谢观赏！