【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。
" j. J& O% p& G  F技术规格是比较牛的，

& g# p( U' [, C3 {  P  J( h误差精度一般吧，
+ ?& i) U# i+ o, M
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，

: y$ M( z+ A6 [& P# x6 a, C/ q
也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，
5 g" G, Z; Z' v+ S
收到了这么满满一盒子，里面有两部分，还是有点超出预料，

) R2 z! X; A) w) z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，
3 ^8 ?  \2 F- t9 Y; u( `背板上帖有标签，
- v. ^% \8 N. k' H
与盒子上的P/N号一致，比较正规，

) c+ H  ]4 W) K9 P- D' L5 P另一大些的包里是测量模块，
3 g7 z- q, a$ H# H7 d4 W# s7 R
$ {1 ]4 p1 B" B5 d) 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，
( Q/ K/ X5 _, f2 u' |
侧面一端有个USB插座，

有两层电路板，
7 v$ N5 B* k4 _# Q6 L) _3 I% `6 A
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，

) N8 f$ R0 G/ R4 O+ O  T8 k; b& l接线端子也是30A的，

' p3 p1 x# t; P7 e" T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，


下面是基本接线和用法图示，
, x9 e7 d9 |, ]5 h5 T& t7 G

/ l$ U9 `& \9 U  w  h! t$ I8 P
" Z! ^& S# b& `: P6 g接下来做了些简单的测试。
( ?: u2 B" r% n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，
8 M5 u: C! u5 l2 q7 j1 N# S
- o! |; q2 X3 D; q1 R& a/ [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。
8 z  o# m" M$ O2 @3 D: E# v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。
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。

$ d. t: Z. ^) U4 V+ T! u
# V, F4 ]- s" z& b* A, I
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，

试出此模式下最低电压约是6.6V，
3 X4 D) h3 s) T  K: L4 z( u
被测电压再低就会使显示误差变大，

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，

3 B( A4 K7 k5 u( g% C
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。
) H7 g& ~2 y% v( M  o0 q) R被测电压为0V，发现有0.08V左右的“基础电压”，
0 d& Y" F8 l/ y: O$ @! l
8V时仍然这样，
5 v) W3 B( B4 i$ Z1 ^& b, Z
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”。
3 D; J- X, K# h% p
2 r  j7 D& Z" a8 Y0 p$ D* B$ I/ ]7 U) @' Q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。


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。
* }# o* D. s0 L% j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# _8 o1 N4 O6 Z2 ]+ H% ]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
8 `( s0 k7 R! [# d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。
) O* n( P. h% Z2 K* b
/ O" {! Y5 {  b! p8 Q& @3.双向检测
' Z/ z4 h6 C+ \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。
, I- H9 F. q* ?' g# [* v
& J, i) f. O8 ]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。）
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1 D, ]9 |& V2 M+ b/ X9 ]5.测量电压范围宽
; ]& x9 O' S6 @8 [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
5 r. H0 _7 ?8 ]& V+ ?+ a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。
2 w3 H2 M) N, [; {7 h) ~
7.具有关断保护功能
% T2 c, W# n2 F4 O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。

3 u8 u9 t* H. b1 }8.丰富的人性化配置
6 r+ t" G8 D& C/ Y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。
) _# o/ ?$ S9 I/ V5 `5 D
; O) [; \4 p" O& H" R下面拆开看看。

' _4 b+ u* e9 i9 ~1 g# F

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+ e6 i# V5 O7 k2 p
先拆显示模块。
: ]" _' r7 h' `
4 f3 q8 |' f  R7 q4 |2 z. b+ T标签上的P/N号是我抹掉的，
$ j' ]: B9 S; s3 L1 x2 v; h
+ I: Z! ^* T6 \# g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 M/ M+ ^4 L$ n- I+ H& J, b9 H0 W小心取出电路板，

  u* s- E; p6 |1 J  Y2 A电路板元件面，

0 Y4 R" b  U$ E3 U* E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，
0 N5 [! v1 q, M( T5 `' M( {
4 S/ ]1 n# f! O- Z, f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，
* X- J) d+ U/ z1 s9 Y3 ?. l
+ M2 Q; {0 p' ?4 q+ o) L0 U2 `7 H供电单元，
& H9 h! h" n8 F$ a

, {* X5 f( D& l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，
8 F+ c/ p% w7 v1 I- H6 q$ }
7 B" R# @% C$ o* L肖特基二极管，
9 U7 r$ D2 W/ y5 a# O
& R8 w  a2 ^8 GAMS1117-3.3V，LDO，
" L. V* q7 Q. y. v) A7 R
主控MCU，用的是STM8S00，
* K" \4 o0 F8 j/ B8 D% 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，
2 x+ ?7 W) z8 t9 d: `+ v
电路板显示屏面，

! ^* |6 q+ f- P$ W& }' S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，
3 ^" d( L, N4 ^, F4 `: k% z
下面也很简洁，

0 `, }3 X4 {1 L# I! ?( QZ180SN009，V0.0就是一次成功吧，

, h/ ~: E' |  l+ d' |侧面看一下，

. [2 ?# c" Q* D1 R3 W这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
, ^$ q1 I. T( f& G) l& H$ b
3个按钮开关，
( T- O( P: C9 @1 u6 N0 a7 K$ Y- ?

" k+ w4 o9 |2 Y7 I: b" ?2 ~& \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。
. \/ r' F+ A) E& p5 |+ H' T下面再拆测量模块。

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继续，该拆测量模块了。
$ O0 w+ ~% n5 W) O: z1 _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）
9 _- T5 j2 u- ]- V
# W' u) {: n. c6 M" _, Z" B$ k- C有3组连线，


再拆下红圈标示处的4个螺丝，
; a7 @, k, S8 l( @, U/ s6 a  x$ j* C
7 }7 \+ h$ i; H5 L打开黑盒子，
4 \$ [# h' h3 Q. K
! u: @" K+ l& n: ~6 j# T只看黑盒子，
* A7 J) o  L& u: a, Y8 A8 s

+ N- e5 z+ A7 G0 n' k, y用料厚实，

这4个螺丝是固定铜柱的，

2块电路板可以完整取下，
) @$ Y- d2 R  W

上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
9 }+ F; b; X2 a" ~" M
2 L$ r1 R% o. Z* K; }, }& a里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，

$ x8 B6 ^6 a6 `小板与大板是插针连接的，可以拆下，
, l8 W- Q7 [6 R8 x2 ]1 a7 E
" l! u. S1 f$ a( m
9 e3 h1 B5 P( K4 q% P5 i- I6 `背面没有元件，
, W5 _, U2 S$ O8 l
下面放大看看板上各处，
; ]4 K7 d5 h- t$ W/ ~$ ]8 t
同样有个75176B，差分总线收发器，
1 J& s) l5 r7 h) L9 {

单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，
/ R! }. ?2 }+ M
# P% C  D: V% s( L  j继续，

- _; ?6 f! m* V/ F3 `& u
( T: x/ A  O5 V' b8 v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、、，
4 B" y8 w- e/ n+ Q( z- P3 U
2只大功率管，
) m5 ^: G* C: H1 W
8 [4 p- k4 e/ e9 q2 g  I
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。
" D, T7 z" u8 _% x* 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，


! p# U9 Q+ N2 ~. L& p: d( h% a板上的电源单元，
  g, E( @, p9 k' t# A
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，
* Q  r; G' ^( n* J
( c: ~, E5 I5 f+ c9 AU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，
) U5 N5 Y: m6 g2 Z* b8 E$ s1 D2 Z
9 k2 G: U: g% x$ W( D1 N( }- _这里还有只贴片大功率管，

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，
( x0 ^4 u/ A0 v6 a
3 F, S, H3 s3 S3 R* f最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，

1 V8 Y2 ~7 P- _1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，
1 t! g( I( m* ~) \- G
IC上丝印了完整型号，NRF24L01+，
- a1 r3 r' i) a5 v+ o! F
; ]) T/ R! h) p6 k% ?6 @/ q6 D小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，

, o7 T* c0 G) G/ e0 H: bnRF24L01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，

3 X: n$ E( t% q/ Y2 |* U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，
5 f6 Y* T6 ~4 N8 {7 \$ A# b

; t# R  N6 |% p拆机评测完毕，谢谢观赏！