【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。
& s* U" ^" j! B$ g  d8 E- v技术规格是比较牛的，

误差精度一般吧，
5 g: C" K9 ?! N- O% J; v+ }" P
实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
2 l. d7 n- I0 u& e% \
电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
是彩色液晶显示的，


/ d" {& q7 L5 f也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，
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收到了这么满满一盒子，里面有两部分，还是有点超出预料，
! M4 }5 f5 |  A2 `: o6 R: D
! `% Y+ V& q& ~! Z. h小包的是显示模块，
% i+ [8 ^7 w6 I. U
# I: n/ l$ l& Q后面开口处有个简易USB公头，可以用来取电及有线通讯，
& a- ]% W  C2 K4 b  S背板上帖有标签，

与盒子上的P/N号一致，比较正规，
- |& N% e" z1 ]. j( r
另一大些的包里是测量模块，
* B" `( I& g! O, b% i
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，
$ h. L! |" h4 d" x
侧面一端有个USB插座，

* d! j, \5 ~) e( {6 P( _' x3 E; Q) O7 }有两层电路板，
6 y/ j" j1 @# _0 t' z' e! f
% `5 k7 T# q, A& K+ C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，

) T, u: k8 S( Y1 W0 E8 T# @# w接线端子也是30A的，

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，
% f" }. [' V( F4 H" T  o
& D. @  Z9 x* D. E
下面是基本接线和用法图示，



: [; T; T( S" x4 }接下来做了些简单的测试。
1 Z) R* @% r! w; q: r$ a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，

! N) S& D6 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。
2 U2 K+ m+ \- `: p4 l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 E$ L1 N. e* @( X( D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。
2 j5 |, }: F) O- l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。
1 U5 l) N) A- R1 S. T. X/ x

' c* N. @9 K/ c
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，

: S) n: u" A, i8 C) f: F被测电压再低就会使显示误差变大，

" s5 s9 B& a) C1 @% V) M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，
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7 H& T2 v" p6 A, R8 L5 j! x下面改用独立供电的模式试试。
6 v5 Z' \: i$ s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”，

8V时仍然这样，
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3 `2 v/ t' o7 N- ?, _( k15V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”。
& v5 x' A7 }. i
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。
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：
4 I/ K6 x1 M! \9 Z" k1.显示信息量大
3 E8 v* J5 O3 ^4 @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。
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2.安装方式多样化
, i/ |$ z5 S5 [' g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。
* ?9 E6 a' X7 l) B  Z3 G1 n7 k
) c& _# F5 s5 V% r% i5 m3.双向检测
; f/ Q, R- R. {: q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; h9 k: {  A8 v2 x; v; B4.特别适合电池、电动车充放电测量
$ j+ c( ?7 s3 L& E8 _3 W& Q; Y. D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。）
* U3 r# _5 m8 V8 K, ?, I  V4 N
# q0 K7 F9 {+ I$ ^* m" F' a% G5.测量电压范围宽
- I3 e+ P, m" I: \5 K( H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。
5 M. G  A6 I3 k
+ g; B- D7 e4 K% h- S8 A6.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。

; y) V. I4 l9 i( T/ J; }9 K8.丰富的人性化配置
  U% p) O. t' _8 v3 f6 v& z" Q+ E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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1 M; t" I/ V; z5 T- b+ i% I/ _3 h先拆显示模块。

0 T) M  D2 C8 x# T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，

, Y$ Y3 ]/ z" E6 e小心取出电路板，

电路板元件面，
) y9 F2 c) k! ~5 Z8 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，
9 J8 i2 W$ p8 J' z  j4 ?
3 j- K4 M) @. y" M! g  [通讯板旁边的1个8脚IC，
0 T# Z7 d% \+ A) `9 L
看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，
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供电单元，
6 u, Z8 |) a2 |/ e
+ x1 P6 ?1 T; e# S3 `/ Q* _" e
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，
, W) B. B, a: [9 n) p
肖特基二极管，
. B* Z5 L6 ^1 ^, g- ~
# l4 U  s5 @- ^) DAMS1117-3.3V，LDO，
) n% b0 I6 B% e* G! n
主控MCU，用的是STM8S00，
; g* x4 T- a% D$ e
: G6 Y; l5 ^. ?& E6 J+ q& K
' }5 O) @3 M) V4 u2 G2 I, H; j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，
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# N, N5 P" v# L! _- h3 \! q忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，
( V: t, Y; h0 V4 ?) ?% {. B
' i- z2 x5 {! N8 v2 Y+ d. m# y掀开显示屏，
- r2 @( u% Q. }. A& f. Y8 s0 B; U
下面也很简洁，
3 Q* b) H0 f  ]9 _- @# J
Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，

侧面看一下，

/ E) w+ a# z9 A; E. n. ?( d2 m这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
% \4 [+ M: ~- l' R( Q
3 I0 y  l  u' p- g* w, l; q3个按钮开关，


: v! b" @9 n( F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。
4 B+ v, w+ T2 o. K% j下面再拆测量模块。

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! W% @3 h' ^" r
继续，该拆测量模块了。
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）
  F! q" g+ s& Y
) A0 N$ T; g! k7 h/ T3 |. r有3组连线，
+ n2 |3 o4 V; u, K& N# X6 V
- l5 a# I9 Y$ \: v8 c) P
再拆下红圈标示处的4个螺丝，
  z& H" m7 T; W7 W. n8 M' k& {& U
打开黑盒子，
+ G" @7 s, i0 Z# [$ I. i5 P
只看黑盒子，
8 w, U: g8 A3 q9 A
' K3 K1 V# y! B- I- r5 E; Z# T
" S$ q+ B) s" v0 L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，


2 O& e3 n- W0 S, }5 }( H- b1 n" N上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，

6 ~6 U5 d5 g  _& e7 p里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，

3 o  K; K! x1 t: G& p7 }* X, [+ o小板与大板是插针连接的，可以拆下，


$ Z, k  j! |% _$ W/ A' U背面没有元件，

# i' O9 ^& m+ f9 Z, S下面放大看看板上各处，
2 z% R5 O) p' \' j. J
1 L8 z- y  `9 d0 _4 R同样有个75176B，差分总线收发器，
" p% \/ ^0 W0 g# u

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

继续，
2 Q0 [0 S* F- y
$ o/ A' a7 n' M, T, B2 h" ]
6 d7 b. c' y1 _& ?. D: M2 g- y8 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、、，

6 p6 h0 c' {9 _4 p6 y3 j4 J2只大功率管，

) N1 R! y# U0 }: ]6 H$ `+ e, q
- d7 w  k/ _* }+ x+ ^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。
! [* y' F5 p+ q7 w! x$ h8 f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，
9 V. b& b+ v$ S; T- _7 E

$ u- n' l) z! r* m' u板上的电源单元，

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，
0 |6 {: w+ O" x9 B
! @2 j) ^, c$ ?! ~" ~/ T0 \U1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，

这里还有只贴片大功率管，

6 b& ?$ |$ x4 p8 B  {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，

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+，

; G7 T  ?5 y; [小板背面只有插针，刷黑油看不清楚布线，

& c2 Y  [4 {% z# s5 m( t5 {$ UnRF24L01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。
% F2 n9 q  i. E& d3 g2 [( f. p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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' V: k7 i2 N9 T9 b拆机评测完毕，谢谢观赏！