【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，
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. p0 G# o+ w( g( W+ N  g9 G: L误差精度一般吧，
( F& a0 w" h3 E! ~* u
4 k& e' \- p# i) i1 s. ~( v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。
' E& H+ m; |- C, c是彩色液晶显示的，
& n# t: ?1 o+ W
1 T, b4 ~, ?& q5 O4 Z& Z( r) Y
也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，

3 N+ X/ e# V8 V+ B' p6 i) n收到了这么满满一盒子，里面有两部分，还是有点超出预料，

; L. C' Y2 G7 z: P. Q) w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，
背板上帖有标签，
$ }. T  t9 Z  s9 P* e- S: B% l
与盒子上的P/N号一致，比较正规，

! G4 ~  _. I+ K( g/ J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，

5 s- H# h* n/ J0 z  P% |侧面一端有个USB插座，

1 L  b+ p/ E* d+ \# W/ \有两层电路板，

: k. I$ J  E! g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，

商家给的尺寸图，
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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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+ ]( ~0 x8 x; x$ d
下面是基本接线和用法图示，



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，
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0 b1 [2 Q# p: B. W9 g& z, m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，

3 m/ Z; |% ~3 y4 ?3 [
; H2 V1 M. L. R0 W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。
7 \% k6 a( u, Y8 T$ 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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# w- g) B  E0 |5 l% V% n2 p
" l% ]- [, \. Q2 D' @
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，

) ^& v' y% N$ r/ Z: l# a; b( K& K8 b试出此模式下最低电压约是6.6V，

被测电压再低就会使显示误差变大，
2 X: Q. t' Y) [! @$ F- [8 Y
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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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”，
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( R! s  A4 d% s2 F8V时仍然这样，
) n& ], Q( G  y: O' G0 Z! `9 }8 B9 K
% @1 y1 O8 ?8 r/ k* j15V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”。

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，

1 a& X- V% w8 F& {3 U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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! t8 W) W* B+ z  {# d' b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。
2 ^" V& E' Y/ u9 y' q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。

2.安装方式多样化
! L/ N, F8 f  w3 D4 P6 p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。
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3.双向检测
& ^* K3 Y5 D, T5 F9 B5 R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。

1 q; x0 N6 Q$ W0 r5 Y3 N0 G4.特别适合电池、电动车充放电测量
: z: |9 `3 k1 i% R  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。）
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; Z/ t' K4 K0 ^; e1 ~5.测量电压范围宽
8 l  x2 ]' z! o0 y6 p0 ?6 i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。
2 r+ W% Y7 x' d" i  |2 p5 K
: ?. \( [$ J$ b5 N6.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。
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7.具有关断保护功能
4 W0 B. `) [( }* e5 h" P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。
2 o4 P& {7 ]0 U1 d3 e- d& k" X
$ ?! M7 g# h( g8.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。

下面拆开看看。
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5 V* ]$ `' v, I8 |. [. \, a
3 ~8 L2 e' a1 `' X先拆显示模块。

标签上的P/N号是我抹掉的，

7 r* ]$ \( w: M2 N( h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，
0 F: z, U: d- \, T5 ]7 A
小心取出电路板，
% z# u3 w4 k; |; z
电路板元件面，
! K" Z% S* L! N; O3 |  X4 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，

通讯板旁边的1个8脚IC，
% D: D9 N  N# ^! w
, ]) S6 E4 K) Y3 Y4 a看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，
3 V. D6 ?9 R2 p. P& E* r/ Z
% K& d' s5 ]; c8 x; m  t供电单元，
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- x" R9 x, r5 q# [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，

9 i( e- }9 p" s3 T/ PAMS1117-3.3V，LDO，
# d  C# |/ D! _. x" N- _& ?
( N# @8 C- T; |1 L/ p; ]" _主控MCU，用的是STM8S00，
! G7 E& s1 e; O' Z- r- o
- e7 t' {8 L) j2 a
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，

$ e0 |3 w' M/ [( ?: G4 G- ^$ Q: R( _电路板显示屏面，

忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，
1 k, ^4 B! c: S9 U7 v. @7 H  s2 N; e) l
. j' P) F" O6 P7 ~9 |掀开显示屏，

* r7 G, e: _3 b, Z. }+ o/ X( V% Z. S下面也很简洁，
/ V8 K7 w3 Z" F: k, R1 j
' }4 V, l9 B6 e4 E+ S" OZ180SN009，V0.0就是一次成功吧，

侧面看一下，

! r( C+ @' ^& z4 w这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
: a& y3 A/ {+ r$ y
+ ~. d6 h; d/ r9 c7 y5 H6 |3个按钮开关，

& c9 T, F& A! l
- p" D8 j$ p3 I5 I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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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）
+ K( U! @# x- b& ^
' S  e; F" t. t有3组连线，


2 ?$ Z7 L, z3 v5 e$ q再拆下红圈标示处的4个螺丝，

7 e* p. \' X* i0 u4 ^打开黑盒子，

只看黑盒子，

9 J- V" A% r- d: v% b; w# R9 K
用料厚实，
* p) n9 S8 }8 U( B: A; r6 e  |
这4个螺丝是固定铜柱的，

2块电路板可以完整取下，
9 \' h) `: ^  L# T: x
/ |, E. R. f/ `$ k$ V$ b
0 V! s) O+ m1 S" b1 d& t$ U上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
( S. k" N0 k7 R' e  {5 ?" `: q1 p
/ H8 P- P- V& ]% L+ b: X里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，

小板与大板是插针连接的，可以拆下，
: \! h, q  a- ]8 S: ^

背面没有元件，
* Z3 T) ?# X. ]( W) Q
# |- _) ~! g; ]  P# }" K下面放大看看板上各处，
! s! P# K+ ^- F+ C7 H
同样有个75176B，差分总线收发器，
8 Y) U* B8 y. Q& y% [

单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，
4 V' h" u. k; U1 ^3 y2 ?/ D: X/ Z5 |
# g6 I1 x7 T9 ?- ^  H" S/ M继续，
! |6 o6 y8 j8 d# d. U/ g

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' x$ w5 n" x6 p: o
2只大功率管，

6 g, v1 R: a! c' M* W
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。
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，
8 ^# S0 R" {! g# h1 d0 N7 j

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，
4 l' B1 ], C5 g, Z4 F1 @
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，
2 f" }0 U( y0 @6 O* ], R
$ w- [" W/ Z4 G& V, W, i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，

+ Z1 \8 h( y; g. k; M9 ^4 \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，

/ Z# b, \) M( u2 t( W, m' o: X: @7 iIC上丝印了完整型号，NRF24L01+，
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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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  ^/ U% l1 p! \* z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，


1 w$ p# {1 h# e+ j) q& s6 [拆机评测完毕，谢谢观赏！
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