【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。
) V  g4 }, o  P; b' |, I7 p7 b技术规格是比较牛的，

  O- `& @4 V: Q* h误差精度一般吧，

8 V5 m- |1 c. K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。
+ k. D7 g9 \. J1 Y, h是彩色液晶显示的，


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，
! `: f1 l6 u' c# `
$ k1 r  r/ P9 [3 \后面开口处有个简易USB公头，可以用来取电及有线通讯，
) u$ V! |2 e6 ~6 q' B, l背板上帖有标签，
$ R0 k- _+ ?1 H( w, J
与盒子上的P/N号一致，比较正规，

* l  P1 q! Q0 Q8 |% f9 M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，

# ^8 v3 d' T5 j7 b侧面一端有个USB插座，
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有两层电路板，

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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& O8 e' D& a8 o, X接线端子也是30A的，
6 X$ q; ]- M2 U* o7 g
, S; n% z  D1 d  }$ i) A商家给的尺寸图，
, X& n7 }& Q' y8 b% s
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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下面是基本接线和用法图示，
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接下来做了些简单的测试。
! I2 G4 Q$ U& L2 E' K% L& 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，
& M; L2 D: t( D5 T9 g* l; t
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。
; @* e3 I8 r4 g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，
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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。
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: m' {0 i! k) O" g2 Z+ ?, r

; b' l  f0 ?) r( z20V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，
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7 R; V5 C! L: S- r  ^/ s被测电压再低就会使显示误差变大，
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9 z% e% t- H5 ]  X+ R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。
1 l0 H" Y1 s3 P8 x被测电压为0V，发现有0.08V左右的“基础电压”，
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8V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”。
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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，

$ C; C9 d0 t2 y7 r% T$ w, b' n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。

& A5 W* s6 l5 g+ {
+ j. u. i. f: Y# p8 T7 [: y3 o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。
8 ^& v1 f  ~  U, @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：
- ?( a% O% @1 z  w' d; r) n2 L1.显示信息量大
. }8 {- S1 M! h( J7 T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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7 |0 D$ V4 j6 i* O% Y3 x2.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。
) J$ H7 m2 u' N7 w* S; S" v, D
3.双向检测
0 L) ^: G. P# {3 U* p4 V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。
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3 i, O& j2 e0 ]% W% [4.特别适合电池、电动车充放电测量
4 m, g0 |% u- C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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3 B" \: Z, L+ u0 [+ @% T5.测量电压范围宽
0 G# ?' J* A* G5 `8 Q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。

- v5 q) H. f6 l8 a/ T5 `& b1 V9 E6.断电记忆和参数清零功能
( O5 B7 R- V& B1 p( `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
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。

) w& m* L2 w: r) [( N8.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。
. N; @0 A. w* U& z6 {1 }
下面拆开看看。
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$ |) e2 o" ~7 f$ R, P  J
6 p% g8 w  i; Z. O: b先拆显示模块。

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，
( \, d2 M' |; X+ r& b
. o) |1 Y& n/ n) `8 E9 s! s+ f' n小心取出电路板，
0 H: D1 U$ I( u2 s2 m
9 i7 c/ o, a" |7 u! B, Q) ]电路板元件面，
) K; q2 ]& k4 l! n/ |: s8 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，
1 Z* G) M+ j8 v9 t/ O* z
  D2 `. u1 A* \" I, e) s) M通讯板旁边的1个8脚IC，
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看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

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，
6 M  I7 I' N2 ?9 T
4 b6 m' R/ T0 E" ?9 J- t肖特基二极管，
$ k0 Y0 u9 Z" a! l3 T' u
AMS1117-3.3V，LDO，
/ M" V+ C( g( y) L
/ c" Q5 e+ u; U6 M) }主控MCU，用的是STM8S00，

4 F- b" @8 R- q( Y7 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，
( f0 T" X1 j1 |
" H5 G& t* X: j" _$ C( \* M! W* e. ]电路板显示屏面，

# l6 ~' ]# N) e( k$ w; Z& H忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，
0 `2 F- d  e) D7 Q
掀开显示屏，
3 i, ?$ }4 k0 b/ ]1 G. D
) ?. h# I3 ^, E) D  ~下面也很简洁，
* U' J: j, l4 T0 q" ]# [
Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，
0 g4 \. l" ?  Y7 o1 L
侧面看一下，
3 u  j; p* ]0 J1 a: d
* N6 Z) k( U$ n8 ]这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
- x1 y1 g0 G0 Q/ n, e9 v
3个按钮开关，

- N4 w  z  K; m; |* u
9 y- R' e6 @5 n! w  L# _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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. e9 K4 b, }1 x- [( l
$ `2 t& _8 |' h3 B& F+ S+ Z# h继续，该拆测量模块了。
, d: Z$ W* F0 |! X( H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，

0 `# y, e* p0 [! q, T3 v
( d! z" B. C1 A% Y( q% \2 r0 L再拆下红圈标示处的4个螺丝，

打开黑盒子，

只看黑盒子，


用料厚实，
0 p* M9 E% p! l# ~
这4个螺丝是固定铜柱的，

; T: F& s0 U# }$ a. {2 ^6 A2块电路板可以完整取下，
- y; @. m; Q) p5 d2 h+ H4 w% ^
9 r# k1 R1 T+ x/ h. s  ~" s
1 f( j4 F) U8 A" O$ H6 q1 v. e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，

6 z9 M: n1 G7 r* S/ K小板与大板是插针连接的，可以拆下，
, {4 _6 b" \* J* F
( l! f: j( _& ?8 e2 P/ G0 _
- I: l' O$ X4 l背面没有元件，
) \6 a$ y) W/ Y; s
- @; G6 r0 R1 o9 k" e下面放大看看板上各处，
: C3 U/ |4 k4 t  G
2 H5 @3 C8 S3 B同样有个75176B，差分总线收发器，
% J5 v& e6 U; J+ l- Q

( V! P# f4 ~: K单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，

# q" b& _/ D2 [继续，
. u- k1 q* H2 J  Z8 R: i) B- Z
& Q( U- P9 s1 y  j
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、、，

# ~3 W4 r( U  G6 [2只大功率管，
+ c3 j; Q. ?; B8 J8 D
$ r6 B* J' ^5 e6 B) g: S5 I
2 ~8 B8 _$ T- w# f; k% p% F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。
' C5 T* q" y3 ^( b  V  o- }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，

# Z0 J5 t, Y; I! s/ ]1 t
板上的电源单元，
' _+ U6 t5 \& `9 F. V; m
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，
$ M: P6 U& z; |2 k$ G- u
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，

4 v5 K) v) ]; ^& X. K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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/ P% A' g$ w& G7 ^% t( B8 _IC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，

+ j* h; o1 E) }, |1 i9 h5 j( p: h7 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。
, V' a3 t3 Y- p2 o: I( b' l/ r! w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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5 K0 W" g- Y8 y- {- C( `$ x
拆机评测完毕，谢谢观赏！
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