【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。
: O9 W. Z' L8 W; M6 _) f! ]技术规格是比较牛的，
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误差精度一般吧，
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实际是选了最低的一款：VAC-1030A，

  n) O1 f# t& `8 Q% K6 z电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
2 r/ K2 L& }0 X$ |, L是彩色液晶显示的，

2 u; z* C/ V9 g. s
9 Q3 ?8 Z" U+ B% i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，

5 I3 {' T3 j/ G! h6 w+ t小包的是显示模块，
5 w, [# a) U  y' ^
) W) Z/ |) @* K  F5 F3 J! T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，
9 y5 I/ D# @; d' T/ t+ a
# u9 i* e9 F% s0 q1 e0 t与盒子上的P/N号一致，比较正规，

% D0 U# N9 _; W5 i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，
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侧面一端有个USB插座，

7 g2 h- y/ y7 g# L( C* y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，

接线端子也是30A的，
! C3 _% c" ?. e/ P
5 Z* I* u; @; B商家给的尺寸图，
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9 P/ D2 q! G1 H$ y6 u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，



. N* j. Z4 y7 F7 i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，
0 d6 c3 j. r: a
' Z  f% Y3 ^% _/ x, m8 Q$ w$ ?1 G- M$ N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，


! H, v; [3 e3 ~& D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 G# w0 O* _4 O( T. I: _+ R! d' }! t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。
/ P( m. `/ U( J5 A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。



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，

4 L/ N# `6 W7 X9 ^2 D0 }" l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，


# o# c  W5 t" y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”，
( Y: y& r' f& c5 K0 I1 W
8V时仍然这样，

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，
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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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7 @' M# o7 A* X% w% a8 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。
0 \: M. M& y* t9 f1 N- ^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：
2 M3 U& W- h$ h3 O1.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。
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$ u& S; `8 f' e' F9 B+ z2.安装方式多样化
/ Z# o5 h. D; U3 _1 F) v* q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。

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。
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9 d3 i. [9 S0 {4.特别适合电池、电动车充放电测量
4 H# @- v3 o! k: z. I$ G1 i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
, A( V) K8 |% R) S- [1 f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。
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6.断电记忆和参数清零功能
0 ^: L. S8 l7 ^9 \6 U( L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。
$ K5 U: o& S3 }& L0 B, a+ ^/ Y
1 B! {/ `- y, h: e) h! ?; a7.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。

8.丰富的人性化配置
, r' `" O7 D% ]/ q$ 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。

下面拆开看看。
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( x( z! E4 k( y9 y5 w  Y3 j' {

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# D6 N: ^( n5 O: k  Q' b7 Y1 E7 X
$ u' K( W: F! z( G4 u先拆显示模块。
4 x$ ?' r# j* O
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，
4 |: a9 n. X( G$ [  |* g1 x
/ _0 z) {2 z6 I小心取出电路板，

# X7 S3 c. i! i: x& l( ~电路板元件面，

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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; Z2 r' H3 H- ?% X4 e4 r通讯板旁边的1个8脚IC，
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( n  A2 ?' Y9 r- k, ^看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

& |1 r, `+ U  u+ I- B2 V供电单元，
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, g: q4 N8 S+ \! C+ H9 A# l, s" w3 S
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，
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肖特基二极管，

1 V/ o- l( I/ o4 U- a" UAMS1117-3.3V，LDO，
1 X& g. x% j- Z) _3 O0 y
0 k, L; U: G" N; l. l9 X主控MCU，用的是STM8S00，

4 Y, r2 P: X) N- F# `2 }7 [( O+ b
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，

! ^& d( h& ^0 Z7 q$ g* t9 |电路板显示屏面，

9 a' J0 E  ?8 A/ p8 `3 X忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，

8 Z/ A# \" m7 S2 M- T掀开显示屏，

$ ?7 ^4 ?, C* x/ A2 {5 }下面也很简洁，

Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，
9 @$ t+ D5 s& I& l; ?9 {. o$ m& z
侧面看一下，

这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
8 u0 @! Q: V7 h
: v+ B. X6 |$ h0 }6 i6 k8 \& e7 X. U" O3个按钮开关，


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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* Z0 A6 t) H, _' |1 j
  J1 j3 A# _& M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）
/ |! X, F8 ?. @
" o9 l! k6 v$ {# E9 n: Z8 c有3组连线，

% T) G* f+ z$ h
, A: }. P( n( T4 q$ R/ ^再拆下红圈标示处的4个螺丝，

打开黑盒子，

只看黑盒子，
* J) G9 z0 F, s6 i2 C7 p; r
) c. S6 T2 q; g# g
7 a  X; q: y* q1 E0 }用料厚实，
; }. s8 `& G, d
$ d+ v7 c) t) Q- B这4个螺丝是固定铜柱的，

8 [) U; r/ C3 J$ h! j: Y! O; W' n2块电路板可以完整取下，


& z' J5 c; u  b5 ?8 P4 G$ ?, t$ @上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，

2 W) p. q1 f( \" f5 t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，

2 W# X& A7 u3 T* F, D- {% \
1 L- l0 O, R# `' t; M7 ?背面没有元件，

下面放大看看板上各处，

同样有个75176B，差分总线收发器，
) |. ~" h* S9 B5 G( b
: Q7 L7 r) B7 ~' n/ E
# O. D( B& b# k. V单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，

7 I- F) d' y, x2 W, k继续，
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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、、，
1 m7 N) Q1 d$ T  j
2只大功率管，
6 X8 v# [, c6 [2 w' o/ L4 `

$ X5 u4 c. v% b) j带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
1 }) U8 U- \; j) c( p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，
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0 f! l1 R; o( k/ ^: N3 ?0 O
0 I2 H$ L0 Q+ d, g; E) v: l板上的电源单元，
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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，
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U1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，
% C1 a0 m: {  @* C0 J. K
4 |! x) ~! |) k0 i) V4 i/ ?6 X这里还有只贴片大功率管，
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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，
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最后来看下无线小板，显示模块和测量模块中各有一片，
2 O# J  J7 V+ }9 s. s5 p0 J& v/ }
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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% j# q7 f) w/ [IC上丝印了完整型号，NRF24L01+，
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7 x4 ?! r0 n9 Z3 n9 H8 W; T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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- V% w, {4 ~& G) N2 A9 D0 z7 @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，
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拆机评测完毕，谢谢观赏！