【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，

4 h* E6 ^4 W, F1 B5 {( C  Q误差精度一般吧，
  U/ ^. o! o  U
实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
' y* N3 L% p1 U& R4 @
0 |% u& a7 c* G' a- d6 x, z# s电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
" r# A8 p- s/ `! i. V% k0 F6 \是彩色液晶显示的，
  Q% w5 Y5 L* z: L

6 i: X) ^, {, ?4 y6 o$ g" U也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，

: L5 t  ^# u3 {7 G5 ]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，

  U6 I) {+ n/ u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，
! R" n7 D; _( ^) g0 W
与盒子上的P/N号一致，比较正规，

另一大些的包里是测量模块，

& l- T/ ?. W; S5 s9 J4 A0 ?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，

侧面一端有个USB插座，
( \/ M9 ^8 X; q# w8 R( K) Z
& ]( P% k" F# z8 v; P有两层电路板，

6 {7 ]# Z5 z7 m) v; u' @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，
' v2 l5 I6 m, R* h! k- T
接线端子也是30A的，
# Y; n: o5 c$ W
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，
6 c: l- G! Q2 ~$ V6 k2 s  X8 P
- b$ Q3 D: \7 q# z+ I
下面是基本接线和用法图示，


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5 K7 P5 w) u5 R2 v" ~% ]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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+ v: F6 N1 s6 u+ b! B0 D6 R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，


' |* U* O6 e, j9 x9 X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，
  E3 W, E  x7 X4 l
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。
, w- w  Y6 R: w8 P$ D/ j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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$ N# k& Q$ ^  ?7 W+ d5 C7 P
! ^  I" A( [, t9 E# L! ?# y9 N, {
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，

! |0 Y% ^! J2 _0 d* A试出此模式下最低电压约是6.6V，
6 U2 ^$ G( b% X0 s) b' @/ p' {
# N4 ^" w* P8 v被测电压再低就会使显示误差变大，
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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，


下面改用独立供电的模式试试。
2 T) i- I' Y" T/ t2 m# v, C: X* P; m/ f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”，

; ?' B5 |1 y1 e4 J) A0 S  h8V时仍然这样，
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0 x4 f, r' L$ m& U15V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，
3 T+ i- l' ~: C
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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, a1 V1 L- y7 `- M" @
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。
$ |# {+ A6 M& D0 U2 e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：
0 U1 |2 S; a2 A, m* t. q1.显示信息量大
9 {2 x0 V1 m9 N( D$ s2 o0 G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。

7 K3 h# ?8 |  m6 w2.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。

3.双向检测
; G- G2 g" ?! w0 D  S8 M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。

" j( I/ O, t; @% |: F6 m4 e" O8 M4.特别适合电池、电动车充放电测量
( r4 ^+ c6 d! _8 c1 {; U( g  r- Q" 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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& x* G! E% B4 X5.测量电压范围宽
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。

* S7 t! k- h, J' z; W1 \6 _) y4 E; E3 Y6.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
8 W, P1 i) L. _& X" u0 S8 T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。

, }! r7 m# q  h( H# R# o% @. P8.丰富的人性化配置
4 j( m# Z, r( f" _7 O/ A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。
- \5 v- I& ]: s( h* P
下面拆开看看。

, e3 K/ S  Y$ f0 f

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先拆显示模块。
, u$ \4 |) t9 L" w+ l  {
标签上的P/N号是我抹掉的，
+ W0 T) R. M" V9 Y/ _9 b
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，
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  T8 }0 b7 \4 P! G小心取出电路板，
7 M' H7 F' f$ Z8 O) W
1 d9 U/ {; h/ [& I电路板元件面，
: a  X0 ~) N& M! p3 l
+ M* A4 k) x" |+ J2 M. W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，
  E) n' n* k; d$ B* W4 c- s
% c1 P1 p1 [* n$ ]$ H通讯板旁边的1个8脚IC，
; V, e. i4 c7 J. d# V- \
看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

供电单元，

" s7 z  X5 u- i% M
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，
0 P$ v9 K# x6 U, s& |
; d. l, T, v/ c  v肖特基二极管，
9 p. T6 ]* f3 ^- K
+ H( G" [  t) F, z( u( ?; JAMS1117-3.3V，LDO，

主控MCU，用的是STM8S00，


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，
+ x+ U  X, A2 w, D
电路板显示屏面，
; l& \0 r, a8 i- e
; t: ?2 ^: V  X: e5 Y3 y忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，

3 W4 w& s4 Y  H: d2 L4 x掀开显示屏，

下面也很简洁，

Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，
* N4 M& M! o, E0 t
  c+ ?% N5 p' x4 s侧面看一下，

8 s2 L: J! i: x5 b这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，
0 L  n. p% T7 \$ H9 q4 q
3个按钮开关，
) i) P4 P' x+ p  [) q; u; e
$ l- M5 _( \3 P
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。
# B) [  I+ {! L8 p; p下面再拆测量模块。

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4 y% C: R7 T) L  ?# L: B
1 S7 m4 s  h9 s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）

6 M( {. j  V0 f8 G9 F6 |有3组连线，
0 ]8 b) ~8 @( A* }

- k- v1 d2 B6 C, m再拆下红圈标示处的4个螺丝，

3 }; [) ?+ x# G3 e) r* i$ n/ ?4 D打开黑盒子，
6 y  D3 Q- |3 p+ `
只看黑盒子，
. P& |1 @$ K0 w9 N: |

用料厚实，
+ a8 X9 G" ?& k4 {. y% M7 V
6 B' c$ L1 R( }  ?& D* Z4 R, n这4个螺丝是固定铜柱的，
) W* f; h: c% g: W( T- M
2块电路板可以完整取下，

- Q( b) ]) g- s9 I
) y6 ]2 F) R0 I3 X5 B上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，

8 r) p* m1 r9 x6 K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，
3 g! F. o5 k! [5 x

% Y- ^' P, P6 ^7 e背面没有元件，
  [5 L3 N# j# t; l
# K: I% o! e, R+ Z9 \* y下面放大看看板上各处，

( h/ ~9 g. K, J* o  z同样有个75176B，差分总线收发器，
! i2 M& `3 D& [( L( e3 z
9 V* e1 p# e# r- j. a; S
; r2 r: W# S: a7 u4 j9 V8 n7 K单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，
; C: |+ F$ z4 g# L9 B# `
继续，
7 b- T. @  Q/ B+ d& I) a2 Q

/ N2 ]4 G! i, q1 |- q5 t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、、，
' w; o% q% I2 W* }; D+ s) \
0 p  V3 v0 C" J2只大功率管，
$ }! ]. H0 S+ A) k" k* Z  S6 q

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，
! Q! P( ]% C9 I0 \

板上的电源单元，
, m* i5 [! U* D% u
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，
. E6 v5 l1 f  E9 u
, s0 ~+ x" u1 t* n/ g3 s) vU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，
# A* G' [, j2 {& h* F  _5 Z
  i+ W" W( n6 A% M这里还有只贴片大功率管，
$ v6 S6 G% ?7 `: i5 n5 m+ {& i
/ C# [9 {; Q  D' U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，
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1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，
7 N, f" s. Z& G, F
IC上丝印了完整型号，NRF24L01+，

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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5 e3 p: r- K- l) ~3 V( G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。
2 z# S" E6 p5 ]# ^; F! @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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# p3 A+ b+ R# k, I: M3 W拆机评测完毕，谢谢观赏！