【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。
6 N1 ^6 H; Q  ]' j技术规格是比较牛的，

误差精度一般吧，
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实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
+ ?& A' `# K. E8 F* F
7 K, ]" E2 z+ A( Z9 S4 d. n电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
是彩色液晶显示的，

; G2 |1 h6 Z. ^8 q$ C
. b% d) N& d# O) q4 @也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，
1 L" W9 [3 O% e, q7 H6 F# `) ~; _9 {
收到了这么满满一盒子，里面有两部分，还是有点超出预料，

$ [; U; ]# P: f+ F小包的是显示模块，
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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，

# j7 P7 a/ Z" R) M与盒子上的P/N号一致，比较正规，
% ]8 f$ j  ]; C% M( H  e
; }$ v( q7 ?, G# g9 ?另一大些的包里是测量模块，
1 c) i8 O1 k- G
* y% l7 x3 o4 l( @8 G/ ]9 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，

侧面一端有个USB插座，

9 g9 x) v0 _' I3 @& ~$ ~; g有两层电路板，

( K# c6 a: Z  k6 C) m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，

8 Q' r/ e0 Y  q6 G) `接线端子也是30A的，
2 a2 S& u# D4 t  y$ A
- T/ _# u. I! X2 E6 z商家给的尺寸图，
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/ `% o! Y; ~& F1 g  q* @2 p* _3 h# `显示界面上同屏显示这么多内容，布局紧凑，功能挺全的，
/ `1 @! @" j3 l% y, }* O! y3 P

下面是基本接线和用法图示，



# C9 _& F6 T& i: ~/ @接下来做了些简单的测试。
" l$ {5 G9 }5 A- Z5 g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，

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，
7 Y4 b+ o1 R8 P: \( s3 }
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" |9 q& @* ^) Y+ x1 \. ~5 t; ^6 l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。
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，

2 U- x+ E# h+ b+ p3 M( M试出此模式下最低电压约是6.6V，

; S8 t, X8 F! O7 W# o7 Y被测电压再低就会使显示误差变大，
% \' _+ @$ a8 j4 P
' ?' o& _5 w4 Y' X" K6 k0 Y/ w* o7 O  H  `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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1 M9 ~* }  T" n& A0 l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。
. F! g3 [( J6 N/ G* ^: P* H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，

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”。

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，

9 @- e4 v* ?' v2 [" B5 }: z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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* l  |$ B( c' G3 r( D* w$ M( B8 e
# b3 H) T5 j  i* b' v0 w6 v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：
- f; C# N7 Y; d3 L& _1.显示信息量大
8 j5 |6 W- m& W1 X; X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
9 Q* }$ J; P; g; _  j3 ^& \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。
. Z9 n6 F9 ^6 ~% s6 |/ ?
8 @6 B" e) d/ Z1 c3.双向检测
6 v: u2 E8 F# Q) e/ D; e6 k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。

4.特别适合电池、电动车充放电测量
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。）
1 b. Q' I+ _6 a9 u, i9 g9 b
& N* t& S0 g1 S& a- I6 q5.测量电压范围宽
! W2 h% ^  P' t7 t# F0 t& 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。
( {1 d6 N" j" e- n0 r
/ e1 I/ @+ s( ?+ Z9 [6.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。
0 I! i9 W( y2 p+ P
* J; j& ]4 B+ E$ u0 O8 v3 G4 V7.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。
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8.丰富的人性化配置
. P% {+ C; p" k, z8 R2 S" q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。

# e6 S. ], ]: M% b/ `3 @! t5 ?下面拆开看看。
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先拆显示模块。
7 k" O* t/ h4 i2 n# }- B
. d) k+ c: K, ]" z标签上的P/N号是我抹掉的，

) k, F+ V- g0 [0 m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，

' ]) A; u- H$ R, Y- k9 L小心取出电路板，
) d# |8 c5 W% k# K3 h- w( s
电路板元件面，
5 z8 f8 [$ U4 h
$ {/ c, B, F3 j+ f# }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，

7 q1 k6 e# ^1 ]& E8 d; ]9 A$ @看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，
) `6 g% Q) p1 Y( w( R
6 h9 M* K; K, ^- I$ z0 u5 b供电单元，
. N0 d& k, {' L* p. |5 Y1 P
& r4 z2 L4 K8 s) t
' H3 N+ Y7 c9 A( v! w# d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，

* J( `% Z. ~- m8 c8 D4 S( VAMS1117-3.3V，LDO，
7 W6 e, S" B' F
主控MCU，用的是STM8S00，
% }! b. t6 L- z4 \
6 f3 N) {, S( u5 [$ G3 P" K
( Z! R$ J. u+ V0 p. @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，
% w  c$ R4 I4 N  ?1 p  [
电路板显示屏面，
& V  I4 W: O: Z
+ @, q, [  o# J. H- }6 N忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，
$ |2 P& @: T3 k. n4 G7 I
掀开显示屏，
" Q* G' p! F7 a! G$ X
下面也很简洁，

Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，
  a8 I, K/ f: p* H, x
7 k. d( h% r  l# K* [; o侧面看一下，
1 k! O% q$ Q; F; P0 ]$ q4 B
, C3 n7 {1 t! A+ ~这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，

3个按钮开关，
# m& `* R1 t+ N1 p4 y: q: H6 G
: x0 D: c$ _2 n& p5 L% w
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 S( z/ M+ I; h9 [' H$ r下面再拆测量模块。

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继续，该拆测量模块了。
6 z% s  Q/ c  ^% e# x8 A) S/ w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）
( M# y& _  P! E( Z/ ]/ j* D3 F$ n
有3组连线，
* |' B) z& z) g( i5 j

. G9 n6 L3 n5 V再拆下红圈标示处的4个螺丝，

打开黑盒子，

! i4 D$ |7 }9 Z+ _4 _只看黑盒子，
. ]2 n7 ?  ?9 j* A9 z: t  c

0 T  g: f3 u! {! m) w" O* s用料厚实，
  p6 m( i+ q' d7 q2 A; i
这4个螺丝是固定铜柱的，

2块电路板可以完整取下，

* \6 m9 F$ h$ u! o
' Y+ \  G4 Q- h" {6 `7 I0 N上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
0 E4 \2 y4 p! d* Y3 a4 D
5 H# G! P2 P# r里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，
2 i, [$ p3 C, f0 d' c
小板与大板是插针连接的，可以拆下，
% q6 F5 j3 i" s; I+ c
4 Q) L. j- v: g% I6 w
背面没有元件，
/ i8 |+ M8 U/ h4 s2 P! W
下面放大看看板上各处，

同样有个75176B，差分总线收发器，

8 z6 p" }' C0 E8 @
单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，

继续，
1 t$ Z- C6 l( g) `4 m3 K0 I
) d: g/ ?# c& |0 H+ k- W
  S4 h! z+ Y2 v3 q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 m" M) a- E0 Q$ D- U
. w2 }0 h$ @" m0 o; W( s2只大功率管，
+ l) f2 ]4 k" p! J
: [' e4 U: T1 P
. e, ^" ?6 F! l; U+ W+ i4 x! X带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
% Q) I: l- Y2 o% W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，
& v. }& |3 i" ]/ e! \5 G" l

& f* n* q1 C+ C板上的电源单元，
4 u. \/ M2 \1 E. f
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，
3 v4 o  f. H: E; u% R* h6 a
0 G5 N, l8 L0 N- ?6 [( h4 P6 O" oU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，

这里还有只贴片大功率管，

5 }4 R9 M# N5 V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，
) b2 T: R& E: e6 M- H+ m: @- q
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，

' Z6 f3 W1 ?2 k+ \& _4 L& [; g( [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，
. ~" I0 d" X% p* R  k4 T1 t
% V. U% `! L. m, c% W  s( T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。
7 N7 k0 F2 B: g8 @% O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，

  s5 W0 y# M7 y$ `
拆机评测完毕，谢谢观赏！
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