【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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误差精度一般吧，
" e7 S8 h! {1 a* r! b& ?
* L! S8 k; c" I. v7 F; a: n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。
! N% w$ ~9 x% ]- I是彩色液晶显示的，
2 V$ a8 |  Z( c- w
8 W! s4 G  f9 `" G9 E
. {0 \# o1 `+ @, r+ @8 u也是看中了这款自带分流器和继电器的，简便一些，
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  W; H" K# D- }( a. j收到了这么满满一盒子，里面有两部分，还是有点超出预料，
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2 p4 Y. g9 y- B  j0 i5 b% D7 U4 Q7 Q2 h& Y小包的是显示模块，
) N/ g, F0 C( X" t0 \( 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，
: m8 E, |! x( t; f
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，

; g3 b' s% U$ F0 \4 w) }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，
* }" w6 Y4 y. F, W) q' P
4 `1 P3 D# m- K$ x- }3 ]侧面一端有个USB插座，

8 G! T* r& A# u7 D2 t2 p) H/ x/ O有两层电路板，

9 T. R% c; C  O# X# ?  c4 M4 X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，

% y8 C& ]# t+ ]4 ~1 j; R+ v+ m接线端子也是30A的，
- b; o1 F( A2 N9 n: {7 g
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，

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) ]$ h' m% ~4 o" W" H) U下面是基本接线和用法图示，
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& P6 O- D' o( v接下来做了些简单的测试。
+ Y4 z8 B" {9 Q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，

3 G7 W& D/ m/ I5 |, w, a
5 a8 l4 H6 d0 c' x* r* K9 I- @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。
+ v9 u% B8 |' X$ T2 h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。
/ @; _, n. u  E( d- h. W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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7 s& |4 t3 x# S2 f. U( R$ d20V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，
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试出此模式下最低电压约是6.6V，

0 {, _& X( C# \% s. A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。
3 `, I$ y- K) a& M供电为12V，继电器吸合，旁边的指示灯亮起。
- Y0 y8 ]' e5 L) {7 N  y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”。

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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! w  }9 Y. V" F$ |3 B1 [6 Q% B+ Q3 s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：
, `) w" {: @( J3 s3 P1.显示信息量大
- R4 y) W9 a  {6 N$ b$ t  X" k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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) q6 h5 O2 u+ N6 X2.安装方式多样化
+ |3 b4 V: y/ E6 v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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. Z5 {0 g& F' ^( L# Q  S2 ~. g# U1 W4.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。）

5.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。
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0 N5 N" l9 b5 P6.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。

  j& D+ m7 D; q  ]8 t7.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
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。
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下面拆开看看。
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先拆显示模块。

2 Z1 S1 p: n6 O6 S$ [' i0 C标签上的P/N号是我抹掉的，
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5 ^( C& Z' M8 v1 Q$ Z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，

. v0 K. F& i2 ~7 X小心取出电路板，

5 u. }2 W; E* s/ K9 w. o3 I电路板元件面，
3 ]; q7 G4 P% D# }/ I" @
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，
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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，
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" v( l! F7 f  {# k& l肖特基二极管，
$ p  t" B& i; c6 W$ T
! v- L6 |3 f) M& vAMS1117-3.3V，LDO，

( N( [( @* r1 S+ S2 R3 e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，

电路板显示屏面，
1 z9 t9 x$ n8 }) e( b7 c4 C
# s3 ]- d' V; |% ~1 g. L% \; G) R5 X忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，

掀开显示屏，
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) j$ j+ O: G4 G) I! _下面也很简洁，
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: T! p. l, l$ lZ180SN009，V0.0就是一次成功吧，

侧面看一下，
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2 W' \" f! N1 u0 u/ g' A+ T5 d! J7 i; F这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，

# ~: W& O9 K6 D. t- J" p6 R5 u3个按钮开关，

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2 ^& \: B, p  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。
下面再拆测量模块。

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* `- n/ Z# V/ j
- ~, Z7 A! }" f& N7 {继续，该拆测量模块了。
0 ]& J# @9 Z* ]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）
, S/ K6 [, l0 U# Z7 ?: i
有3组连线，
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3 N$ @, H. L7 S9 o8 \
2 J8 E6 g" f1 z9 [再拆下红圈标示处的4个螺丝，
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% ]( O0 {, O+ {$ H4 ^, D打开黑盒子，

7 ?& a4 h. y7 ]) K只看黑盒子，
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用料厚实，
# M; N, P, ~% F6 Y9 R
) o  x# R8 I8 a% Y% e' K2 I+ U这4个螺丝是固定铜柱的，

2块电路板可以完整取下，
+ r9 D8 M/ C/ Y4 z) o3 O+ ?* j9 Y

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，

小板与大板是插针连接的，可以拆下，

" g, U9 B4 [) L
背面没有元件，
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' L3 ]* e2 I; U4 h) b下面放大看看板上各处，

同样有个75176B，差分总线收发器，


单片机，STM8S003F3P6，与显示模块中用的有区别，此处必须有A/D，

- f$ ?# l0 W0 d8 j" @1 T9 r0 Q% `继续，


  w  @" }, ]/ p& L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、、，

2只大功率管，


& K  a0 _  M5 h8 l% s# X! W+ u. T带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
- W; [5 H" Z( J& s- g3 i6 @另一个是MJE340，300V、0.5A，NPN。
; O' R& r* t; {6 j+ A0 C. R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，


板上的电源单元，
+ k3 |# U- ~( S3 A1 D
+ c6 U7 y3 Q3 e( a$ B/ 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，
: R1 c9 j$ g. ]3 F% @3 |+ M7 |
: D7 F# o7 G. v' NU1丝印5-33，估计是5V转3.3V的LDO，
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这里还有只贴片大功率管，

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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" h( }7 u0 ~' H% J5 M# u9 e9 I) c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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8 H( o: E9 p/ n5 \1片IC和少量的外围元件，采用16MHz的晶振，印刷镀金天线，
! {: a4 Y. n4 c
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，
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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。
/ X' ~" z8 Y0 z* p8 b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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% b6 i/ |# w* @$ Y: d$ b拆机评测完毕，谢谢观赏！