【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，
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9 A- b0 B" s3 c  j, f+ R实际是选了最低的一款：VAC-1030A，
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3 w8 b( Q; g, r* s- {# l1 J电压量程120V，电流量程双向30A，够用了。
1 D6 v4 R0 c" p( ~# S& Y5 p$ M是彩色液晶显示的，


) f0 c2 p; z5 c3 p% h0 H: f& R* Z5 q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，
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% A$ o/ Q( Y9 T" w) a$ |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，
- l; o9 D( J7 A6 D背板上帖有标签，

与盒子上的P/N号一致，比较正规，
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另一大些的包里是测量模块，
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+ n! X: v  z& `  M- |) c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，
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' R* z# k0 |! u! q6 Q9 q, b9 a5 n  X有两层电路板，
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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，

" S" k! u% s. I0 G* u: E接线端子也是30A的，
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* S3 _7 O& ?8 L: B/ Q& E商家给的尺寸图，
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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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' J. [  u% m' F接下来做了些简单的测试。
6 v- y' n5 y0 x# E2 k8 v" F/ y0 X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，

" D6 d3 w( y, b2 F/ D* T1 ~. z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，

) y2 C  }* s- s" P
" y- s" a  B; s2 K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。
4 b: e8 I1 n2 Q' c/ Y( Z" Z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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5 |: v% s6 |5 L, h& d- s# Q- l6 @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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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，
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3 _9 Y9 |% F3 z) g3 C0 U试出此模式下最低电压约是6.6V，

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，
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/ ]( e8 M& H- ?0 |: @0 ?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。
" @, V9 H, d* _1 I/ [被测电压为0V，发现有0.08V左右的“基础电压”，
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& n& j/ f! [/ U7 ~/ j+ P* D8V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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. o- w- m1 y  D0 k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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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。
1 M( I9 }" |- c& `0 {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：
1.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。

' D* d& f: A2 t2 ], {$ k. P: K2.安装方式多样化
# _3 n% x4 G" _* |, ?% ~7 u3 F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。
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3.双向检测
0 d2 C4 U( r! c- W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。）
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4 q9 z9 T: G/ `/ h* d5.测量电压范围宽
1 }3 O" F! k. O. H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。

6.断电记忆和参数清零功能
1 ~# h7 @2 X9 Y3 q+ m  f6 s8 z2 r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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' ^. @( z: \  a3 _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。
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( v$ i/ ~( u4 W5 d8 @  M. b$ [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。

下面拆开看看。

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先拆显示模块。
. }. F9 b) k, v) J6 a
7 R7 `$ J3 G" x: @- P标签上的P/N号是我抹掉的，

* X' b, Z1 J+ y# ]8 r4 d- _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，

( B' \0 D& F" n  Z3 k小心取出电路板，

" \4 H, `/ X$ p3 E6 W: {! t电路板元件面，
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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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通讯板旁边的1个8脚IC，

看清丝印型号，是75176B，功能是差分总线收发器，

4 @- h0 l7 k7 |# q供电单元，

. {) w+ y9 q( m% e" b
. F. E1 z# {/ o" K  e+ T4 r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，

4 y! g3 H0 Z; N7 T4 A肖特基二极管，

AMS1117-3.3V，LDO，

主控MCU，用的是STM8S00，
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# Z# @! w  g+ p+ @. 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，
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; U0 g& v5 n& C电路板显示屏面，
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! |# [4 T0 q0 ]" O忘了给USB插头一个特写了，此图中能看到多一些，
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掀开显示屏，
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下面也很简洁，
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Z180SN009，V0.0就是一次成功吧，

侧面看一下，
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这个无线通讯小板是排针焊接的，不能插拔，

3个按钮开关，
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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。
1 q/ z: s8 u7 T# G- `1 v下面再拆测量模块。

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: w5 Q% Y9 M2 V. K继续，该拆测量模块了。
* B1 K! w2 I8 P' }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）
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/ v) o0 ^* J4 N有3组连线，


4 t" O6 j9 I6 ]! w# ]" k再拆下红圈标示处的4个螺丝，

' `4 v8 U9 ^, U! j2 ~打开黑盒子，

! d7 {2 c/ o& G& Q1 l只看黑盒子，

. k) j+ y  c$ U1 J
3 E) O- z. T& N3 p( o; l0 A用料厚实，

这4个螺丝是固定铜柱的，

$ [3 z! h9 s) W, i7 r" H: j2块电路板可以完整取下，
5 _: i1 `; J+ s! t. `& P3 z7 x

上层电路板后面是大电流的布线，没有元件，
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7 {% F& x3 y3 _! Z: p2 g$ M里面电路板，上面有个USB插座，也有个通讯小板，

* P- J5 i* N) m: [5 B. n1 H* K/ \小板与大板是插针连接的，可以拆下，
9 c4 m! Z2 U' B2 P

* p8 ^3 m$ c; w3 m背面没有元件，
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  S8 l6 b) x. T$ e/ G8 p下面放大看看板上各处，

4 J0 ^! p7 C7 k3 `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，

继续，

) ^9 S; N  {6 r
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、、，

& y! r- D6 c# T4 X3 \5 o/ k8 }2只大功率管，
4 M; C9 b) R1 `. g, M. T1 _+ @+ H

7 `8 i4 Q; }( S# t8 Q; L带有散热片的是BU406，400V、7A、NPN，电视机、加湿器等电器中常用；
7 S: y6 W$ G, P. Z3 j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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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，

) \9 [; [! ~" c2 Z& hU1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，

6 m2 Z% K3 X8 ^9 l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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& Y1 l( w, i4 `' X( ?9 YIC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，

. m7 u/ [: Q9 ~9 {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，
$ H- Y, J6 D# X7 w/ ~# s1 t
$ r% H0 M; R/ t, @4 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。
8 D$ `. {& j6 X2 e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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1 S: l5 p7 y8 N; s拆机评测完毕，谢谢观赏！