Sousim电子负载控制器，或者说又一款用来消耗“多余”电能的设备

去年我评测了两款电子负载，它们由Sousim生产。我成功用上了其中一款，今天轮到另一款了。这款负载最初只能通过电脑控制。


大概得先从事情的来龙去脉说起。
一开始我打算把电子负载接到电脑上使用，但实际操作非常不方便，因为原配软件实在太不靠谱，我怎么也搞不定。当时我还提到过，这种电子负载有单独的控制器，甚至还贴出了它的照片。


最后我萌生了用这块控制器做一台独立运行的电子负载的想法。实际操作后才发现，事情远没有乍看起来那么简单。
首先，这种控制器根本没有地方卖。不过我在淘宝上找到了一位卖家，他经营的是www.xldn.net,公司的产品，而这家公司正是控制器的制造商，并且在自己的网站上发布了相关信息。网站上写着负载最高可支持50 A电流，但下单时我还不知道有这个版本，所以只买了20 A的款式。
不过我不知道该怎么买，于是找yoybuy.com的客服帮忙，在此特别感谢她。
简单来说，整个过程是这样的：
我联系客服，客服联系卖家，卖家再联系控制器制造商。
制造商生产控制器，卖家向制造商买下控制器，收到货后检查，再把它上架到自己的店铺，最后我通过代购按常规方式下单。

当然，这只是非常简略的说法，实际过程遇到了不少麻烦：客服不懂技术、只能用蹩脚的英语沟通，还得把技术术语从英语翻译成中文……总之，真够折腾的:) 整个过程花了大约两个月，最后我终于下单并拿到了心心念念的小板子。
它贵得离谱，光是中国境内运费就要28美元左右，还不包括代购服务费。但事已至此，我也没法打退堂鼓了，尤其是整个流程都是我一手折腾起来的。

订单里有两件商品，其中一件非常小，以后大概也会评测，毕竟那东西看起来挺有意思。包装相当大，整包重220 g。
控制器裹了好几层薄膜，想把它弄坏可真不容易。


配件非常简单明了：
1. 控制器
2. 两套导线和连接器
3. 说明书。


由于这款控制器通用性很强，说明书并不是专门针对它的。不过说到底，我只需要知道导线颜色分别对应什么功能；其实就算没有说明书，也完全可以自己接好。
那根双芯线用于连接RS485接口。
另外五根线用于连接电源和测量线路：红线和黑线接电源，黄线测量电压，蓝线和白线测量电流。最后这两根线原本就焊在一起，所以意思已经很明显了。
一开始我一直不明白，既然可以从电子负载获取电压和电流数据，为什么还要另外测量？后来才发现，这一点还真在某种程度上帮了我一把。


前面几乎整个区域都被一块分辨率为128×64点的显示屏占据，采用CoG（Chip on Glass）控制器。


右侧有三个控制按钮和一颗双色LED。再往右能看到一些焊盘，可以焊上连接器，单独接出控制和指示信号。我本来还希望能接编码器，但不行，只能硬核到底，只能用这三个按钮。


后来我才注意到，原来还有装饰面框。不过话说回来，也不一定装上它之后还能把所有东西都塞进机壳里。


显示屏安装在一块独立的小板上，而这块小板又与主板相连。


可当我把电路板翻过来时，还是愣了好一会儿……几个元件就要将近30美元？
不过无论如何，我也没有别的选择。我不可能破解它的控制协议，更别说给微控制器编写自己的程序了。总之，脑子不够用，就只能靠双手钱包了。


其实只是我手上这块板子看起来空空荡荡、结构简单。正常版本的电路板要复杂得多，比如下面这张照片，就是同一款电路板用于监测由32节电芯组成的电池组时的样子。这里制造商只是把这块板当作基础，做成了更简单的结构。


下面是控制器屏幕上显示的一种界面。


下单时，卖家问我电源电压范围是多少，有两个选项：35-200V和6-35V。我的电源是12 V，所以选了第二个选项。
不过令人满意的是，这个稳压器带有电气隔离，一下子就解决了“地环路”问题，整体使用起来也更方便。别忘了，负载板上的RS485接口也与功率部分做了电气隔离。
侧面还找到一个按钮，经过测试发现，它可以将电路板设置恢复到初始状态。


元件非常少。
1. RS485收发器
2. 运算放大器。
3. EEPROM

此外，电路板上还留有连接一对温度传感器的位置，但从各方面来看，这些传感器在这个功能中应该无法使用……


制造商页面上宣称：
it uses all imported 18-bit AD sampling voltage and current
这意味着使用了18位ADC，所以我拆下了转换器电路板，找到了微控制器。我猜它就是普通的STM，不过我不清楚有没有带18位ADC的型号。


没什么值得继续看的了，下面说说它的工作方式。
1、2、3、4. 使用上方的按钮可以选择四种工作模式：CC、CV、CW和CR。按这个按钮还可以进入参数修改模式，此时下方的按钮分别用于增加和减少参数。
5. 中间的按钮用于打开/关闭背光，长按则会清零Ah计数器。
6. 下方的按钮用于打开/关闭负载本身。


连续按上方的按钮，可以让控制器进入附加参数设置和配置修改模式。
1. 显示当前输入电压。
2. 校准外接电流测量分流器。
3、4. 设置电压和电流的最低阈值，低于该值时负载会断开。


1、2. 设置时间。我没有试过，但据我理解，这是用来限制工作时间的。
3. 校准负极导线到接线端子之间的压降。校准范围很细，可以补偿负载电流下的电压降。需要在1 A电流下进行设置，之后会根据负载电流按比例修正显示电压。实际上，这实现了“虚拟”的四线连接。
4. 系统中的设备地址。

语言问题得单独说说。我好几次都写明需要英文界面，结果收到的却是中文界面，不过好在菜单不多。


工作时，屏幕大致是这样的：
第一行显示负载模式下的工作时间、电压限制阈值和电流阈值（基本上只是提醒信息）。
下面显示工作模式和设定的参数值。
最底部有四个数值：测得的电压、测得的电流、计算出的功率和以Ah为单位的容量。
电压和电流的测量相当准确，后面我还会再谈到这一点。


制造商页面上的显示大致也是这样。


玩够之后，我开始组装，用到了控制器、电子负载、12 V 0.5 A电源、外壳和其他零碎配件。


电子负载视频评测


我用了一个在柜子里放了很久的外壳，连名字都忘了。如果没记错，应该是KM系列的某款。外壳尺寸为178×140×69 mm。
这个外壳的主要优点是上下两部分之间没有连接立柱，因此前面板可以利用的面积更大。


负载模块做了一些改动：蜂鸣器和RS485接口被移到了各自电路板的另一侧，支柱也缩短了。这是为了减小整体结构的宽度。


沟通期间，卖家告诉我，要正确连接，需要单独配一个标准压降为75 mV的电流测量分流器。我试着解释说，负载板上已经有分流器了，不需要额外的。不过最后发现，答应下来反而更省事。当然，我拒绝从他那里买分流器，因为：
1. 我怀疑它是否有必要
2. 它在我们这里比在淘宝上便宜。

不过我还是抱着一点希望，想把负载范围扩展到50 A，于是写信问他们会不会配50 A分流器 :)


测试证明我说得没错，确实没必要使用额外的分流器；同时也证明控制器可以重新设置，使用原装负载分流器工作。为此，我在设置中选择了75 mV、14.3 A的分流器。
我原本担心这样设置后就无法把电流调到高于这个数值，不过还好，20.1 A可以轻松设定。说实话，这也让我有些失望，因为负载的最大电流还是被限制在20.1 A，唉 :(
这张照片只是检查不同工作模式时拍的。


接下来就是常规的组装流程了。首先，我切下一块塑料片，把散热器遮起来。


这么做是为了让空气只从机箱内部吹到外面。


固定电路板时，我用了三根主板铜柱，其中两根拧进了现有的孔里，中间那根则另外钻了一个孔。铜柱外螺纹直径约4 mm，内螺纹为M3。


把电路板固定在机箱里。


我总算在家里找到一块黑色的50 mm风扇防护网，不过装上后的效果我不太满意，于是干脆把60 mm款稍微“改造”了一下。另外还装上了电源接口，后来我又想到，背面也可以加一个连接电脑的接口。


前面板倒是完全没遇到什么问题，除了必须给显示屏开一个相当大的窗口。控制器电路板的高度倒是几乎和机箱完美匹配。
控制器电路板通过四根塑料支柱固定，我把它们粘在了前面板上。


第一次试装。和上次一样，我把电源模块焊接到电源接口上，不过这次主要是为了方便，因为机箱里其实有足够的空间。


设计前面板时，我担心会碰到电源开关，所以没用按钮，而是换成了拨动开关，并把它挪到了最右边。不过实际使用后发现，我有点过虑了。
接线端子装在左侧，因为底部没有空间。端子上的额外接线孔朝左并略微向上，方便接线。


这次线也少了很多，主要是因为所有控制都只通过两根RS485接口线完成。


完成主要组装后，我用1 A和11 A两个点进行了校准。选择第二个数值有两个原因：
我的万用表还能正常承受11 A。
软件用起来不太方便，所以切换到11 A和1 A比切换到10 A和1 A更省事。我在相应的评测里写过这件事。

之后，我接上控制器电路板的线并检查效果，看起来一切都很好。嗯，几乎完美，因为我发现显示屏的可视角度几乎为零，从上方看（从下方看也一样）时，图像会变成反色。


内部结构基本就是这样了。线不多，所以整个结构看起来非常简单。


和上次一样，开关控制的是12 V，电源模块则一直处于工作状态。顺便还得稍微削掉一点连接功率部分和控制板的插头，否则机箱就合不上了，不过这也在意料之中。


基本上就是这样了。以我这个要求不高的人来看，效果还不错，虽然离完美还差得远；如果现在再做一次，有些地方我会换种做法。


比如散热器应该喷成黑色，还应该装一个连接电脑的接口。
也许还可以多开一些进风孔。


新旧两台电子负载的机箱宽度和深度大致相同，但高度不同。 其实上次我就想用这个外壳做300 W版本，但空间稍微不够，只好改用Z2A。


如果没有一个始终没能解决的重要缺陷，我本来可以就此愉快地结束这篇文章。
问题在于，无论我把电子负载校准得多么精确，过一段时间校准值总会莫名其妙地跑偏，而且可能偏高，也可能偏低。比如前面展示了校准结果，过了一两天再打开电子负载，发现设定为1 A和10 A时，实际读数却是0.87 A和9.43 A。我花了一整个晚上重新校准，这次格外仔细，还换了几个校准点（24 V下的0.5 A和5.5 A），结果第二天发现，设定为1 A时实际只有970 mA，设定为10 A时却变成了10.02 A。可再下一次启动时，结果又完全不同，分别是1.02 A和10.5 A。

另外我还发现，在某些情况下，故障不只是让参数发生偏移，还会导致电流设定变成瞬时生效。正常情况下，设定10 A时大致是先立刻达到9.5 A，剩下的部分再用大约半分钟慢慢爬升。
我甚至想过就这样用下去，只要稍微调整一下分流器的标称值就行，但变化并不均匀：比如电流为1 A时误差约为3%，到了10 A时却已经是5%。

后来我总算查明了问题所在。我一直在想，电压校准明明很顺利，而且几个月来这个参数都没有“跑掉”，问题只出在电流校准上。最后发现，连接功率板和“主控”的排线中有一根线在连接器里接触不良。更准确地说，是某个功率晶体管的控制线接触不良；但它并非完全断开，而是导致负载电流发生变化。
于是我重新压接了排线，顺便把它缩短到原来的大约三分之一。之后问题就彻底消失了，校准值再也不会“跑掉”，电流本身也稳定多了。此前末位数字会偶尔波动，看来是受风扇振动影响。后来我又在电源输入端和5 V线路上加了电容，接口转换器由这条线路供电。
顺便一提，我发现有两路5 V，一路给微控制器供电，另一路供模拟部分使用，后者还带有一个-5 V转换器。


视频评测


说到控制器，我只有两点不满意：屏幕可视角度小，以及不显示散热器温度，不过后者没那么重要。
如果说整台设备，那我对它还是很满意的。当然，也可以拿现成设备来比较，但它们没有我需要的功能，具体来说就是：
恒功率模式非常少见。
电压限制模式更少见，而测试充电器时又离不开它；没有这个模式，很难正确测试充电器。
恒阻模式通常只有品牌设备才具备。

就写到这里，希望这篇评测对你有帮助。和往常一样，欢迎提问和留言。