多通道电压表模块

今天来评测一款不太寻常的设备。说实话，我甚至不知道该怎么给这篇评测起个合适的标题，因为这款设备不只是电压表，不过对我来说，这次主要还是把它当作电压表来介绍。
评测不会太长，一方面是因为这款设备比较特殊，另一方面是关于它能写的内容确实不多。


不久前我评测过一块80 V可调电源板和一台电子负载，这款电压表也会和它们搭配使用，组成一台多通道电池测试仪。

说起来，我之前评测过这位卖家／厂家的产品，而且还是同一个商品页面上的产品。那次评测的是Sousim电子负载控制器。它工作正常，我也时不时会用到。这次需要一台多通道电压表，所以就想起了这个商品。

说来也奇怪，这次中间商寄来的包裹没有常见的外包装袋。


不过这种包装方式我还真是第一次见。当然，还是要感谢中间商费心保护商品，但箱子套箱子，多少有点……别出心裁，尤其考虑到运费是按包裹重量计算的。
我还拍了拆箱视频，不过它和这篇评测关系不大，所以放在折叠内容里。


除了测量仪电路板本身，我还需要另外四样东西：
1. 外壳
2. 温度传感器
3. 电流测量分流器
4. 蓝牙模块

最后两样我没在淘宝上买，因为我们这边的分流器更便宜，而且我手头有蓝牙模块，还不止一个。
不过，由于我使用的代购平台有些特殊，下单时必须分别从不同商品页面购买。有时无法在同一个页面下多个订单，计算也不准确，这是yoybue的特点。

结果卖家什么也没问，就明白了我打算把它们配套使用，于是我收到的测量仪已经装在外壳里，温度传感器也焊好了：）


不过也不是一帆风顺，发现套装里没有连接电池用的带线插头，也可能是他们忘了给。:(


简单说说套装和各个部件。
先说外壳，价格约2.2美元——链接。
电路板装得非常紧，拧下四颗自攻螺丝后，我费了好大劲才把它撬出来。


这是面板式外壳，也就是安装在仪器面板上的那种。上次我没买这种，不过这次正好需要，而且这样安装也简单得多。
外壳安装尺寸为92×64 mm


正面是一块相当大的点阵液晶显示屏，带背光。


右侧有三个控制按钮，和上次一样，不过没有LED，尽管外壳上留了安装位置。
显示屏安装得很平整，但总觉得它的固定孔位置不太对，插脚有点歪。


第二件配件是温度传感器，价格1.76美元——链接
我挺喜欢这个温度传感器，个头不小，金属外壳，线缆也很柔软，长度为2 m。


上次我还抱怨电路板上空荡荡的，这次元件明显多了不少。我订的是24通道版本的测量仪，因此焊接了三个8针插座、三个多路开关和三个DAC。


卖家提供两种供电版本可选：35-200 V和6-35 V。这次打算让测量仪和可调DC-DC使用同一个电源供电，也就是大约90-95 V，因此选了35-200 V版本。
和上次一样，我要特别说说它的一大优点：仪器电源采用了电气隔离，因此连接分流器更方便。


24个通道分成三组，每组8个，由一个74HC4051多路开关和一颗18位ADC——MCP3421负责。这样设计大概是为了加快测量速度，因为ADC的工作速度不算高。


1. 电源接口旁边还有一颗ADC，电流分流器的连接端子也引到了这里，此外还有一颗EEPROM芯片。
2. 看起来用的是一块通用电路板，设计上可以连接各种外围设备，包括两个温度传感器、GPS、TFT显示屏等。
3. 一侧边缘引出了用于连接额外输入端、电脑和外接键盘的焊盘。
4. 因为我打算连接蓝牙模块，所以在把电路板装进外壳之前，先焊上了一个4针排针。


除此之外，我还买了：
1. 1 m长的10芯排线。当然，8芯的更合适，但没有卖。——链接
2. 一些插头和配套端子——链接
3. 10 A、75 mV分流器。——链接


1、2. 正如我之前写的，分流器可以在淘宝同一个卖家那里买，不过后来发现本地买甚至更便宜。
质量没什么问题，但电阻略微偏大。要在10 A电流下产生75 mV压降，分流器的电阻应为7.5 mΩ，实际却明显更高，为7.72 mΩ，误差2.9%，而0.5级精度意味着误差应为0.5%。
3、4. 排线我也买错了，买成了多股线，而不是我习惯用的单芯线。结果它虽然线径稍大一些（26 AWG，而不是28 AWG），也相当硬。 不过，我有一部分原因也是看中了它的间距为2.54 mm，按理说很方便把线剥好后接入2.5 mm连接器。


不过，还是来看看这台测量仪本身吧。
1. 开机后会显示一段时间这样一张挺可爱的启动画面，上面还标注了这个版本的开发日期。
2. 随后仪器进入测量模式。
3. 这是另一种屏幕显示方式，稍后再介绍。中间的按键控制背光，长按则会清零Ah计数器。
4. 菜单里可以切换为英语，因此下面的说明都会按照英文界面来讲。


先来看看控制菜单，并简单介绍几个我能看懂的选项。长按上方按键约8-10秒进入菜单，松开后就会进入设置模式。
1. 最低阈值电压。据我理解，这个选项只是用来点亮一个实际上并不存在的LED。
2. 与第1项类似，不过设置的是最高阈值。
3. 连接电脑时的数据传输速率，最低2400，最高115200。
4、5. 选择分流器类型。遗憾的是，这台仪器的设置很粗略，电流只能按1 A为步进调整，而且没有负载控制器上那种精确校准功能。
6. 设置某个东西的关机时间（？），这里用不上。
7、8. 选择电压测量的最大量程。
9. 另一个时间设置，我也没搞懂有什么用。


1、2. 电脑输出方式的设置很奇怪，485或TXT，这两种选项我实在想不出有什么关系。
3. 选择485接口的端口号。
4. 设置所连接电池的容量，用于显示电量指示。千万别动！我试着打开了这个选项，现在没法再设回0 Ah了，数值会按这样的顺序切换：13.1、13.0、12.9、7.2、7.1、7.0、6.9、6.8、#6722Ah。
5、6. 选择测量输入端的数量：1/8/16/24/32，这似乎暗示着可以自行扩展输入端数量。


接下来做实验需要一块测试电池，这次用的是Samsung 10S2P。


电池外部只有两根连接线，所以我们先拆掉热缩套管。


里面是一块带接线端子的保护板。我打算做一个通用转接板，适配不同类型的电池，这样连接起来会方便些。


这是一个11针连接器，第一根是黑色公共线，接着是第一个电芯的正极、第二个电芯的正极，以此类推直到第十个；最后一个正极用红线标出，一目了然，也很方便。


测试之前先说说显示方式，它一共有四种：
1. 电压逐级累加显示，默认启用。先显示第一个电芯的电压，然后是1+2、1+2+3，以此类推。
2. 分别显示每个电芯的电压。按下方按键启用。
3. 按上方按键可以切换显示格式，这里能看到电池组总电压、电流、温度和容量。
4. 在此模式下按下方按键，底部一行会显示电池组电压的最小值和最大值。


更改输入端数量后，第一种屏幕显示方式也会随之变化。
1. - 8个电芯
2. - 16个电芯。此模式下电压数字比较小，但会显示第二个屏幕上的信息：电压、电流、容量和功率。其他显示方式里我没找到最后这一项。
3. - 32个电芯。所有内容都变得很小，唉。
4. 这是我把电池容量设为非零后的效果：电池图标会显示容量百分比，并通过填充图标来直观表示电量。现在我也没法把这个图标关掉了。


这种接法最麻烦的地方，就是千万别不小心短路。短路电流会相当大，而且这里没有任何保护，因为连接点在保护电路之前。 整个装置由我的可调电源供电。


按照商品页面上的电路图进行连接，那里还有一个32路输入的版本，区别在于多了一个接口。


接好后居然什么都没烧掉，而且一切都能正常工作:)


电压高于33-34 V时，测量仪就会启动，此时耗电约15 mA。随着电压升高，电流会下降；电压为60 V时，电流只有5 mA。


电流测量仪支持正反两个方向接线。最初我按照商品页面上的电路图接线，尝试给电池充电时，显示的电流是负值。我直接把分流器上的导线对调了一下，电流就变成正值了。
相应地，容量（Ah）也可以显示正值或负值。


1. 空载时，接着电源但电压低于电池电压，电流显示为-10-20 mA；电压低于电池电压时，电流则变成约-30 mA。
2. 如果把电源输出电压调高一些，就会开始充电，电流也随之变为正值，不过读数比实际值大。
3、4. 电流读数偏高超过1%，实际测得1.03和2.07，而不是1.01和2.02。部分误差来自分流器，其电阻偏大；部分则是因为设置比较粗略，而且没有校准。至少我没找到可以校准电流测量仪的模式，所以只能通过调整分流器本身来校准。


不过电压测量就很出色了。
1、2. 测量每节电池的电压时，读数差异大约在末尾1-2位之间浮动；左边是最好的结果，右边是最差的结果。
3、4. 测量总电压时情况也差不多，最小差异为末尾4位，最大为7位。


如果不考虑一些软件上的缺陷，整体进展还算顺利，直到我决定试着连接电脑。前面我提过，卖家提供蓝牙适配器选项，商品页面上也可以选择485接口适配器，不过我原本打算自己接。
按我的设想，程序应该会出现这样的窗口，程序可以从这里下载。


还可以在程序中将数据导出到Excel，从而绘制电池组中每节电池的电压曲线。


我通过RS232 TTL-USB适配器连接，但只看到这样的窗口。
看起来似乎已经连接，但数据没有传过来。此外，如果双击右侧五个按钮中的任意一个（前两个是连接/断开），软件就会卡死。单击后再尝试连接或断开，也没有任何反应。
另外，由于中文显示有问题，窗口看起来也有些奇怪。


有线连接失败后，我拿来蓝牙适配器试了试，还从制造商页面下载了对应的APK。
页面上展示了连接后的界面。我这边大致也是这样，只是适配器名称不同。
点击其中一个按钮，就会出现蓝牙设备列表。


连接成功后，设备数据应该会立即显示出来。


我这里也出现了类似的窗口，但显示的不是24节电池，而是32节；数值也完全不符合实际，感觉像是看到了某种“占位界面”。
我试过各种设置：485和TXT模式、115200、9600、4800、2400的波特率，也调换过RX和TX（谁知道他们是怎么接线的）。甚至还试了两个不同的适配器：一个工作不太正常，但另一个在软件发起连接时，明确显示已经连接。


可惜还是没用。软件倒是提示一切正常、已经连接，但看起来它说的只是连接到了蓝牙适配器，而不是目标设备。


视频版评测


这篇评测大概就先写到这里吧。就我个人而言，我挺喜欢这台设备的硬件设计：电路简单，电压测量精度也不错，而这正是我需要的。 电流方面有些问题，不过通过调整分流电阻可以稍微改善。

从软件角度来看，情况就没那么乐观了。首先是设备设置的问题，有时很难选到需要的数值。比如修改电池的电压阈值时，我可以设为3.71、3.72、3.73 V，但下一步就跳到了4.56、4.57 V等。不仅如此，想把电压调回原来的3.7 V，只有先把设定值调到远低于目标值，再重新调高才行；否则从4.56 V往下调，得到的会是3.65 V。

总之，软件还有很多地方需要打磨。不过说到底，这对我来说还不是最重要的；更糟的是，我没能把它连接到电脑上。软件只有中文倒没什么，菜单项不多，凑合着也能用。但它根本无法工作。我打算联系卖家，看看对方能不能帮忙，或者说明如何建立连接。不过这部分内容就留到后续关于组装电池测试仪的评测里再说吧。


本篇评测由代购平台yoybuy.com赞助，对方承担了运费。
这套组件的总价（含运到代购平台的费用）为$34.22，重量为159 g。从代购平台发出的运费取决于多种因素，例如商品数量以及订单中是否还有其他商品。