O czym zapomniał Ci powiedzieć sprzedawca #2 – czyli dlaczego echosonda Lucky FF918 rysuje ryby, których nie zmierzyła

W pierwszej części pokazałem, jak czujnik parkingowy trafia do obudowy i jest sprzedawany jako głębokościomierz. Dziś biorę na warsztat urządzenie, które naprawdę jest echosondą i naprawdę mierzy głębokość – najpopularniejszą bezprzewodową sondę na rynku, Lucky FF918. 🎣

Nie mam do Lucky FF918 pretensji o to, że nie działa. Działa. Pytanie brzmi inaczej: ile z tego, co widzisz na kolorowym ekranie, jest pomiarem, a ile rysunkiem? Żeby to sprawdzić, podłączyłem się analizatorem pod linię danych między modułem radiowym a wyświetlaczem i nagrałem, co dokładnie przylatuje z wody. Siedem niezależnych nagrań, przy różnych głębokościach.

Wynik mnie zaskoczył – i myślę, że Ciebie też zaskoczy.

1. Cała rozmowa sondy Lucky FF918 z wyświetlaczem to dziewięć bajtów

Pływak Lucky FF918 nadaje na 433 MHz, z prędkością około 333 bitów na sekundę. To bardzo wolno – dla porównania, najstarszy modem telefoniczny z lat 80. był szybszy. Jedna porcja danych to dokładnie 9 bajtów, czyli mniej niż jedno krótkie słowo w SMS-ie. Nowa porcja przychodzi co 0,77 sekundy.

I to jest komplet. Nic więcej między pływakiem a wyświetlaczem nie przechodzi:

• numer nadajnika – żeby wyświetlacz wiedział, że to jego sonda, a nie kolegi ze stanowiska obok
• głębokość – prawdziwy pomiar
• temperatura wody – prawdziwy pomiar
• cztery pola celów – po jednym bajcie każde
• suma kontrolna – sprawdzenie, czy nic się nie przekłamało po drodze

2. Te cztery bajty niosą tylko wysokość – nic więcej

Każdy bajt celu to liczba od 0 do 255, rozpięta między powierzchnią a dnem. Zero znaczy „nic tu nie ma”, 255 znaczy „tuż przy dnie”, 128 znaczy „w połowie toni”. To wszystko.

Uwaga, bo to ważne przy czytaniu ekranu: bajt celu to ułamek głębokości, a nie odległość. Ten sam bajt oznacza 1 metr, gdy dno jest na 2 metrach, i 10 metrów, gdy dno jest na 20. Skala zawsze rozciąga się od powierzchni do dna.

Sprawdźmy to na zdjęciu Lucky FF918 z oferty producenta. Widać tam głębokość 13,6 m i rybę opisaną jako 3,7 m. Bajt, który to niesie, ma wartość 70. Rachunek: 70 podzielone przez 256, razy 13,6 metra, daje 3,72 metra. Zgadza się co do decymetra z liczbą wydrukowaną nad rybą.

W tym bajcie nie ma natomiast ani jednej informacji o sile echa. Ani o wielkości celu. Ani o tym, jak mocno coś odbiło dźwięk. Sonda wysyła wyłącznie odpowiedź na pytanie „na jakiej wysokości”, nigdy „co” i „jak duże”.

3. Lucky FF918 nie wie, czy pod Tobą jest ryba, roślina, czy powalone drzewo

To wynika wprost z punktu drugiego, ale warto powiedzieć to osobno, bo ma bezpośrednie przełożenie na łowienie. Pływak Lucky FF918 zgłasza cel w toni – czyli fakt, że gdzieś między dnem a powierzchnią coś odbiło sygnał. I na tym kończy się jego wiedza.

Nie ma w tej transmisji żadnego pola, które mówiłoby „to ryba” albo „to roślina”. Nie ma klasyfikacji. Nie ma rozpoznawania. A mimo to wyświetlacz w każdym takim przypadku rysuje rybę – bo innej ikony po prostu nie ma.

W praktyce oznacza to, że rybą na ekranie zostanie wszystko: kępa roślin wyrastająca z dna, powalone drzewo, sterczący konar, pieniek albo dowolny inny zaczep, pęcherzyki powietrza, warstwa termiczna, zawiesina po deszczu, a nawet echo od Twojej własnej żyłki czy zestawu. Urządzenie nie kłamie – ono po prostu nie ma czym odróżnić jednego od drugiego.

Jest jeszcze jedna pułapka, o wiele mniej oczywista. Wysoka roślina, powalone drzewo czy sterczący konar zwracają echo z wielu wysokości naraz – od dna aż po swój czubek. Sonda zgłosi wtedy kilka celów jeden nad drugim, a wyświetlacz narysuje z nich kilka osobnych ryb ustawionych w słupek. Ten charakterystyczny „stos ryb” nad dnem, który wygląda jak żerująca ławica, to bardzo często po prostu jeden krzak albo zatopiona gałąź.

Dlatego trzy „ryby” stojące nieruchomo w tym samym miejscu przez kwadrans to prawie na pewno roślinność, zaczep albo zatopiona struktura, a nie stado karpi czekających na Twój zestaw. I działa to w obie strony: o zaczepie też się nie dowiesz, bo urządzenie pokaże Ci go jako rybę zamiast ostrzec, że lepiej tam nie kłaść zestawu.

4. Wielkość ryby na ekranie Lucky FF918 jest losowana

Tu dochodzimy do rzeczy, która mnie przy stole autentycznie zatrzymała, i która o Lucky FF918 mówi najwięcej. Skoro w transmisji nie ma pola opisującego wielkość celu – to skąd wyświetlacz bierze małe, średnie i duże ryby?

Losuje je. Przy każdej odebranej porcji danych, dla każdego celu, uruchamiany jest generator liczb losowych, który przydziela klasę wielkości:

Z tego jednego losowania wynika potem wszystko, co odróżnia „dużą rybę” od „małej”: który z gotowych obrazków zostanie wklejony na ekran, jak duży będzie kolorowy znaczek, i czy urządzenie zapiszczy alarmem.

I żeby było jasne, skąd ta pewność – nie chodzi o to, że algorytm jest kiepski. Chodzi o to, że w ramce radiowej nie istnieje pole, które przenosiłoby wielkość celu. Nawet gdyby wyświetlacz bardzo chciał pokazać ją uczciwie, nie miałby z czego.

Jak to sprawdzić samemu, bez żadnego sprzętu

Nie musisz mi wierzyć na słowo i nie musisz umieć czytać kodu:

• Zanurz na sznurku puszkę, kamień albo gałąź – mniej więcej w połowie głębokości.
• Popatrz na wysokość ikony – będzie stabilna, bo pozycja jest liczona uczciwie.
• Teraz popatrz na jej rozmiar – ta sama, nieruchoma puszka będzie raz „małą rybą”, raz „dużą”, zmieniając się co sekundę.

Ten jeden test pokazuje obie rzeczy naraz: stała wysokość to dowód, że pomiar pozycji jest prawdziwy, a migający rozmiar – że wielkość jest zmyślona. Nagraj to telefonem, widać jak na dłoni.

5. Kolorowy echogram Lucky FF918 w większości nie jest pomiarem

Wróć na chwilę do grafiki Lucky FF918 z początku artykułu. Po lewej jest wszystko, co przyleciało z wody: czerwona linia dna i cztery punkty. Po prawej ten sam zestaw danych po obróbce w wyświetlaczu.

Zwróć uwagę, że czerwona linia dna pokrywa się na obu obrazkach co do piksela. Bo kontur dna jest prawdziwy – to jeden uczciwy pomiar na każdą porcję danych. Prawdziwa jest też wysokość, z której wróciło echo – choć o tym, co je odbiło, sonda nie mówi nic.

Natomiast cała reszta powstaje na miejscu, w wyświetlaczu, z gotowych wzorów zapisanych w jego pamięci:

Słup wody na tym ekranie ma 445 pikseli wysokości. Rysowany jest z czterech liczb.

6. Dlaczego Lucky FF918 tak działa? Bo na 433 MHz obraz się nie mieści

I tu chcę być uczciwy wobec producenta: to nie jest złośliwość ani oszczędność. To fizyka i przepisy.

Policzmy, ile potrzebuje przyzwoita echosonda, która rysuje prawdziwy obraz dna. Przyjmijmy skromne 300 próbek na jeden ping:

Lucky FF918 przesyła około 94 bity na sekundę. To mniej więcej 500 razy za mało. Na 433 MHz prawdziwego obrazu dna nie da się przepchnąć – więc obraz musi powstać w wyświetlaczu. I powstaje.

Dlaczego zapas na powtórki jest ważny? Bo na dużym dystansie ramki się gubią. Jeśli łącze jest wypełnione pod korek, zgubionej porcji nie ma jak powtórzyć i obraz się rwie. A dlaczego ping częściej niż co 100 ms? Bo każdy ping to jedna kolumna obrazu – przy 10 pingach na sekundę każda kolumna jest prawdziwym pomiarem. Gdy pingów jest mniej, między nimi robi się dziura, którą urządzenie musi czymś wypełnić.

Co to znaczy przy zakupie autopilota z echosondą

To jest wniosek, który warto zabrać ze sobą na zakupy. Jeśli ktoś oferuje Ci autopilota, który na jednym wąskim łączu radiowym ma jednocześnie sterować łódką – silniki, ster, światła, klapy, rozrzutnik – i podawać obraz echosondy, to te dwie rzeczy walczą o tę samą, bardzo wąską rurę.

Sterowanie musi lecieć ciągle i bez opóźnień, bo od tego zależy, czy łódka skręci. Obraz potrzebuje pasma. Na paśmie 868 MHz dochodzi jeszcze ograniczenie prawne – wolno nadawać tylko przez ułamek czasu, więc nawet szybki modem daje średnio kilkaset bitów na sekundę.

Dlatego warto zadać sprzedawcy proste pytanie: na jakiej częstotliwości i z jaką prędkością leci u Was obraz sonaru? Odpowiedź powie Ci więcej niż cały opis produktu.

Podsumowanie – czego Lucky FF918 nie mówi wprost

Podsumowując uczciwie, bo to nie jest atrapa i nie zamierzam udawać, że jest:

• Głębokość i temperatura są prawdziwe – jako sprawdzaczka miejsca pod zarzucenie urządzenie robi swoje.
• Wysokość echa jest odwzorowana wiernie, ale to nie znaczy, że jest tam ryba. Jeśli sonda zgłosiła cel na 4 metrach, ikona stanie na 4 metrach – tyle że pod spodem może rosnąć krzak, a nie pływać karp.
• Wielkości ikony nie traktuj jako informacji – jest losowana, duża ikona nie znaczy dużej ryby.
• Ikona ryby nie znaczy „ryba” – sonda zgłasza tylko cel w toni, a roślina, powalone drzewo, zaczep czy pęcherzyki wyglądają na ekranie identycznie.
• Kolorowy echogram nie jest obrazem dna – faktura, roślinność i kolory to grafika z pamięci urządzenia.
• Cztery cele naraz to sufit – ławica nie ma jak się pokazać.

Innymi słowy: Lucky FF918 jest przyzwoitym głębokościomierzem z termometrem i wskaźnikiem „coś tam wisi w toni”. Nie jest echosondą w tym sensie, w jakim rozumie to wędkarz patrzący na obraz dna.

Jak sprawdzałem echosondę Lucky FF918

Analizator stanów logicznych podpięty pod linię danych Lucky FF918, między modułem radiowym a wyświetlaczem, siedem niezależnych nagrań przy różnych głębokościach i temperaturach. Dane lecą tam otwartym tekstem, bez żadnego szyfrowania. Wszystkie siedem nagrań rozkłada się na te same 9-bajtowe porcje – a odczytana z nich temperatura stoi w każdym nagraniu jak wryta, przy płynnie zmieniającej się głębokości. Tak wygląda poprawne odczytanie protokołu. Dodatkowo prześledziłem logikę samego wyświetlacza, żeby ustalić, co on z tymi danymi robi.

Czego nie sprawdzałem, więc o tym nie piszę: nie wypowiadam się o jakości samego przetwornika ani o tym, jak dobrze sonda wykrywa cele w wodzie – nie mam do tego danych. Nie twierdzę też, że urządzenie źle mierzy głębokość. Opisuję wyłącznie to, co udowodniłem: co sonda wysyła i co wyświetlacz z tym robi. Analiza dotyczy konkretnego egzemplarza i tej wersji oprogramowania, którą w nim zastałem.

Grafika porównawcza na początku artykułu to moja rekonstrukcja, narysowana tym samym algorytmem, który znalazłem w wyświetlaczu – nie zrzut ekranu urządzenia.

Źródła i materiały do sprawdzenia

• Decyzja Komisji 2006/771/WE – harmonizacja widma dla urządzeń bliskiego zasięgu w UE, źródło limitów dla pasm 433 i 868 MHz
• ETSI EN 300 220-2 – norma zharmonizowana określająca moce i dopuszczalny czas nadawania
• Urząd Komunikacji Elektronicznej – polski regulator, wykaz urządzeń niewymagających pozwolenia radiowego
• Semtech SX1280 – układ LoRa 2,4 GHz, przykład pasma z przepustowością wystarczającą na obraz sonaru

Zastrzeżenie. Analiza dotyczy konkretnego egzemplarza i tej wersji oprogramowania, którą w nim zastałem – inne partie i warianty modelu (FF918-C, CWLS i pochodne) mogą się różnić. Limity radiowe i przepustowości podaję orientacyjnie, zgodnie z przepisami UE dla urządzeń bliskiego zasięgu; dokładne wartości zależą od podpasma i konkretnego rozwiązania. Jeśli u Ciebie coś wygląda inaczej – napisz, chętnie sprawdzę kolejny egzemplarz.

Tak to u nas działa: zanim cokolwiek trafi do naszych łódek, przechodzi przez ten stół. A jak coś nie przejdzie – mówimy o tym głośno, nawet jeśli akurat nikt tego nie chce słyszeć.