Was Ihnen der Verkäufer verschwiegen hat #3 – warum das XJ02B Echolot ein echtes Bild sendet, das niemand lesen kann

Das ist der dritte Teil der Serie, in der ich prüfe, wie viel von dem, was Sie auf dem Echolotbildschirm sehen, Messung ist und wie viel Zeichnung. In der vorigen Folge entpuppte sich das Lucky FF918 als Tiefenmesser mit Thermometer, der sein buntes Echogramm aus dem Speicher zeichnet und die Fischgröße auswürfelt.

Heute liegt etwas deutlich Billigeres und Namenloses auf dem Tisch: eine schwarze Kugel für gut fünfzig Euro von einem chinesischen Marktplatz, verkauft als „2023 new Wireless Fish Finder“. Auf der Unterseite ein Aufkleber SONAR 125 kHz, das war es. Bluetooth, die App Fish Helper, nicht einmal ein Herstellername auf dem Gehäuse.

Und hier beginnt die Überraschung, denn das XJ02B sendet einen echten Echoquerschnitt und nicht vier Zahlen wie das FF918. Klingt nach einer ganzen Klasse mehr. Ich habe allerdings nachgerechnet, wie viel von diesem Querschnitt auf einen Fisch entfällt, und heraus kam: zu wenig, um irgendetwas verlässlich zu beurteilen.

Das gesamte Gespräch zwischen XJ02B und Handy sind 140 Bytes, davon 120 Echowerte

Ich habe ein Handy zum Mitschneiden des Bluetooth-Verkehrs angeschlossen und das, was aus dem Wasser kommt, Byte für Byte zerlegt. Das Telegramm hat eine feste Länge von 140 Bytes und kommt etwa sechsmal pro Sekunde.

• 120 Bytes sind aufeinanderfolgende Messwerte der Echostärke, von der Oberfläche bis zur eingestellten Tiefe
• 2 Bytes sind die Tiefe
• 2 Bytes sind die Temperatur
• 3 Bytes sind das fertige Urteil der Sonde: Zieltiefe und deren „Größe“ auf einer Skala von 1 bis 3
• der Rest sind Start- und Endmarken, Batteriestand, Einstellungen und Prüfsumme

Zum Vergleich: Das Lucky FF918 sendete neun Bytes und vier Zahlen, die nur sagten „auf dieser Höhe hängt etwas“. Hier bekommen wir einen echten Querschnitt. Hundertzwanzig klingt nach viel. Gleich sehen Sie, warum es trotzdem zu wenig ist.

Das XJ02B beleuchtet jeweils eine 16 Zentimeter dicke Schicht, und das bestimmt alles Weitere

Das erklärt keine Produktbeschreibung, und ohne das ist der Rest nicht zu verstehen.

Das XJ02B betrachtet nicht das ganze Freiwasser auf einmal. Es sendet einen kurzen Schallimpuls, der eine bestimmte Länge im Wasser hat, und hört, was zurückkommt. In jedem Moment hört es nur das Echo aus genau der einen Schicht, die gerade vorbeiläuft. Die Schicht wandert mit Schallgeschwindigkeit nach unten, also mit rund anderthalb Kilometern pro Sekunde, und die Sonde nimmt unterwegs 120 aufeinanderfolgende Lautstärkewerte auf.

Bei 125 kHz dauert eine Schwingung 8 Mikrosekunden. Der Schwinger braucht einige Dutzend Schwingungen, um einzuschwingen, also belegt der Impuls real zwischen 12 und 23 Zentimetern Weg im Wasser, je nach eingestellter Tiefe. Bei 10 Metern Wasser sind das etwa 16 Zentimeter.

Und daraus folgt die wichtigste Grenze dieser Hardware: was dünner ist als diese Schicht, hat keine Form. Es zeichnet keinen Bogen, es macht keinen Fleck einer bestimmten Größe. Es bewirkt nur, dass einer der 120 Werte lauter ist als seine Nachbarn.

Das XJ02B sieht nicht, wie groß ein Fisch ist: der Unterschied zwischen dreißig und fünfzig Zentimetern ist ein Viertel Messwert

Rechnen wir es direkt aus. Bei 10 Metern Wasser schaltet das XJ02B auf den 18-Meter-Bereich, ein Bildwert entspricht also 15 Zentimetern Wassersäule, während der Impuls 16 Zentimeter lang ist.

Wassertiefe	Ein Bildmesswert	Fisch 30 cm	Fisch 50 cm	Unterschied
3 m	2,5 cm	7,1 Messwerte	8,7 Messwerte	1,6 Messwerte
5 m	5,1 cm	3,8 Messwerte	4,6 Messwerte	0,8 Messwerte
10 m	15,2 cm	1,5 Messwerte	1,7 Messwerte	0,26 Messwerte
20 m	22,9 cm	1,3 Messwerte	1,4 Messwerte	0,17 Messwerte

Ein Viertel Messwert ist weniger als ein Bildpixel. Bei 20 Metern sinkt der Unterschied auf ein Sechstel. Selbst im besten Fall, also bei 3 Metern, sind es anderthalb Messwerte.

Der Schluss ist unbequem, aber eindeutig: das XJ02B kann physikalisch nicht sehen, wie groß ein Fisch ist. Und zwar nicht, weil es zu wenige Messwerte gibt. Sondern weil sein eigener Impuls dicker ist als der Fisch. Das ist die physikalische Obergrenze dieser Hardware, an der kein Firmware-Update etwas ändert.

Die Fischgröße im XJ02B ist die Echostärke, nicht die Länge des Fisches

Da sich die Größe nicht messen lässt, muss das XJ02B sie irgendwoher nehmen. Es nimmt sie aus der Echostärke und wirft sie in drei Schubladen: leise ist eine Eins, lauter eine Zwei, am lautesten eine Drei. Dieses eine Byte geht an die App, und die zeichnet das passende Symbol.

Das Problem ist, dass die Echostärke vor allem von zwei Dingen abhängt, die mit der Länge des Fisches nichts zu tun haben:

• wie der Fisch steht im Moment der Messung, seitlich oder mit dem Maul zur Sonde
• wie weit von der Strahlmitte er schwimmt, denn am Kegelrand ist das Echo deutlich schwächer

Man muss fair bleiben: anders als beim Lucky FF918 wird die Größe hier nicht ausgewürfelt. Sie wird berechnet. Nur eben aus einer Größe, die über die Länge des Fisches sehr wenig aussagt. Derselbe Fisch bekommt in der Kegelachse und am Kegelrand zwei verschiedene Größen.

Der Grund ist beim XJ02B einfach der lauteste der 120 Messwerte

Da das XJ02B 120 Zahlen hat, muss es irgendwie entscheiden, welche davon der Grund ist. Ich habe das in seiner Firmware nachgesehen: es geht sie der Reihe nach nach unten durch und merkt sich den lautesten Wert. Den erklärt es zum Grund.

Es prüft nicht, ob das Echo flach ist. Es prüft nicht, ob es hart ist. Es vergleicht nicht mit dem vorigen Ping. Einfach der lauteste.

Die Folge: steht unter dem Boot ein dichter Schwarm oder hängt etwas Hartes über Grund und reflektiert stärker als der Grund selbst, wird das als Grund gewertet. Und Sie merken es nicht einmal, denn die App führt die Grundlinie durch einen Mittelwertfilter über die letzten sechzehn Messungen. Statt eines Sprungs zeichnet sie einen sanften Hang. Der Grund kommt hoch und geht zurück, als wären Sie über einen Hügel gefahren, den es dort nicht gibt.

Im Freiwasser kann für das XJ02B fast alles zum Fisch werden

Ich habe nachgesehen, woran das XJ02B einen Fisch erkennt. Es sind drei Bedingungen, und das ist die ganze Liste:

• das Echo ist lauter als eine Schwelle, die von der eingestellten Empfindlichkeit abhängt
• das Ziel ist mindestens 0,6 Meter über Grund
• das Ziel ist tiefer als 0,7 Meter unter der Sonde

Es gibt keine Analyse der Echoform. Es gibt keine Prüfung, wie lange das Echo dauert. Es gibt keine Verfolgung eines Ziels über mehrere Pings. Die Entscheidung fällt anhand einer Probe aus einem Ping.

Was wirklich unter dem Boot ist	Was das XJ02B zeigt
Fisch	Fischsymbol
treibendes Blatt, Stöckchen, Algenteppich	Fischsymbol
Blasen, Schwebstoffe nach Regen, Sprungschicht	Fischsymbol
hängender Ast, abgerissene Schnur	Fischsymbol
Kraut höher als 0,6 m über Grund	Fischsymbol, und zwar nur die Spitzen
Kraut niedriger als 0,6 m über Grund	nichts, es ist unsichtbar
ein am Grund liegender Stamm	nichts, er verschmilzt mit dem Grund

Es wirkt also in beide Richtungen und beide sind schlecht. Genau das, was Sie vor dem Ablegen der Montage wissen wollen, nämlich wo Kraut steht und wo ein Hänger liegt, hat auf diesem Bildschirm überhaupt keine Entsprechung.

Die App Fish Helper hat zwei Grundbilder, und das voreingestellte rührt die Messwerte nicht an

In der frei erhältlichen App gibt es zwei unabhängige Arten, den Grund zu zeichnen, und das sind nicht zwei Grafikstile, sondern zwei verschiedene Entstehungswege des Bildes.

• Der Modus Sonar nimmt diese 120 Messwerte und macht daraus ein echtes Echogramm.
• Der Modus General heißt im Code wörtlich „Berechnung eines virtuellen Grundbildes“. Er rührt die Messwerte kein einziges Mal an. Er nimmt eine Zahl, nämlich die Tiefe, glättet sie und füllt alles unter der Linie mit einem fertigen Bild aus einer Datei, das in Schleife durchläuft.

Der Modus General ist voreingestellt. Nach der Installation startet die App genau darin.

Schalten Sie auf Sonar um, laufen Sie in die nächste Falle. Bei eingeschalteten Fischsymbolen, und die sind standardmäßig an, sucht die App vor dem Zeichnen den Grund und löscht alles darüber auf null. Das ganze Freiwasser, alle schwachen Echos, den gesamten Bewuchs. Übrig bleiben die Grundspur und die darüber schwebenden Symbole.

Sie haben also eine Wahl, von der niemand spricht: entweder Fischsymbole oder das Bild des Freiwassers. Niemals beides zugleich.

Die ersten 0,7 Meter unter dem XJ02B sind blind, und unter 0,61 m zeigt die App Striche

Der Schwinger verhält sich wie eine Glocke. Während er sendet, und noch lange nachdem er aufgehört hat, ist er taub, denn der eigene Schall übertönt ihm alles, was zurückkommt. Aus den Messungen auf dem Wasser ergibt sich eine Totzone von etwa 70 Zentimetern.

Ein Fisch, der 60 cm unter der Sonde steht, existiert nicht. Futter direkt unter dem Boot ebenso wenig. Im Flachen wird daraus ein ernstes Problem, denn der Grund selbst fällt der Sonde in diese Totzone.

Diese gelbe Schicht ist keine eigene Information über den Grund. Sie ist das Maximum der Skala: der taube Empfänger trägt den größtmöglichen Wert ein, und die Palette malt das Maximum gelb. Der echte Grund verliert sich mitten in diesem Fleck.

Unterhalb einer bestimmten Grenze verweigert die App schlicht die Mitarbeit. Im Code steht eine harte Bedingung: ist die Tiefe kleiner als 0,61 Meter, zeige Striche statt einer Zahl. Nicht „genauer messen“, nicht „den Nutzer warnen“. Striche.

Es gibt noch ein Verhalten, das man nur im Flachen sieht. Verliert das XJ02B den Grund, setzt die App an dessen Stelle 76 Meter ein und führt die Linie mit demselben Mittelwertfilter dorthin. Statt eines Sprungs zeichnet sie einen sanften Hang. Daher kommt der Berg, der im flachen Wasser plötzlich wächst. Gemessen hat ihn niemand.

Bei 10 Metern beleuchtet das XJ02B einen Kreis von 8 Metern Durchmesser

Das XJ02B leuchtet nicht wie ein Laser nach unten, sondern wie eine Taschenlampe: je tiefer, desto breiter der beleuchtete Kreis. Verkäufer geben für diese Geräteklasse 90 Grad an, was ich nicht glaube, weil es mit der Physik nicht zusammenpasst. Bei 125 kHz ist die Welle im Wasser etwa 12 Millimeter lang, und für einen 90-Grad-Kegel müsste das Element rund 8 Millimeter messen, also kleiner sein als die Welle, die es aussendet. Real kommen etwa 45 Grad heraus, was eine andere Sonde derselben Protokollfamilie bestätigt, die bei gleicher Frequenz genau das angibt.

Wassertiefe	Durchmesser des beleuchteten Kreises (45°)
5 m	über 4 Meter
10 m	über 8 Meter
20 m	über 16 Meter

Bei 10 Metern Wasser kann das Ziel, das Sie sehen, genau unter Ihnen sein oder vier Meter daneben. Sie haben keine Möglichkeit, das zu klären. Und ich erinnere daran: es muss überhaupt kein Fisch sein.

Das XJ02B misst nie das, was genau unter dem Boot liegt

Das folgt direkt aus dem vorigen Abschnitt, ist aber wichtig genug für einen eigenen Platz. Da die Sonde einen Kreis von acht Metern Durchmesser beleuchtet, hört sie die Echos aus diesem ganzen Kreis auf einmal. Und weil sie den lautesten, zuerst eingetroffenen Wert zum Grund erklärt, gibt sie praktisch die Tiefe der nächstgelegenen starken Reflexion aus dem ganzen Kreis an und nicht die des Punktes, über dem Sie gerade stehen.

Auf flachem Grund spielt das keine Rolle, denn der nächste Punkt liegt zufällig unter dem Boot. Das Problem beginnt überall dort, wo der Grund nicht flach ist, also genau an den Stellen, die Sie suchen.

Am Hang zeigt die Sonde den senkrechten Abstand, nicht die Tiefe

Wenn Sie über eine Kante fahren, gerät die flachere Hangkante in den Kegel und ihr Echo kommt früher zurück als das von unter dem Boot. Das XJ02B gibt also die Entfernung zum nächstgelegenen Punkt des Hangs an, praktisch den senkrechten Abstand zur Grundfläche. Immer in eine Richtung: zu flach.

Neigung des Grundes	Tatsächliche Tiefe unter dem Boot	Was das XJ02B zeigt	Fehler
5°	10,00 m	9,96 m	4 cm
10°	10,00 m	9,85 m	15 cm
15°	10,00 m	9,66 m	34 cm
20°	10,00 m	9,40 m	60 cm
25°	10,00 m	9,06 m	94 cm
30°	10,00 m	8,66 m	1,34 m

An einem 20-Grad-Hang, einer typischen Kiesgrubenkante, irrt sich das XJ02B um sechzig Zentimeter. An einer steilen Kante um über einen Meter. Und es signalisiert das in keiner Weise, denn aus seiner Sicht ist alles in Ordnung: es hat ein starkes Echo gefunden und gemeldet.

Eine Pflanze oder ein Hindernis im Kegel übernimmt die Tiefenmessung

Derselbe Mechanismus wirkt bei Hindernissen und ist noch irreführender. Wenn irgendwo im beleuchteten Kreis ein Krautbüschel steht, ein Ast liegt oder ein Stein herausragt und stärker reflektiert als der weiche Grund unter dem Boot, gibt das XJ02B die Tiefe dieses Hindernisses an und hält es für den Grund.

Wassertiefe	Durchmesser des beleuchteten Kreises	Objekt 1 m über Grund in diesem Kreis
5 m	4,1 m	die Sonde kann 4 m statt 5 m angeben
10 m	8,3 m	die Sonde kann 9 m statt 10 m angeben
20 m	16,6 m	die Sonde kann 19 m statt 20 m angeben

Praktisch heißt das: wenn Sie ein Gewässer mit einer solchen Sonde vermessen, messen Sie nicht den Grund, sondern die Hüllkurve von allem, was im Umkreis von einigen Metern reflektiert. Eine als 9 Meter markierte Stelle kann die neun Meter tiefe Spitze eines Krautbüschels sein, das vier Meter neben Ihrer Fahrspur steht, während unter dem Boot selbst zehn Meter sauberer Grund liegen.

Und darin besteht der Unterschied zwischen weitem und engem Kegel, von dem Verkäufer nicht sprechen. Ein enger Kegel ist keine schlechtere Spezifikation, sondern eine bessere. Je enger der Kreis, desto größer die Chance, dass das, was Sie sehen, wirklich unter Ihnen ist.

Wie Sie das selbst prüfen, ganz ohne Ausrüstung

Sie müssen mir nicht glauben. Drei Proben, jede in wenigen Minuten gemacht:

1. Schalten Sie den Modus von General auf Sonar. In General ist der Grund glatt und hat immer dieselbe Struktur. In Sonar wird er körnig und schwache Echos tauchen auf. Dasselbe Wasser, dieselbe Sekunde, und der Unterschied besteht ausschließlich darin, ob die App die Messwerte benutzt hat.
2. Schalten Sie die Fischsymbole aus und schauen Sie, wie viel plötzlich im Freiwasser erscheint. Das alles war die ganze Zeit da, es wurde nur gelöscht, um Platz für die Symbole zu schaffen.
3. Fahren Sie ins Flache unter 0,7 Meter. Sie sehen ein stures 0,7 m unabhängig von der wirklichen Tiefe, eine gelbe Schicht, die den Schirm flutet, dann Striche statt einer Zahl und zum Schluss einen Berg, der aus dem Nichts wächst.

Fazit – was Ihnen das XJ02B nicht offen sagt

• Es unterscheidet keinen 30-cm- von einem 50-cm-Fisch, weil sein eigener Impuls länger ist als der Fisch. Bei 10 Metern beträgt der Unterschied ein Viertel eines Bildwerts.
• Die „Fischgröße“ ist die Echostärke, abhängig vor allem davon, wie der Fisch steht und wo er sich im Kegel befindet, nicht von seiner Länge.
• Jede Reflexion im Freiwasser kann zum Fisch werden. Bewuchs am Grund und Hänger haben auf dem Schirm überhaupt keine Entsprechung.
• Der Grund ist der lauteste Messwert, ohne jede Prüfung. Ein Schwarm über Grund kann ihn ersetzen, und der Filter macht daraus eine sanfte Erhebung.
• Es misst nicht das, was unter dem Boot ist, sondern die nächstgelegene starke Reflexion aus einem Kreis von acht Metern Durchmesser. An einem 20-Grad-Hang irrt es um 60 cm, immer zu flach.
• Die ersten 0,7 Meter sind blind, und unter 0,61 Metern zeigt die App Striche statt einer Tiefe.
• Der voreingestellte Modus zeichnet den Grund aus einem Bild, und eingeschaltete Fischsymbole löschen das gesamte Freiwasser.

Mit anderen Worten: das ist ein Tiefenmesser mit einem einfachen Reflexionsdetektor. Die Tiefe misst er ordentlich und das ist wirklich nützlich. Er erkennt, dass im Freiwasser etwas ist, und auch das hat Wert. Aber damit endet es.

Gegenüber dem Lucky FF918 ist das trotzdem ein Aufstieg, denn dort war das Grundbild vollständig gezeichnet und die Fischgröße buchstäblich ausgewürfelt. Hier existiert eine Messung und sie ist echt. Wenn Sie das allerdings in dem Glauben kaufen, Sie würden einen Fisch sehen, seine Größe beurteilen oder die Grundstruktur vor dem Ablegen der Montage lesen, dann kaufen Sie etwas, das diese Hardware nicht kann und nie können wird.

Was ich nicht geprüft habe und worüber ich deshalb nicht schreibe: die Qualität des Schwingers selbst, die reale Empfindlichkeit für kleine Ziele, das Verhalten im Schlamm und im Kraut sowie den Vergleich mit Markengeräten auf demselben Gewässer. Ich beschreibe ausschließlich, was sich feststellen ließ: was diese Sonde sendet und was die App damit macht.

Quellen und Material zum Nachprüfen

• NOAA – What is sonar? – Grundlage der Echolotfunktion: ausgesendeter Impuls, Rücklaufzeit des Echos, Umrechnung in Entfernung
• NOAA – wie sich Schall im Wasser ausbreitet – etwa 1480-1500 m/s, die Konstante, auf der jede Umrechnung von Echozeit in Tiefe beruht
• FAO Fisheries Technical Paper 240: Fisheries Acoustics – Öffnungswinkel, Zielstärke und der Grund, warum die Echostärke nichts über die Länge eines Fisches sagt
• Bluetooth SIG – technischer Überblick – der BLE-Transport, über den das XJ02B sein Telegramm ans Handy schickt

In der nächsten Folge: eine Sonde derselben Protokollfamilie, die zwei Frequenzen angibt, 125 und 330 kHz. Ich habe geprüft, ob sie sie wirklich hat.

So läuft das bei uns: bevor irgendetwas in unsere Boote kommt, geht es über diesen Tisch. Und wenn etwas durchfällt – sagen wir das laut, auch wenn es gerade niemand hören will.