|
Wij hebben nog nooit een apparaat getest waarbij de discrepantie tussen de specificaties en de reële prestaties zo groot is. De ET601 is volledig onbruikbaar als oscilloscoop, maar misschien zijn er toepassingen te vinden in het onderwijs.
|
Kennismaking met de ET601 van ToolTop
Vijf kanalen op uw PC-scherm!
In de advertenties lijkt het zo mooi! Voor amper vijftig euro een apparaatje waarmee u vijf signalen onder elkaar op het scherm van uw PC kunt afbeelden. Ideaal voor de (zelf)student, want voor het doorgronden van de werking van een schakeling hebt u vaak aan de twee signalen van een standaard oscilloscoop niet voldoende.
ET601 en ET602 van ToolTop
Het betreffende apparaat, de ET601 van ToolTop, wordt via de bekende Chinese postorderbedrijven aangeboden voor een prijs van ongeveer vijftig euro. Bij Banggood betaalt u er € 49,26 voor, op AliExpress staan aanbiedingen voor € 50,52.
Naast de ET601 die u via een USB-kabel op uw PC moet aansluiten wordt er ook een iets duurder model PC602 geleverd dat via WiFi contact zoekt met uw tablet of smartphone.
Omdat wij nog steeds veel liever met een echt toetsenbord en muis werken, hebben wij de ET601 gekocht en getest op een Windows 7 en een Windows 10 PC. Voor deze PC-versie moet u de software 'Oscillograph APP 413' downloaden.
Het uiterlijk van de ET601
Zoals uit de onderstaande foto blijkt zit deze vijfkanaals USB-oscilloscoop in een verbazingwekkend klein kunststof kastje met als afmetingen 90 mm bij 70 mm bij 28 mm. Aan de linker zijkant zitten drie BNC-connectoren voor de kanalen CH3, CH4 en CH5. Aan de andere zijkant zitten twee identieke connectoren voor de kanalen CH1 en CH2. Tussen die twee ingangen zit een micro-USB connector voor het verbinden van het apparaat met een USB-poort van een PC. Een USB-kabel wordt niet meegeleverd, wel vijf onbedrade BNC-connectoren die u dus volgens uw eigen voorkeuren moet ombouwen tot bruikbare meetsnoeren.
 |
| De leveringsomvang van de ET601. (© 2024 Jos Verstraten) |
De specificaties van de ET601
Volgens de fabrikant heeft deze USB-oscilloscoop de onderstaande specificaties:
- Aantal analoge kanalen: 5
- Gevoeligheid: 2 mV/div ~ 1 V/div
- Ingangsimpedantie: 1 MΩ (<0,5 V/div), 330 kΩ (≥ 0,5 V/div)
- Ingangsspanning: ±8 V max.
- Ingangskoppeling: DC
- Fout op de spanningsmeting: ± 2,5 % max.
- Frequentiebereik: 0 Hz ~ 50 kHz
- Tijdbasis: 100 μs/div ~ 10.800 s/div
- Bemonsteringssnelheid: 150 kHz
- Voedingsspanning: 5 Vdc
- Voedingsstroom: 170 mA
- Interface naar PC: Micro-USB 2.0
- Opslagbereik monsters: 5 x 8.388.608 samples
- Opslagtijd monsters: 93 uur max.
- Afmetingen: 90 mm x 70 mm x 28 mm
- Gewicht: 90 g
Alleen DC-koppeling!
De ET601 heeft, waarschijnlijk als enige oscilloscoop ter wereld, uitsluitend DC-koppeling. Dat betekent dat als u bijvoorbeeld de rimpel op een voedingsspanning wilt bekijken u zélf een condensator in serie met de meetprobe moet opnemen om de gelijkspanning te blokkeren.
Niet alleen oscilloscoop, maar ook datalogger
Uit de twee gedefinieerde grootheden 'Opslagbereik monsters' en 'Opslagtijd monsters' kunt u afleiden dat u de ET601 niet alleen als oscilloscoop kunt gebruiken, maar ook als datalogger die de gemeten monsters van de vijf kanalen in het interne geheugen opslaat.
De elektronica in de ET601
Het in de onderstaande foto weergegeven printje vult de behuizing volledig. Wat onmiddellijk opvalt is dat sommige componenten blijkbaar met de hand zijn gesoldeerd, zie bijvoorbeeld de transistoren in de buurt van de BNC-connectoren. U merkt op dat er nogal wat actieve componenten in de buurt van deze connectoren aanwezig zijn: vier transistoren en één IC. Dat laatste onderdeel is een LM358, een dubbele op-amp met een unity-gain bandbreedte van 1,1 MHz en een slew-rate van 0,6 V/μs. Opmerkenswaard is dat er geen relais of elektronische schakelaars in deze ingangsschakelingen te bekennen zijn. Met een gevoeligheidsbereik van 10 mV/div tot 1 V/div zou de aanwezigheid van dergelijke componenten voor de hand liggen.
In het midden van de rechter rand van de print zit een ICL7660. Dat is een CMOS Voltage Converter die verantwoordelijk is voor het genereren van de noodzakelijke negatieve voedingsspanning uit de +5 V USB-spanning.
Het hart van de schakeling is een LPC2132FBD64 microcontroller van NXP. Dat is een single-chip 16/32 bit microcontrollers met 512 kB flash-geheugen en een 10 bit brede ADC.
De interne datacommunicatie moet worden vertaald naar een seriële datastroom die naar de USB-connector gaat. Hiervoor wordt beroep gedaan op een FT232RL van FTDI. Dat is een UART naar USB convertor, die u aan de linker zijkant van de print aantreft.
 |
| De print van de ET601. (© 2024 Jos Verstraten) |
Het installeren van de software
Downloaden van internet
De software 'Oscillograph APP 413' en de onvermijdelijke USB-driver kunt u downloaden van:
Aanklikbare link ➡ http://osc.focussz.com/tooltop/ET601
De twee te downloaden bestanden:
- OscillographAPP.rar
- FT232RL.rar
zijn gecomprimeerde bestanden die u moet uitpakken naar een nieuwe map op uw harde schijf.
Installeren van de ET601
Sluit de ET601 via een volledig bedrade micro-USB naar USB-A kabel aan op een vrije USB-poort van uw PC. Windows gaat nu op zoek naar de driver, een actie die voorspoedig verloopt als u de naam van de map aangeeft waar u het bestand FT232RL.rar hebt uitgepakt.
Ga nadien naar de map waar u het bestand OscillographAPP.rar hebt uitgepakt en open het bestand OscillographAPP.EXE. Er moet niets worden geïnstalleerd, alle noodzakelijke .DLL- en overige bestanden staan blijkbaar in de map.
Het werken met de software
Teleurstelling!
Wij hebben al heel wat Chinese op USB aan te sluiten apparatuur met meegeleverde software getest en in de meeste gevallen is er altijd wel wat op aan te merken. Dit programma 'Oscillograph APP 413' is echter niet op details te bekritiseren, maar op vrijwel alle punten die van belang zijn om met de ET601 te kunnen werken.
Norton geeft waarschuwing
Het begint er al mee dat, na het dubbelklikken op het .EXE-bestand, onze systeembeveiliger 'Norton 360' alarm slaat en ongewenste netwerkactiviteit vaststelt. Dat kan een onschuldige actie zijn, bijvoorbeeld het vragen bij de server of er een nieuwere versie van de software beschikbaar is, maar het kan ook een ongewenste stofzuiger zijn die actief wordt en die een heleboel privé-gegevens uit uw systeem opzuigt en naar China verstuurt. Omdat wij de software uiteraard willen testen geven wij tóch toestemming op het programma te openen.
Ontbrekende handleiding
Het tweede punt is het ontbreken van een handleiding voor deze software. Het kan natuurlijk aan ons liggen, maar wij vinden deze software alles behalve intuïtief en van een aantal opties en keuzes vragen wij ons af waar deze voor dienen en hoe zij bediend moeten worden. Door het gemis van een handleiding moet u als gebruiker dat allemaal al experimenterend gaan ontdekken.
Het venster van 'Oscillograph APP 413'
In de onderstaande screendump ziet u het venster van deze software. Wij hebben via het menu 'View' alle vijf kanalen geactiveerd. Merk op dat de software is geschreven voor een product dat blijkbaar acht kanalen ondersteunt. Links ziet u vijf kleine lijntjes. Dat zijn de nul-referenties van de vijf kanalen en door er met de muis op de klikken kunt u deze op en neer verplaatsen. Door in het menu 'Set' de optie 'Display custom channel information' aan te vinken verschijnt een kadertje (recht boven in beeld) waarin het verband tussen de kanalen en de kleuren in het venster wordt verduidelijkt. U kunt dit kadertje met de muis over het scherm verplaatsen.
U ziet twee dunne horizontale lijnen en twee verticale lijnen. Dat zijn de vier cursor-lijnen waarmee u spanningen en frequenties kunt bepalen. Als u de trigger-functie inschakelt verschijnt op de linker verticale lijn een marker waarmee u met de muis het spanningsniveau waarop wordt getriggerd kunt instellen. Vreemd genoeg verschijnt de spanningswaarde tussen beide horizontale cursors goed leesbaar boven in het scherm, maar wordt de gemeten tijd en frequentie tussen de verticale cursors maar heel klein op de onderste regel van het venster weergegeven. U ziet bij de spanningswaarde de notatie 'x1' staan. Door hier op te klikken kunt u dit wijzigen tussen 'x50.000' en 'x1'. Hiermee kunt u de eventuele verzwakking van de gebruikte meetprobe instellen.
Opmerkenswaard is dat u het venster wel kunt maximaliseren maar niet kunt minimaliseren. Het blijft dus altijd op uw scherm aanwezig!
 |
| Het venster van 'Oscillograph APP 413'. (© 2024 Jos Verstraten) |
De gevoeligheid
U kunt de gevoeligheid van de vijf kanalen individueel instellen door op de gekleurde '▼' en '▲' te klikken. De gevoeligste stand is 2 mV/div, de ongevoeligste 1 V/div. Die 1 V/div is in feite te klein als ongevoeligste stand. Het scherm bevat tien divisions. Als u de uitgangsspanning van een digitale schakeling die 5 V levert als 'H'-niveau op een ingang aansluit neemt het beeld al vijf van de tien divisions in beslag. Als u vijf kanalen inschakelt en op deze ingangen signalen zet die schakelen tussen 0 V en +5 V zitten deze signalen elkaar behoorlijk in de weg op het scherm. Die signalen netjes onder elkaar weergeven lukt niet! Om een en ander tóch overzichtelijk op het scherm te krijgen bent u verplicht te werken met 1/10 verzwakkers op alle kanalen. Waarschijnlijk hebt u echter slechts twee oscilloscoop-probes met zo'n ingebouwde 1/10 verzwakker in huis.
De tijdbasis
U kunt de tijdbasis instellen door op de twee zwarte '◄' en '►' te klikken. Tot onze verbazing kunt u de tijdbasis instellen tot een snelste stand van 1 ns/div. Dat dit absolute onzin is zal wel zonder nadere toelichting duidelijk zijn. De traagste stand bedraagt 10.800 s/div. Om dat even in perspectief te plaatsen, 10.800 seconden komt overeen met drie uur! Dergelijke standen zijn natuurlijk volledig nutteloos als u de ET601 als oscilloscoop wilt gebruiken, maar zijn handig als u het apparaat als datalogger wilt inschakelen.
De triggering
Met het menu 'Trigger' kunt u een van de vijf kanalen als triggerbron selecteren. U kunt zowel triggeren op de stijgende als op de dalende flank van een signaal. Dit lijkt een uitstekende voorziening, het probleem is echter dat de triggering nauwelijks aan de praat is te krijgen. Zelfs met een ordinaire sinus met een frequentie van 1 kHz krijgen wij geen stilstaand beeld op het scherm. Het kan dan ook geen verbazing wekken dat op alle video's die de diverse aanbieders op hun internetsites hebben staan er uitsluitend signalen te zien zijn die over het scherm lopen.
Gelukkig kunt u door op de 'Enter'-toets van uw PC te drukken de ET601 'bevriezen', zodat een stilstaand beeld op het scherm verschijnt. Na een tweede druk op de 'Enter'-toets start het apparaat weer op.
De triggering werkt bovendien uitsluitend als u de snelheid instelt op waarden sneller dan 100 ms/div.
Het menu 'Measurement'
In dit menu kunt u kiezen tussen:
- Disabled
- Measuring peak
- Measuring the top
- Measuring the bottom
In de drie 'Measuring'-opties gaan de twee horizontale cursorlijnen een of beide toppen van het signaal volgen en wordt de spanningswaarde tussen deze twee lijnen op het scherm weergegeven. De gemeten waarden zijn in het algemeen vrij nauwkeurig.
Het menu 'Spectrum'
Met deze optie kunt u, zo beweert de software, het frequentiespectrum van een of meerdere kanalen op het scherm weergeven. Wat u op het scherm te zien krijgt zijn echter een hoop ondefinieerbare verticale lijntjes die niets met een frequentie-analyse te maken hebben. Zelfs de analyse van een zuiver sinusvormig signaal levert een dergelijk resultaat op! Kortom, een volledig onbruikbare functie!
Het testen van de ET601
De bandbreedte
De bandbreedte wordt gespecificeerd van 0 Hz tot 50 kHz. Echter, met een bemonsteringssnelheid van slechts 150 kHz geloven wij niet erg veel van deze specificatie. Wij controleren altijd de bandbreedte van een oscilloscoop door een sinus met een frequentie van 1 kHz verticaal schermvullend op het scherm te zetten en de cursorlijnen in te stellen op de toppen van dit signaal. Nadien verhogen wij de frequentie van dit signaal tot de top-tot-top waarde van het signaal is teruggevallen tot 0,707 van de waarde bij 1 kHz. Dat komt immers overeen met een verzwakking met 3 dB, dé standaard definitie van bandbreedte.
Deze metingen zijn met de ET601 niet mogelijk. Zoals uit de onderstaande screendumps blijkt wordt het sinussignaal bij stijgende frequentie zo vervormd weergegeven dat van een zinvolle meting geen sprake kan zijn! Zelfs bij 20 kHz lijkt het weergegeven signaal nauwelijks op een sinus.
Duidelijk blijkt dat er te weinig samples worden genomen en dat de software bovendien niet in staat is uit deze samples de vorm van het signaal te reconstrueren. Blijkbaar maakt de software geen gebruik van het bij digitale oscilloscopen gebruikelijke sin(x)/x-algoritme, maar van een lineaire interpolatie tussen de sample-punten.
Wat wel goed gaat is de berekening van de signaalgrootte. De 4,0 V top-tot-top van onze functiegenerator DG1022 van Rigol (die werkt heel nauwkeurig) wordt weergegeven als 3,86 V.
 |
| Weergave van een sinus bij stijgende frequentie. (© 2024 Jos Verstraten) |
Weergave van kleine signalen
Uit de in de vorige figuur getoonde oscillogrammen blijkt duidelijk dat er nogal wat digitale ruis aanwezig is op de signalen. Dat doet het ergste vrezen voor de weergave van kleine signalen! Dat dit maar al te waar is blijkt uit de onderstaande foto, waar u kunt zien hoe de ET601 een sinus met een frequentie van 1 kHz en een top-tot-top waarde van 10 mV weergeeft. Er zit zoveel digitale ruis op het weergegeven signaal dat dit volstrekt onbruikbaar is. Bovendien geeft de ET601 een top-tot-top waarde van 16 mV aan, wat een nogal grote afwijking is. Het algoritme waarbij de software de toppen van het signaal opzoekt werkt niet meer. Op de derde plaats ziet u dat het systeem een grote offsetfout introduceert, waardoor het signaal niet meer symmetrisch ten opzichte van de nul-as wordt weergegeven.
 |
| Weergave van een sinus van 10 mVttt. (© 2024 Jos Verstraten) |
Weergave van blokvormige signalen
Bij de volgende test hebben wij mooie blokvormige pulsen met een top-tot-top waarde van 4,0 V aan één ingang van de ET601 aangeboden. Ook nu blijkt dat de oscilloscoop het volledig laat afweten als de frequentie hoger wordt dan 1 kHz. De top-tot-top waarde wordt wel vrij nauwkeurig weergegeven: 3,89 V ~ 3,90 V ~ 3,88 V.
 |
| Weergave van blokgolven. (© 2024 Jos Verstraten) |
Waar de ET601 wél geschikt voor is
Inleiding
U zult het met ons eens zijn dat die paar testjes die wij hebben uitgevoerd bewijzen dat dit apparaat:
- Helaas volledig ongeschikt is voor de functie als oscilloscoop.
- Wordt vergezeld van specificaties die veel te optimistisch zijn.
Toch wil dit niet zeggen dat de ET601 totaal nutteloos is. Als u heel laagfrequent werkt en signalen van voldoende grootte aanbiedt verschijnen er op het scherm beelden die wel enige overeenkomst vertonen met de signalen die u op de ingangen aanbiedt. Wij geven tot slot van deze test een paar voorbeelden van nuttige toepassingen van deze USB-oscilloscoop.
De werking van een astabiele multivibrator toelichten
Iedere elektronicus kent uiteraard het schema van een astabiele multivibrator, samengesteld uit twee teruggekoppelde transistortrappen, uit het hoofd. De werking van zo'n schakeling kan begrepen worden uit het verloop van de spanningen op de twee basissen en de twee collectoren. Met een standaard oscilloscoop kunt u echter maar twee van de vier signalen zichtbaar maken. Met de ET601 is het uiteraard geen probleem om die vier signalen mooi onder elkaar in één plaatje te verenigen. In het onderstaande voorbeeld hebben wij de astabiele multivibrator een signaal met een frequentie van slechts 33,5 Hz laten genereren, iets waar zelfs de ET601 uiteraard geen moeite mee heeft.
Zo toegepast kan dit goedkoop apparaatje een uitstekende hulp zijn in het elektronica onderwijs.
 |
| De werking van een astabiele multivibrator in beeld. (© 2024 Jos Verstraten) |
De werking van digitale schakelingen toelichten
U kunt de ET601 op dezelfde manier toepassen voor het illustreren de werking van digitale IC's, zoals flip-flop's, tellers en delers. Als voorbeeld ziet u in het onderstaande oscillogram de vier eerste uitgangen van een frequentiedeler van het type CD4040BE. Omdat wij geen vier identieke frequentie gecompenseerde 1/10 oscilloscoop-probes in bezit hebben, hebben wij de vier uitgangen van het IC afgesloten met een ordinaire weerstandsdeler. Vandaar waarschijnlijk de overshoot op de flanken van de pulsen.
 |
| De werking van een frequentiedeler in beeld. (© 2024 Jos Verstraten) |
Traag verlopende verschijnselen registreren
Voor het registreren van zeer traag verlopende spanningen, zoals deze die door sensoren worden geleverd, is de ET601 ideaal. In de onderstaande screendump ziet u het resultaat van de logging van het uitgangssignaal van onze functiegenerator met een ingestelde frequentie van 0,01 Hz. Wij hebben wat met de knoppen gespeeld, zodat tijdens één schermvullende logging steeds een andere signaalvorm wordt gegenereerd. De tijdbasis van de ET601 is ingesteld op 20 s/div.
 |
| Het registreren van een zeer traag variërende spanning. (© 2024 Jos Verstraten) |
Exporteren van de samples
Het scherm kunt u bewaren onder de vorm van een xxxxxx.OSC-bestand dat u later opnieuw in de ET601 software kunt laden voor nadere observatie. De samples kunt u bovendien exporteren naar een TXT.bestand, zoals dat bij de meeste dataloggers het geval is. Ga hiervoor naar het menu 'File' en kies de optie 'Safe the screen data'. In de onderstaande foto ziet u hoe de gegevens in dit xxxxxx.TXT-bestand worden opgenomen.
Attentie!
Uit de getallen blijkt echter dat de numerieke gegevens niet worden gerefereerd naar de nullijnen van de signalen, maar naar de onderkant van het scherm dat blijkbaar de waarde '000' krijgt. Dat heeft tot gevolg dat een signaal nooit negatief wordt, wat uiteraard in tegenspraak is met de realiteit. Deze nogal stompzinnige beslissing van de programmeurs maakt het wiskundig verwerken van de data onmogelijk.
 |
| De samples onder de vorm van een TXT-bestand. (© 2024 Jos Verstraten) |
Zo'n standaard tekstbestand kunt u in de meeste data-analyse of presentatie software laden om de gegevens verder te evalueren of te bewerken. In de onderstaande illustratie ziet u bijvoorbeeld hoe de uitgangssignalen van de CD4040BE zijn geëxporteerd naar het programma 'Graph-in-the-box' en weer onder de vorm van een JPG-grafiek uit dit programma zijn gehaald.
 |
| Het TXT-bestand omgezet in een grafiek. (© 2024 Jos Verstraten) |
Tooltop ET601/ET602 USB-oscilloscopen
