Bitscope Micro im Test: Oszilloskop und Logic Analyzer für den Bastelrechner
Das Bitscope Micro(öffnet im neuen Fenster) misst, analysiert und erzeugt elektrische Signale. Seine Funktion als Oszilloskop, Logic Analyzer und Signalgenerator erfüllt es aber erst mit der entsprechenden Software auf einem Computer. Nicht nur aufgrund seiner geringen Größe und des kleinen Preises, sondern, weil diese Software auch für das Raspberry Pi verfügbar ist, bewirbt der Hersteller es explizit als das Oszilloskop für den Bastelrechner. Nun ist das Raspberry Pi nicht der leistungsfähigste Rechner. Deshalb waren wir neugierig, ob es von der Aufgabe überfordert ist.
Kleiner Preis schlägt sich bei der Technik nieder
Obwohl das Gerät mit 109 Euro deutlich günstiger ist als bisherige kommerzielle Angebote - ein Preisbrecher ist das Bitscope Micro nicht: Es gibt nur sechs Digital- und zwei Analogeingänge, die mit einer Abtastrate von 20 Megasamples pro Sekunde (MS/s) für die analoge Erfassung und 40 MS/s für digitale Signale arbeiten. Der Speicher ermöglicht gerade einmal die Erfassung von 12 KS (Kilosamples) bei einem einzelnen Kanal und verringert sich bei der Nutzung mehrerer Kanäle entsprechend. Kein Eingang darf mit mehr als 12 Volt gespeist werden. Mit an Bord ist allerdings auch ein Signalgenerator.
Das Bitscope kommt auf einer einzelnen Platine daher, deren Größe ungefähr der eines langen Ferrero-Kinderriegels entspricht. An einem Ende befindet sich der USB-Anschluss für den Rechner, am anderen Ende eine Pin-Leiste zum Anschließen der Messfühler. Zehn recht kleine Krokodilsklemmen in unterschiedlichen Farben liegen dem Gerät als Messfühler bei. Wer Messkontakte aus der Profiliga nutzen möchte, kommt um einen Adapter für die Pins beziehungsweise die Pin-Leiste nicht herum, sei es von Bitscope(öffnet im neuen Fenster) selbst oder aus dem Eigenbau.
Zum Schutz steckt die Platine in einem Schrumpfschlauch, inklusive des angesteckten USB-Kabels. Damit wird das Bitscope als wasserdicht vermarktet - paradoxerweise sind aber gerade die Messanschlüsse vollkommen ungeschützt. Eine Kappe wäre schon allein wegen der Biegegefahr der Pins eine gute Idee gewesen.
Umfangreiche Software ist kostenlos
Das Bitscope Micro arbeitet als digitales Speicheroszilloskop. Es muss durch eine entsprechende Steuerungssoftware konfiguriert werden. Dann nimmt es die Messung vor und überträgt die ermittelten Daten in einem Rutsch an den Computer, wo sie von der Software verarbeitet werden - was zumeist heißt: Sie werden grafisch dargestellt.
Bitscope bietet eine Reihe von GUI-Programmen(öffnet im neuen Fenster) , die jeweils verschiedene Mess- und Auswertungsmethoden erlauben. Für die meisten Anwender dürften die Programme Bitscope DSO für die Oszilloskop-Funktion und Bitscope Logic für die Analyse logischer Signale interessant sein. Bitscope Generator dient zur Signalerzeugung, mit Bitscope Meter werden Ströme und Frequenzen gemessen. Bitscope Chart ist ein reines Aufzeichnungswerkzeug für die spätere Auswertung der Signale.
Dazu kommen eine API, um in eigenen Programmen Daten zu erfassen und auszuwerten, sowie ein Serverprogramm, das die Messdaten über das Netzwerk bereitstellen kann.
Die Programme laufen sowohl unter Windows als auch unter OS X und es gibt fertige Binaries für Linux. Die Linux-Binaries gibt es inzwischen auch für ARM-basierte Distributionen - daher auch die Werbung der Kompatibilität des Bitscope Micro mit dem Raspberry Pi.
Zähes Messen mit dem Raspberry Pi
Dass die Programme mit aktueller Gigahertz-Hardware in angemessener Geschwindigkeit laufen, bedurfte keines ausführlichen Tests. Doch erfahrungsgemäß ist das Raspberry Pi beim Betrieb mit einer grafischen Oberfläche keine Rakete. Deshalb konzentrierten wir uns darauf.
Alle Bitscope-Programme für das Raspberry Pi können über die Webseite heruntergeladen werden. Bei den "Production"-Versionen wird für die ARM-Plattform lediglich Bitscope DSO angeboten. Deshalb muss im Auswahlformular unter Release Version "Development" ausgewählt werden. Dann werden auch die übrigen Programme angeboten. Trotz des Betastatus haben wir keine Instabilitäten festgestellt. Lediglich der jeweils beim Programmstart wegzuklickende Beta-Infodialog nervt.
Bitscope stellt ein Testprogramm namens Display bereit, mit dem ein Rechner daraufhin getestet werden kann, ob seine Grafikperformance ausreicht, um die Messergebnisse darzustellen. Laut diesem Programm ist die Performance des Raspberry Pi nicht überragend, reicht aber für eine halbwegs flüssige Darstellung. Unseren Test führten wir mit einer frischen Raspbian-Installation durch.
Die Programme sind identisch mit den Versionen für andere Betriebssysteme, sie setzen auf einer gemeinsamen Softwarebasis auf. Diese Abstraktion scheint aber die Ursache für das grundlegende Problem mit den Bitscope-Programmen auf dem Raspberry Pi zu sein. Nicht nur der jeweilige Programmstart dauert eine halbe Ewigkeit, auch Benutzeraktionen mit den Programmoberflächen gestalten sich sehr zäh. Die Bedienung setzt sehr auf Kontextmenüs per Rechtsklick mit der Maus. Zwischen dem Klick und dem Erscheinen des Menüs können schon ein paar Sekunden vergehen, unabhängig vom Menüinhalt. Die Prozessorauslastung erreicht dabei auch sporadisch die 100 Prozent.
Positiv herauszuheben ist aber die dynamische Darstellung der Ergebnisse. Die Grafik ist zwar nicht ganz ruckelfrei, aber brauchbar. Ohne Benutzerinteraktion hält sich auch die Prozessorauslastung in Grenzen. Wir ließen das Raspberry Pi mehr als eine Stunde lang ein PWM-Signal in Bitscope DSO darstellen. Der Prozessor hat sich dabei nicht merklich erwärmt.
Neben der Oszilloskop-Funktion haben wir auch den Logic Analyzer ausprobiert, um eine I2C-Verbindung zu überwachen. Das Programm zeigt hier nicht nur den reinen Signalverlauf, sondern "übersetzt" die Signale auch in die konkreten Werte. Dem Kommunikationsverlauf über I2C konnten wir problemlos folgen, lediglich der kleine Sample-Speicher des Bitscope Micro machte sich hier negativ bemerkbar.
Nur eingeschränkt mobil
Auf einen geplanten Test der Software auf einem Raspberry Pi mit aufgestecktem Touchdisplay, wie zum Beispiel von Watterott(öffnet im neuen Fenster) , haben wir dann allerdings verzichtet. Die Displayansteuerung selbst erfordert schon eine gewisse Rechenzeit; zusammen mit der Bedienung der Bitscope-Software dürfte das das Raspberry Pi dauerhaft in Grenzbereiche treiben. Das ist vor allem deshalb schade, weil es eine echte kleine und mobile Kombination abgegeben hätte.
Wer den Programmieraufwand nicht scheut, kann allerdings Prüfscripte oder Logging-Skripte in C oder Python schreiben und diese per Kommandozeile ausführen. Dann sollte es auch mit dem Minidisplay klappen. Spontane Messungen und Prüfungen sind dadurch allerdings nur bedingt möglich.
Preis und Verfügbarkeit
Das Bitscope Micro ist in Deutschland über Farnell verfügbar(öffnet im neuen Fenster) und kostet dort 109 Euro. Die notwendige Software kann für alle unterstützten Betriebssysteme kostenlos und ohne Registrierungszwang von der Webseite des Herstellers heruntergeladen werden.
Fazit
Ein professionelles und deutlich teureres Oszilloskop oder einen Logic Analyzer im Labor kann das Bitscope Micro nicht ersetzen - das soll es auch gar nicht. Als Zweit- oder Drittgerät im Feldeinsatz, das aufgrund seiner geringen Größe dauerhaft in der Laptoptasche oder der Werkzeugkiste verbleiben kann, dürfte es aber durchaus Anhänger finden. Insbesondere, weil es, abgesehen von einem Laptop und den Sonden, keines weiteren Zubehörs oder einer Stromsteckdose bedarf.
Als Erstgerät eignet es sich hingegen nur für ambitionierte Elektroniklaien, denen größere Geräte schlicht zu teuer sind oder die gebrauchten Geräten auf Ebay & Co nicht über den Weg trauen. Um einen Blick auf eine Datenübertragung per I2C oder SPI zu werfen oder zu prüfen, ob ein PWM-Signal tatsächlich korrekt zum richtigen Zeitpunkt erzeugt wird, reichen die Fähigkeiten des Bitscope Micro aus. Es deckt damit typische Probleme bei kleineren Bastelprojekten mit einem Arduino oder Raspberry Pi ab.
Und so sollte der Verweis des Herstellers auf das Raspberry Pi auch eher verstanden werden - als Rechner für die Analyse von Signalen ist es maximal als Notbehelf brauchbar, regelmäßig auf dieser Basis arbeiten will niemand.