Test matériel prototype TI-Innovator Hub DVT

→ **MyCalcs** profile · by **critor** » 12 Oct 2016, 13:37

Dans plusieurs articles précédents, nous avons vu comment programmer le TI-Innovator Hub et construit plusieurs projets.
Aujourd'hui, nous allons enfin regarder en détail comment fonctionne ce périphérique, et lui arracher tous ses secrets !

Comme indiqué au dos, l'échantillon analysé ici n'est pas le produit final mais un prototype de niveau DVT. Usuellement, cela implique quand même qu'il sera très proche des modèles de production, la phase d'ingénierie ayant été validée et étant donc terminée selon la classification du musée Datamath :

PROTO
EVT (Engineering Validation Test)
DVT (Design Validation Test)
PVT (Production Validation Test)
MP (Mass Production)

Ce périphérique prévu pour TI-83 Premium CE et TI-Nspire CX offre nombre de composants d'entrée/sortie permettant de coder en interaction avec le monde réel, nouvelle orientation définie par les programmes appliqués depuis cette rentrée au collège :

On note déjà au dos un élément sonore intégré, légendé de façon fort pratique avec l'identifiant à utiliser dans les programmes : SOUND.
Sur la gauche, 3 ports d'entrée pour capteurs Groove analogiques, IN 1, IN 2 et IN 3, les deux premiers en 3,3 Volts et le dernier en 5 Volts.
Sur la droite, 3 ports de sortie pour actionneurs Groove digitaux, OUT 1, OUT 2 et OUT 3, les deux premiers là encore en 3,3 Volts et le dernier en 5 Volts.
Sur le haut, un port BREADBOARD pour utiliser une platine d'expérimentation, et un port micro-USB type B pour une alimentation optionnelle et la mise à jour du firmware depuis un ordinateur.
Sur le bas, un capteur de luminosité intégré LIGHT, un port pour éléménts Groove série (protocole I²C), et un port mini-USB B dit DATA pour le contrôle de tous les éléments précédents depuis un programme calculatrice.

Dévissons et retirons la façade du TI-Innovator. Ce périphérique fait usage d'une carte de développement TI-LaunchPad MSP-EXP432P401R qui peut être acquise séparément. Ces cartes portent une double référence car elles comportent deux zones distinctes. Et l'on peut justement noter de grosses différences entre les références de la carte TI-Innovator et de celle achetée séparément :

FP14-10 + MSP-EXP432P401R-ET pour la carte venant dans le TI-Innovator
MSP-EXP432P401R Rev 1.0 + XDS110-ET Rev 1.0 pour la carte achetée séparément

Malgré nombre de différences visuelles, les deux cartes ont des architectures identiques :

Dans la zone inférieure, une architecture autour d'un microcontrôleur Texas Instruments XMS432P401R regroupant :
- un processeur ARM Cortex-M4F 32-bits 48MHz
- 64Ko de mémoire de travail
- 256Ko de mémoire Flash
C'est cette zone qui est programmable et donc contrôlable par l'utilisateur.
Dans la zone supérieure, une architecture organisée autour d'un microcontrôleur Texas Instruments TM4C1294NCPDT rassemblant :
- un processeur ARM Cortex-M4F 32-bits 120MHz
- 256Ko de mémoire cache (SRAM)
- 1Mo de mémoire Flash
Cette zone s'occupe du contrôle de la zone XMS432P401R, étant capable d'en prendre le contrôle pour reprogrammer son microprogramme (firmware) ou encore pauser son exécution pour débugage. En théorie, même si la zone XMS432P401R a reçu de l'utilisateur un programme fortement défectueux, il est impossible de la bloquer définitivement !

La carte TI-LaunchPad intègre plusieurs éléments programmables :

1 diode rouge LED1
1 diode RVB LED2
2 boutons poussoirs S1 et S2
(le bouton S3 étant dédié à la réinitialisation la carte)

Et justement, parmi les nombreuses différences entre les deux cartes, on peut noter que les trois boutons S1, S2 et S3 ont été déplacés sur les côtés pour la carte du TI-Innovator, peut-être dans l'idée d'une meilleure accessibilité une fois la carte enfermée dans le TI-Innovator.
Mais au final, comme la face avant de ce prototype TI-Innovator ne dispose pas de fentes latérales et doit donc dans tous les cas être dévissée avec un outil pour permettre l'accès à ces boutons, l'intérêt de cette modification reste très discutable.

La carte TI-LaunchPad est donc loin de fournir toute la connectivité décrite plus haut. Il nous reste donc des secrets à découvrir dans la base inférieure du TI-Innovator... retirons-la !

Et avant même de nous attaquer à ce que renferme la base du TI-Innovator, nous notons une différence majeure sur le verso des cartes TI-LaunchPad, au niveau du bloc J101.

Attardons-nous donc sur ce bloc. Sur la carte TI-LaunchPad achetée séparément, ce bloc constitue un pont entre les deux zones de la carte TI-LaunchPad, destiné à être configuré à l'aide de cavaliers (jumpers) et contrôlant la communication entre ces deux zones.
Y sont présents entre autres :

5V, l'alimentation 5 Volts
3V, l'alimentation 3 Volts
RTS, signal de réinitialisation
CTS, le signal d'horloge
RXD, une voie de communication série de la zone TM4C1294NCPDT vers la zone XMS432P401R
TXD, une voie de communication série de la zone XMS432P401R vers la zone TM4C1294NCPDT

Sur la carte venant avec le TI-Innovator les cavaliers sont absents et le bloc J101 se prolonge sur le dessous de la carte via un connecteur femelle dans laquelle s'enfiche la base du TI-Innovator.
L'interfaçage avec la base du TI-Innovator s'effectue également avec deux autres connecteurs à 2x10=20 broches chacun, J1 et J4.

Pourquoi cette modification ? Nos tests montrent que :

Dans le TI-Innovator, la carte TI-LaunchPad intégrée n'est contrôlable depuis la calculatrice que via le port mini-USB fourni par la base.
Le port micro-USB intégré à la carte est inopérant si connecté à la calculatrice, réservé à la mise à jour du firmware depuis un ordinateur ou à une alimentation optionnelle.
Si déconnectée de sa base, la carte TI-LaunchPad du TI-Innovator peut être utilisée exactement comme une carte TI-LaunchPad normale, à condition de rajouter sur son bloc J101 les jumpers 5V, 3V, RX et TX manquants.
Son contrôle depuis la calculatrice reste parfaitement possible dans cette configuration, mais via son connecteur micro-USB intégré.
On peut remplacer la carte du TI-LaunchPad intégrée au TI-Innovator par la carte TI-LaunchPad achetée séparément, une fois le firmware TI-Innovator installé dessus.
La carte ainsi que les éléments de la base du TI-Innovator sont parfaitement contrôlables depuis la calculatrice.
Par contre, le contrôle nécessite là encore l'usage du connecteur micro-USB intégré à la carte, le connecteur mini-USB de la base étant inopérant.

En conséquence, cela veut dire que :

La communication avec les ports et éléments intégrés à la base du TI-Innovator s'effectue via les connecteurs J1 et J4, bien présents sur les deux cartes.
Le bloc J101 modifié a donc pour seul rôle de délocaliser la communication USB avec la zone XMS432P401R de la carte TI-LaunchPad, du connecteur micro-USB intégré vers le connecteur mini-USB apporté par la base du TI-Innovator.
Une raison évidente à ce changement est que cela rend possible la connexion du TI-Innovator à la calculatrice via le câble mini-USB (A) <-> mini-USB (B) fourni avec tout achat neuf pour la communication entre deux calculatrices, câble qui devient donc interchangeable avec celui fourni avec le TI-Innovator.
Sans cela, TI aurait dû faire produire en masse une solution de connectivité mini-USB A <-> micro-USB (B).

Ceci étant compris, attaquons-nous à la base du TI-Innovator.
Malgré sa taille imposante, nous y notons que l'élément sonore n'est apparemment pas un haut-parleur mais un buzzer, dont la connexion se fait sans fil par simple contact avec une deuxième carte électronique.

Cette carte dispose d'une référence FP14-20-2 allant donc de pair avec la FP14-10 de la carte TI-LaunchPad du TI-Innovator.
C'est donc cette carte qui fournit les éléments et ports additionnels non intégrés à la carte TI-LaunchPad :

la sortie pour le buzzer
le port mini-USB
le capteur de lumière
les 7 connecteurs Grove
le port BreadBoard

On note qu'électroniquement, cette carte FP14-20-2 n'est pas bien intéressante et ne fait sans doute pas grand chose par elle-même, ne disposant que de rares circuits intégrés et de plus assez petits (en terme de nombre de broches).

→ **MyCalcs** profile · by **Wistaro** » 13 Oct 2016, 18:37

Très beau matos!

Mais combien ça (va) coûte(r) ? Et comment s'en procurer ?

My calculator programs · by **Adriweb** » 13 Oct 2016, 20:57

Le prix public en France n'est pas encore connu, mais clairement plusieurs dizaines d'euro, comme aux USA (c'est $60 la bas je crois).
Ce sera vraisemblablement par Internet, mais on verra bien...

→ **MyCalcs** profile · by **critor** » 13 Oct 2016, 21:12

Dans les 60$ aux USA apparemment pour le TI-Innovator seul, ce qui ferait 50€ chez nous si on oublie les taxes de douane :
https://www.schoolsavers.com/store/TI-I ... 4C103.aspx

Un prix qui n'a aucune logique, vu que la carte TI-LaunchPad MSP-EXP432 est achetable séparément pour moins de 10€ ( https://store.ti.com/msp-exp432p401r.aspx ), qu'une production de masse des coques plastiques revient probablement à peine quelques centimes, et que la carte de la base du TI-Innovator ne met pas en oeuvre d'électronique bien poussée.

Probablement, au moins aux USA, un produit ciblant les enseignants/établissements - c'est souvent prétexte à exagérer irraisonnablement les prix.

Mais après, notons quand même que c'est loin d'être exagéré au point des interfaces et capteurs Vernier.
Il fallait aligner plus de 100€ pour les interfaces, et souvent plusieurs 10aines pour chaque capteur qui pourtant consistait en gros en 2 fils + une résistance variable.
(je ne jette pas particulièrement la pierre - Casio, HP, Jeulin, Pierron et cie font pareil pour leurs solutions similaires/comparables)

Ici, après les 50€ pour l'interface, la plupart des capteurs/cationneurs coûtent à l'unité entre 5€ et 20€, et encore moins si pris dans des packs :
https://www.seeedstudio.com/category/sensors-c-68.html

Donc oui, les mauvaises habitudes restent, le prix de l'interface TI-Innovator est exagéré, mais il n'est pas surabusif comme celui des interfaces Vernier et similaires (HP, Casio, Jeulin, Pierron...), et ici à la différence une fois l'interface achetée, les capteurs sont à un prix correct.

Même si je ne peux défendre un tel prix pour la seule interface, je dois bien avouer que par rapport à la concurrence, il y a indéniablement du mieux.

→ **MyCalcs** profile · by **critor** » 14 Oct 2016, 11:33

J'ai été bien gentil en disant que les capteurs Vernier allaient chercher plusieurs 10aines d'euros...

Non en réalité, des prix à 3 chiffres par capteur sont loin d'être rares :
http://www.vernier.com/products/sensors/

Pour les interfaces,voir par ici - celles spécifiques aux calcualtrices TI sont en bas :
http://www.vernier.com/products/interfaces/

→ **MyCalcs** profile · by **critor** » 14 Oct 2016, 11:51

Encore une source pour les capteurs Vernier avec un prix à 3 chiffres :
http://www.dynatech.de/catalogsearch/re ... ier+sensor

Pour HP, l'interface pour capteurs est le HP-StreamSmart 410.
Même genre de prix à 3 chiffres : http://store.hp.com/SwitzerlandStore/Me ... lang=fr-CH
(en francs suisses, mais c'est plus proche de l'euro que du franc)

Et les capteurs sont de chez Fourier. Même politique tarifaire, avec nombre de capteurs avec des prix à 3 chiffres :
http://fourieredu.com/store/products/category/sensors/
http://www.dynatech.de/catalogsearch/result/?q=fourier

C'est l'interface Casio que je connais la moins, mais je vais chercher.
Cela m'étonnerait beaucoup que ce soit mieux que TI/Vernier et HP/Fourier, sinon elle serait mieux connue.

Je précise que je compare avec ce qui existe.
La solution TI-Innovator/Groove/Seeed est évidemment bien meilleure que les solutions TI/Vernier, HP/Fourier et Casio.
Pas seulement à cause des prix se divisant par 2 pour l'interface et 10 pour les capteurs (technologie ouverte et non propriétaire)...
Mais aussi parce qu'elle est loin de se limiter à la collecte de données physiques (capteurs/entrées), mais permet également de coder en interaction avec le monde réel (actionneurs/sorties) conformément aux dernières orientations de l'enseignement de la programmation au collège et sans doute bientôt au lycée.

C'est-à-dire que la solution TI-Innovator est à double sens :
calculatrice <- TI-Innovator <- monde
calculatrice ->TI-Innovator -> monde

Là où les interfaces TI/Vernier, HP/Fourier et Casio étaient essentiellement à sens unique :
calculatrice <- TI-Innovator <- monde

→ **MyCalcs** profile · by **critor** » 14 Oct 2016, 12:12

Pour TI/Vernier, je rappelle qu'il y a 5 interfaces caclulatrices :

TI-CBL
TI-CBL2
Vernier EasyLink
Vernier LabPro
TI-Nspire Lab Cradle

Pour Casio, il y en a 2 :

EA200 (l'ancienne)
CLAB (la nouvelle)

https://edu.casio.com/support/datalogger/en/
Et elles coûtent un peu plus cher...
http://www.dynatech.de/casio-clab-daten ... ensor.html

Selon les sites Casio, les capteurs viennent de chez Saltire Scientific pour l'EA200 et CMA pour le CLAB.
Mêmes prix excessifs que Vernier/Fourier :
http://www.dynatech.de/catalogsearch/re ... cma+sensor
On dirait que les capteurs Saltire Scientific et CMA utilisent tous deux une prise BT exactement comme les capteurs Vernier. Aucune info sur une éventuelle compatibilité entre ces trois sources.