CCC 2021 épisode 2: consommation TI-Nspire monochrome

[critor]

Combien Consomme ma Calculatrice 2021

Épisode 2 - TI-Nspire monochrome

Nous sommes en plein QCC 2021 Universel, événement au cours duquel nous te publions et alimentons la base de données intégrale de nos classements de rentrée QCC organisés depuis la rentrée 2015.

Repassons aujourd'hui sur l'événement dans l'événement, le CCC 2021, pour Combien Consomme ma Calculatrice.

Nous nous intéressons pour le moment à la consommation des seuls modèles à piles AAA, n'ayant pour le moment ni matériel ni protocole pour mesurer la consommation des modèles à batterie.

Mais pourquoi donc cette série ? Le mardi 31 mars 2015, suite à une annonce sur leboncoin, nous avions réussi à te récupérer une Casio Graph 75+E, avant même l'annonce officielle de ce nouveau modèle. Les nouveautés comportaient un mode examen dont le bon fonctionnement était indiqué par le clignotement d'une diode examen. L'emballage annonçait une conformité à une nouvelle réglementation des examens à compter de 2018, alors non encore publiée. Le Bulletin Officiel avec les derniers textes officiels paraissant chaque jeudi matin il nous fallait faire vite. Nous t'avions donc testé la Graph 75+E tout notre mercredi après-midi, et finalisé la publication pour 2 heures du matin. Et nous avions bien fait, quelques heures plus tard la première circulaire relative au mode examen allait effectivement être publiée.

Une mention dans le guide de prise en main nous avait toutefois grandement surpris :

• La mise en place d'un jeu de piles neuves est recommandée avant d'utiliser le Mode Examen.
• La LED clignote lorsque la calculatrice est en mode Examen, de sorte que davantage d'énergie est utilisée. Veillez à quitter le mode Examen dès que possible une fois la session d'examen terminée.

Une pauvre petite diode allumée par intermittence, est-ce vraiment censé augmenter aussi significativement la consommation de la calculatrice ? Nous traiterons donc ici entre autres de la surconsommation induite par l'activation du mode examen.

Dans le premier épisode de cette série, nous nous étions occupées des Casio Graph monochromes.

Pour l'épisode d'aujourd'hui, intéressons-nous aux calculatrices TI-Nspire monochromes.

Ah les TI-Nspire monochromes. Ces modèles sont réputés pour avoir une consommation de piles absolument phénoménale, comme illustré ci-contre par Levak. Précisons qu'il s'agit à chaque fois de la consommation d'une seule calculatrice.

Une consommation absolument catastrophique, digne de certaines consoles de jeux portables tristement connues pour cela (Atari Lynx ou encore Sega Game Gear).

Cette réputation est-elle injuste ou bien méritée ? Et dans ce dernier cas qu'est-ce qui consomme autant ?

Plus de 10 ans après ces photos, nous allons enfin te vérifier tout cela aujourd'hui.

Niveau protocole, nous allons effectuer les mesures à l'aide d'une TI-Nspire CX II. Nous allons mesurer l'intensité, et utiliserons pour cela un capteur d'intensité Vernier. Muni d'une prise BT-A (le standard historique de téléphonie analogique chez British Telecom), il nous faut une interface pour le connecter à notre calculatrice, comme par exemple le Vernier EasyLink.

Problème suivant, un ampèremètre cela se branche en série. Comment faire donc pour couper le circuit de chaque calculatrice testée afin d'y intercaler le capteur d'intensité, tout en permettant à cette dernière de continuer à fonctionner ?

Nous allons utiliser un éliminateur de piles AAA modifié à cette fin. Une fausse pile AAA permet d'ouvrir le circuit, et il suffit alors de connecter en série à ses bornes un réceptacle pour la 4^ème pile AAA alors manquante, ainsi que le capteur d'intensité.

Le gros avantage est donc qu'il n'y a aucune soudure ou modification à effectuer sur les calculatrices testées.

Et voilà donc à quoi ressemble le montage final.

Nous configurons la TI-Nspire CX II pour effectuer :

• 50 mesures par seconde
• pendant une durée de 29 secondes (car plusieurs modèles passent en mode économie d'énergie après 30 secondes d'inutilisation)

Nous retiendrons la valeur moyenne.

Par soucis d'égalité, nous n'utiliserons que des piles neuves avec au minimum 1,6 Volts de tension à vide entre leurs bornes, tension revérifiée à chaque changement de modèle testé.

La TI-Nspire utilise un écran monochrome, les mesures seront effectuées avec le contraste par défaut de l'écran.

Nous allons de plus effectuer les mesures dans des conditions différentes :

• Calculatrice éteinte (hors mode examen + en mode examen)
• Calculatrice allumée mais inoccupée (hors mode examen + en mode examen)
• Calculatrice en train d'effectuer un calcul suffisamment long (hors mode examen + en mode examen)
  Nous choisissons en mode degrés :
  $mathjax$\sum{\sqrt[3]{e^{sin\left(Arctan\left(x\right)\right)}}}$mathjax$

Les mesures sont toutes effectuées sans aucun overclocking.

Même hors mode examen, on peut déjà remarquer que la TI-Nspire ne se met pas complètement en veille une fois éteinte. Nous mesurons sur 29 secondes une consommation moyenne phénoménale de pas moins de 0,434 mA. Donc déjà, même éteinte, ta TI-Nspire monochrome vide les piles à grande vitesse. Tu ne rêves pas, lorsque ta TI-Nspire est éteinte, elle consomme déjà bien plus que les modèles de l'épisode précédent.

Cela vient sans doute du fait que la RAM de 32 Mio doit continuer à être alimentée, sans quoi son contenu sera perdu et la calculatrice devra redémarrer (ce qui est autant que possible à éviter, puisque cela nécessite une bonne 30aine de secondes). Ici aucune possibilité de sauvegarder le contenu RAM en ROM Flash à l'extinction, puisque cette dernière ne fait également que 32 Mio de capacité.

Une fois passée en mode examen, la consommation de la machine éteinte trouve en prime le moyen de passer à 0,715 mA.

C'est dû comme tu peux l'observer sur le diagramme ci-contre aux brefs allumages de la diode examen, avec un double flash très exactement toutes les 2 secondes. Une surconsommation significative par rapport au fonctionnement hors mode examen.

Si tu oses maintenant allumer ta TI-Nspire monochrome, sans rien faire sa consommation bondit déjà à 6,556 mA, et même 7,147 mA en mode examen.

Si en prime tu as le culot de lui demander un calcul, la consommation monte à 19,931 mA, et même 20,133 mA si c'est de plus en mode examen.

TI-Nspire	hors mode examen	en mode examen
éteinte	0,434 mA	0,715 mA (+64,67%)
inoccupée	6,556 mA	6,725 mA (+2,59%)
calcul	19,931 mA	20,133 mA (+1,04%)

La consommation en calcul de la TI-Nspire monochrome n'est pas extraordinaire par rapport aux modèles de l'épisode précédent. Par contre, ce qui est ici effrayant, c'est la consommation absolument catastrophique lorsque la machine ne fait rien. Et comme c'est le cas la plupart du temps, Levak avait bien raison...

Se rendant compte du problème, Texas Instruments a fait quelques efforts au fur et à mesure des mises à jour :

• Déjà la calculatrice s'éteint par défaut après 3 minutes d'inutilisation, réglable également à 1 minute.
  Mais comme nous avons vu plus haut, c'est très loin d'être une veille complète et la consommation continue à être non négligeable dans ce mode.
• Et surtout, Texas Instruments a implémenté un mode hibernation qui se déclenchera après 3 jours d'inutilisation. Ici tous les composants de la calculatrice s'éteignent complètement, et cette dernière devra donc se réamorcer au prochain allumage, ce qui nécessitera une 30aine de secondes. Le délai peut être réduit, mais pas à moins de 1 jour.
  Donc à moins d'enlever les piles toi-même, à chaque fois que tu cesses d'utiliser ta calculatrice tu perds quand même au moins 1 jour de consommation continue à 0,434 mA, ce qui n'est pas rien.