Découvre ou redécouvre le prototype HP Xpander

[critor]

Sommaire

1. Introduction
2. Premier coup d’oeil
3. Le système d'exploitation
4. Le logiciel Math Xpander
5. Les activités intégrées
6. Le matériel
7. Conclusion

1) IntroductionGo to top

Ci-contre derrière ce superbe couvercle d'un bleu-vert translucide, se cache le HP Xpander, un prototype de calculatrice Hewlett Packard tactile datant de 2000-2001 comme indiqué au dos avec la référence F1903A, et que nous avons le plaisir d'avoir aujourd'hui entre nos mains pour vous :

NON-COMMERCIAL
PROTOTYPE

Les trois constructeurs historiques étaient en effet en compétition à l'époque autour de la sortie d'une calculatrice tactile, avec :

• chez Hewlett-Packard :
  
  • le HP Xpander
• chez Texas Instruments :
  
  
  • le TI-PLT SHH1 alias Spot
  • le TI-PLT FHH1 alias Fido
  • le TI-PLT SU1 alias Toto
• chez Casio :
  
  • la Casio Classpad 300

Finalement, seul Casio alla jusqu'au bout de la démarche et sortit la première calculatrice graphique tactile, la Classpad 300, pour la rentrée 2003, qui sera suivie des Classpad 330, Classpad 330+ et fx-CP400, avec le succès commercial que l'on ne connaît pas.

Le HP Xpander aurait-il pu changer l'histoire des calculatrices Hewlett Packard, aujourd'hui presque invisibles en France ? Découvrons-le ensemble !

2) Premier coup d'oeilGo to top

Le HP Xpander dispose visiblement d'une connectivité assez riche, pouvant ainsi encore être qualifié d'ordinateur de poche au même titre que la HP-48GX, appareils des années 80 dont descendent les calculatrices graphiques que nous connaissons aujourd'hui :

• sur le bas :
  
  • un connecteur "DC IN 4V" d'alimentation 4V, sous 0.5A et avec la borne positive au centre comme indiqué au dos
  • un connecteur "COM" de communication série au format Jack 3.5
  • un mystérieux connecteur plat propriétaire avec plein de broches, peut-être un connecteur Dock pour une station d'accueil
  
• sur le côté :
  
  • un lecteur de cartes

En 2000-2001 et contrairement à la concurrence, Hewlett Packard n'avait donc pas encore tourné le dos à l'héritage de connectivité et d'évolutivité des ordinateurs de poche, chose qui hélas a été faite depuis.

Le boîtier du HP Xpander dispose d'un logement dédié au stylet tactile.

Mais au dos, sous le couvercle des piles nous attendent de belles surprises :

• bien que le boîtier annonce deux piles LR06/AA/UM-3 tout-à-fait normales, ce n'est pas ce qui est installé. Ce sont effet des piles Toshiba de 2 Volts au lieu de 1.5 Volts, ayant de plus la particularité d'avoir des bornes positive et négative de formes identiques. C'est d'ailleurs visiblement ce qui est attendu vu que les contacts d'alimentation de la calculatrice sont eux aussi de même forme.
  D'ailleurs, ces piles ne seraient pas remplaçables par l'utilisateur selon ce qu'il y a d'écrit, mais ce n'est sûrement pas ce qui va nous arrêter :
  

  CAUTION
  Batteries are not
  user replaceable.
  Danger of explosion
  if incorrect batteries
  are fitted.

• un emplacement pour une pile bouton manquante, mais visiblement sans aucun contact d'alimentation
  donc, en rajouter une ne servirait strictement à rien

Mais cessons de vous faire languir, il est grand temps d'allumer la bête... ce qui ne marche pas !
En effet les batteries rechargeables Toshiba ont coulé et semblent avoir fait leur temps.

Interessons-nous donc de plus près à l'adaptateur d'alimentation, prévu pour être branché sur le secteur nord-américain.
Bingo, c'est une alimentation universelle, acceptant n'importe quelle tension entre 100 et 240V !
Un simple adaptateur de prise suffira donc.

3) Le système d'exploitationGo to top

Avant d'être invité à calibrer l'écran tactile, nous nous voyons accueillis par l'écran du Boot Loader affichant un logo en niveaux de gris et qui nous indique deux phases successives :

• Verifying System
  image integrity

• Launching System

Enfin, nous arrivons à l'écran d'accueil du HP Xpander qui nous offre le choix avec une belle écriture cursive entre :

• Math Xpander
• e-Lessons
• My Work

Trois boutons tactiles sont également présents en permanence en bas de l'écran. En plus du clavier physique assez limité, le bouton de droite permet de faire appel à deux claviers virtuels :

• le Standard Keyboard au standard Qwerty
• et le Math Keyboard

Via le bouton tactile du milieu en bas d'écran, nous accédons à une grille d'icônes nous rappelant étrangement les versions Windows 3.x, versions sorties à partir de 1990 et ayant précédé Windows 95.
Et effectivement, le prototype HP Xpander tourne bien sous Windows, plus précisément Windows CE version 3.0 build 126, un système d'exploitation pour appareils mobiles sorti justement en 2000.
Un choix donc à l'opposé de Texas Instruments, qui avait choisi Linux pour Toto.
Nous y apprenons également quelques informations sur le matériel :

• processeur Hitachi SH3, comme dans la première génération de calculatrices Casio Graph USB
• 7894Ko de RAM utilisables, que l'on peut supposer issus d'une puce de 8Mo de RAM

L'application 'About' nous apprend que nous somme sur le système HP Xpander 2.0.

Nous arrivons même à visualiser le système de fichiers, révélant la présence des dossiers usuels de Windows, qui ne demanderaient qu'à être dumpés.

4) Le logiciel Math XpanderGo to top

Enfin le bouton tactile en bas à gauche nous ramène à l'écran d'accueil. Choisissons donc d'y découvrir le logiciel Math Xpander.
Nous arrivons sur un historique de calculs, où quelques manipulations nous permettent de constater que nous disposerions d'un moteur de calcul formel mais pas d'un moteur de calcul exact.
Toutefois, le moteur de calcul formel nous semble extrêmement basique, car n'arrivant pas même pas à simplifier des formes simples comme

$mathjax$2\times x\times 3$mathjax$

. A moins qu'il ne faille lui demander manuellement, ce que nous n'avons pas trouvé.
Depuis cet historique, il est possible d'accéder à différents sous-modules :

• un logiciel de géométrie dynamique
• un éditeur d'annotations sans formatage
• une feuille de calculs / tableur
• un grapheur
• un solveur numérique d'équations (que nous n'arrivons d'ailleurs pas à utiliser correctement)

Le grapheur permet notamment de reconnaître des courbes tracées au stylet tactile, une fonctionnalité que HP vient juste 15 ans après, d'introduire pour la première fois sur une calculatrice commercialisée, la HP-Prime.
Il permet de réaliser aussi des tableaux de valeurs, et de construire des objets géométriques en plus des fonctions dans le repère.

Mais ce qu'il y a d'exceptionnel avec ce logiciel de Math Xpander, c'est son intégration. En effet, toute utilisation d'un des sous-modules ci-dessus génère l'ajout d'une miniature sur l'historique de calculs. Il suffit d'un simple clic sur cette miniature pour relancer le sous-module dans l'état exact où on l'avait laissé !

5) Les activités intégréesGo to top

Choisissons maintenant d'explorer les e-Lessons, que l'on pourrait traduire par "cours électroniques". Il s'agit en fait d'activités préchargées au format .lnk :

• Composition of Functions : une décomposition visuelle des composées de fonctions à l'aide de robinets
• Graph-Based Motion
• Jeopardy Order of Operations
• Periodic Table
• Rectangle Mesaurements I et II : étude de la dépendence entre différentes mesures du rectangle

Notons le caractère très complet de l'application tableau périodique des éléments, permettant même de tracer des diagrammes à partir de couples de différentes propriétés des éléments, mettant ainsi par exemple en évidence le caractère périodique des propriétés chimiques et donnant ainsi tout son sens au tableau !
Une application qui était donc le digne successeure de celle disponible sur carte d'extension pour la HP-48SX de 1990 puis directement incluse dans les HP-48GX de 1993.

Au final, le format .lnk semble très riche, permettant d'intégrer et interfacer nombre d'objets dynamiques, donnant ainsi vie à de véritables documents mathématiques et scientifiques.

6) Le matérielGo to top

Il est maintenant grand temps de découvrir ce que ce prototype renferme dans ses entrailles. Nous y trouvons une carte mère "HP F1903-80400 Rev. A9" et y notons :

• un buzzer piezzo électrique - donc ce prototype est capable de jouer du son !
• une puce RAM Samsung KM416V4004CS-L5 de 8Mo comme prévu estampillée U1
• la puce processeur Hitachi SuperH attendue, ici une SH-3 HD6417707R F60A prévue pour tourner à 60MHz sous 3.3V au format FP-208 (4x52=208 broches) estampillée U12
• une puce Flash-ROM Intel E28F128J3A-150 de 16Mo estampillée U2
• que l'emplacement pour pile bouton est effectivement dépourvu de tout contact et donc inopérant en l'état
• que le connecteur inférieur inconnu est estampillé J7 et utilise 15 broches, soit beaucoup trop pour un simple connecteur dock de recharge
• un connecteur de cartes d'extension estampillé CN1 avec 2x25=50 broches, ressemblant donc énormément aux connecteurs CompactFlash déjà trouvés sur Toto et dans les hubs TI-Navigator type II

Nous confirmons aisément que ce dernier connecteur est bien au format CompactFlash en y branchant sans difficulté la carte WiFi CompactFlash Texas Instruments prévue pour les deux appareils précédemment cités. Malheureusement, cela ne déclenche apparemment aucune réaction de la part de Windows CE 3.0, ce dernier continuant de ne lister aucune carte d'extension, nous empêchant ainsi pour le moment d'aller plus loin dans la sauvegarde de ce prototype. Mais sans doute ne faut-il pas trop espérer niveau Plug'n Play de la part de ce système d'exploitation.

7) ConclusionGo to top

Au final, le prototype HP Xpander de 2000 tirait parti de l'écran tactile bien avant la Casio Classpad 300 de 2003, et nous apparaît comme pédagogiquement révolutionnaire, permettant un véritable travail scientifique avec la réalisation de tâches complexes en intégrant différents modules et applications au sein d'un même document.
Le prototype HP Xpander posait ainsi dès 2000 les bases de ce que seront Spot, Fido et Toto lors de leur présentation au salon international T3 de 2002 à Calgary au Canada, puis les TI-Nspire à partir de 2006.

Nous trouvons très dommage que ce travail d'intégration alors révolutionnaire n'ait pas du tout été repris depuis pour la nouvelle calculatrice HP-Prime.

Après avoir cessé d'innover à partir de 1993 suite à la HP-48GX et s'être fait durablement dépassé par Texas Instruments avec la TI-92 dès 1995, en 2000 Hewlett Packard avait clairement les moyens de revenir à la première place, pouvant compter alors sur une fanbase francophone pas encore délitée et attendant fidèlement depuis 5 ans une réponse à la TI-92.

Il aurait certes fallu améliorer l'écran du HP Xpander dont la qualité est pourrie pour l'époque, tellement qu'il est difficile d'en obtenir des photos correctes.
Il aurait également fallu améliorer le processeur, car devoir attendre jusqu'à 5 secondes après un clic dans le cas où ce dernier déclenche une ouverture ou fermeture de fenêtre est éprouvant, et sans doute bien davantage en situation d'examen.

Certes, même avec ça, au vu de ce qu'ont donné la Casio Classpad 300 et ses successeures, nous nous garderons bien d'affirmer que la HP Xpander aurait pu être un succès commercial de référence pour le haut de gamme comme la TI-Nspire.

Mais il y avait au moins de quoi sauver l'image de l'entreprise, et peut-être par conséquent relancer l'achat des calculatrices HP d'entrée et milieu de gamme.

Hélas, ce ne fut pas le choix effectué par l'entreprise, qui suite à l'abandon du HP Xpander se contenta de se tourner vers le recyclage des matériel et logiciel déjà dépassés de la HP-48GX avec les nouvelles HP-49G puis HP-50G, non sans oublier hélas de suivre la mode de la concurrence et d'abandonner avec ces nouveaux modèles les formidables possibilités de connectivité et d'évolutivité qui ont fait la réputation extraordinaire de la HP-48GX, faisant de ce modèle le dernier véritable ordinateur de poche de la marque.



Crédits images : http://www.evilmadscientist.com/2011/the-hp-xpander/ pour les captures d'écran, car je n'arrive pas à utiliser correctement le HP Xpander Connectivity Kit, le prototype ne répondant visiblement pas aux requêtes transmises par mon adaptateur USB/TTL.
Le logiciel nous révèle toutefois la présence d'un "upgrade mode"... A suivre...

[Lionel Debroux]

Oui, le HP-Xpander avait quelques aspects révolutionnaires pour son époque. Mais il est tombé à l'époque de Carly Fiorina, qui a fait d'énormes dégâts chez HP en termes d'organisation et d'innovation. Le Xpander n'est pas le seul à avoir été sacrifié sur l'autel de je ne sais pas trop quoi (les actionnaires ?).

Quelques temps après le Xpander, en 2003, le processeur ARM de la HP-49g+ était innovant. 12 ans plus tard, seul TI s'est mis à l'ARM, avec les Nspire CAS+ en 2006, et toute la famille Nspire de production à partir de 2007. Citons aussi, parmi les bonnes idées de la 49g+, le lecteur de cartes SD, non repris dans la Prime à cause des contraintes contre-productives du marché de l'éducation, ou la connectivité USB directe, qui apparaîtra un peu plus tard chez TI avec la 89T.
Le matériel de la 49g+ n'était hélas pas suffisamment au-dessus du matériel de la TI-89 de 1998: pas plus de Flash, et puis l'écran restait malheureusement inférieur. Défauts que ne corrigera absolument pas la 50g de 2006. Ce n'est que 10 ans plus tard que HP ressortira une machine convenable, avec la Prime - dont je regretterai toujours qu'elle n'ait que la moitié de la RAM de la Nspire CX de 2011, parce que ça limite son utilisabilité, pour l'OS standard (avec lequel il est trop facile d'atteindre les limites) comme pour Linux / Android (non portés à ce jour).

[critor]

Pour moi, les problèmes étaient déjà là dès 1995 avec l'absence de renouvellement du haut de gamme HP pendant encore 4 ans (HP-49G en 1999) malgré les grandes avancées de la concurrence, et l'absence d'avancée significative pendant 8 ans (HP-49G+ arrivant seulement en 2003).

Si je me souviens bien le processeur ARM a d'abord servi à émuler un processeur Saturn 4MHz pour faire tourner un système proche de celui de la HP-48GX. Difficile dans ce contexte de parler d'une véritable avancée dès le départ.
De plus dans le même temps, les possibilités d'extension par cartes RAM/ROM ont été supprimées. Dans ce contexte, y avait-il un véritable intérêt à remplacer sa HP-48GX par une HP-49G ?

L'ajout d'un port USB et d'un lecteur de cartes SD en 2003 avec la HP-49G+ ont certes été une belle avancée , mais bien trop timide par rapport à la concurrence et beaucoup trop tardive.

Et avec la HP-Prime, on continue donc en supprimant le lecteur de cartes SD, ainsi que le port de communication sans-fil infrarouge IrDA our le buzzer intégré.

[tyann2]

Bonjour

Excellente cette présentation, je n'ai pas vu la résolution graphique
de l'écran ?
Ces trois machines semble avoir une philosophie commune, à savoir un écran
tactile autorise à se passer d'un vrai clavier, ce qui me semble une erreur que n'a pas
commis HP avec la Prime.
Sharp a aussi sorti une calculatrice graphique à écran tactile une EL 9xxx, je ne sais en
quelle année, mais pa récente à voir par rapport à la Classpad.

Tout à fait d'accord avec vous l'absence de buzzer, de lecteur de cartes SD et de possibilité
d'extension sur les nouvelles machine est bien regrettable.

[parisse]

Bien sur qu'il y avait un interet a upgrader la 48 en 49, l'erreur strategique c'est de ne pas avoir upgrade le Saturn en 1999 ou accelere le passage sur ARM. La 40G aurait pu avoir un beau succes sans son probleme de lenteur (TI etait tres inquiet a un colloque IREM quand on l'a presente, en 2000 si ma memoire est bonne) et la 49G aurait surement mieux marche a sa sortie avec la vitesse des 49G+ et 50G.
La plupart des gens pensent a l'epoque de la 48S/G avec nostalgie, parce qu'a son epoque c'etait elle le leader du marche, mais en oubliant que
1/ elle ne fonctionnait qu'en mode RPN (redhibitoire pour beaucoup de scolaires)
2/ elle avait un UI tres lente. Essayez les menus deroulants de la 48GX (qu'on pouvait heureusement contourner par les touches menus) ou surtout l'editeur d'equation/viewer. L'editeur d'equations est encore a ma connaissance le plus complet existant sur calculatrices, avec la possibilite de selectionner une sous-expression et lui appliquer une transformation.
3/ elle n'avait pas de CAS (disons juste un embryon)
Les gens qui n'aiment pas la Prime et disent preferer la 48 utilisent souvent une 50

Xpander, je l'ai aussi un peu testee, c'etait il y a longtemps, je ne suis sans doute pas tres impartial puisque je participais a la 49, mais je n'ai pas du tout souvenir d'une calculatrice aussi bien que ce que critor decrit. Dans la partie calculs, il n'y avait pas de CAS, pas non plus tous les calculs avec les complexes, et pour le calcul matriciel je ne me souviens plus, mais il n'y en a pas trace dans le guide qui traine sur Internet. Il ne me semble pas non plus qu'on pouvait la programmer. Il y avait des idees interessantes, mais avec un esprit Applet ou le prof utilise avec ses eleves un truc tout fait, parametrable certes, mais sans pouvoir beaucoup creer par lui-meme. Ce n'etait donc pas vraiment une calculatrice, plutot un "learning device" avec un public cible qui ne depassait pas beaucoup le niveau de la seconde, en tout cas dans l'etat du projet. Et pas besoin d'etre dans les secrets de HP pour deviner qu'elle aurait surement coute assez cher a produire a l'epoque. Donc je pense qu'en France en tout cas, elle aurait ete un echec : dans le milieu scolaire < bac, sans meme parler du prix, HP etait de toutes facons deja inexistant, et en terminale et au-dela elle n'etait pas adaptee (et HP etait de toutes facons deja bien distance en prepas, je dirais que le tournant s'est produit au moment de la sortie de la ti89).
Il me semble que le soft de Xpander a ete un moment telechargeable gratuitement pour windows mais je ne le trouve plus. Pas vraiment de regrets:-)

[critor]

Merci parisse pour nous avoir fait part de ton expérience et de tes lumières sur cette antiquité.

La plupart des gens pensent a l'epoque de la 48S/G avec nostalgie, parce qu'a son epoque c'etait elle le leader du marche, mais en oubliant que
1/ elle ne fonctionnait qu'en mode RPN (redhibitoire pour beaucoup de scolaires)
2/ elle avait un UI tres lente. Essayez les menus deroulants de la 48GX (qu'on pouvait heureusement contourner par les touches menus) ou surtout l'editeur d'equation/viewer.

Il était possible d'installer le MetaKernel, avec une UI alternative incomparablement plus rapide.

Xpander, je l'ai aussi un peu testee, c'etait il y a longtemps, je ne suis sans doute pas tres impartial puisque je participais a la 49, mais je n'ai pas du tout souvenir d'une calculatrice aussi bien que ce que critor decrit. Dans la partie calculs, il n'y avait pas de CAS, pas non plus tous les calculs avec les complexes, et pour le calcul matriciel je ne me souviens plus, mais il n'y en a pas trace dans le guide qui traine sur Internet. Il ne me semble pas non plus qu'on pouvait la programmer.

Certes. Mais je suppose que ça aurait pu continuer à évoluer après la sortie.

Il y avait des idees interessantes, mais avec un esprit Applet ou le prof utilise avec ses eleves un truc tout fait, parametrable certes, mais sans pouvoir beaucoup creer par lui-meme.

Peut-être justement que si le HP-Xpander était sorti, les profs auraient pu avoir par la suite un véritable éditeur d' "e-Lessons".
Mais peut-être aussi que ce n'était pas du tout dans les projets de HP.

Il me semble que le soft de Xpander a ete un moment telechargeable gratuitement pour windows mais je ne le trouve plus. Pas vraiment de regrets:-)

Il devait rester en ligne sur le site du développeur officiel (Saltire Software si je ne me trompe pas), mais en a effectivement disparu depuis un bon moment.
Nous l'avons récupéré (difficilement) et remis en ligne :
archives_voir.php?id=8723
Mais il nécessite Windows CE, tournant de plus sur un processeur SH3. Personnellement je n'ai donc jamais pu le lancer.

[critor]

Excellente cette présentation, je n'ai pas vu la résolution graphique de l'écran ?

Honteux oubli de ma part !
240x320 pixels.
Donc pareil que sur TI-Nspire et TI-83 Premium CE, mais en orientation portrait plutôt que paysage.

[critor]

D'ailleurs Parisse, pendant que tu es là... Tu te souviens de manipulations spécifiques pour que le HP-Xpander réponde au HP-Xpander Connectivity Kit ?
Ou bien c'est censé fonctionner tout seul dès le démarrage de Windows CE ?

[parisse]

critor, aucune idee, je n'ai jamais essaye de connectivity kit avec Xpander.
Sinon, bien sur, si Xpander avait continue, ils auraient pu ajouter des possibilites. Ca serait quand meme certainement reste un learning device. A commencer par le clavier, qui n'est pas celui d'une calculatrice graphique. Certes, le tactile permet de pallier en partie a cet inconvenient, mais ce n'est quand meme pas pareil. Ensuite l'absence de langage de programmation, les possibilites de l'ecran de calcul, ca allait dans le sens de la machine peut-etre seduisante pour quelques apprentissages type (a la mode de l'enseignement aux US ou les profs de maths sont semble-t-il en moyenne moins bien formes qu'en France et donc demandeurs d'activites toutes faites), mais une machine bridee, ou le but n'est pas de permettre a la creativite de l'eleve ou de l'enseignant de s'exprimer, mais plutot (si ca marche) de lui vendre des e-lessons.
Tout le contraire de la philosophie de la 48, qui a d'ailleurs permis a HP de continuer a exister par l'intermediaire de la 49/49+/50. Sur la 48, on pouvait installer le Metakernel pour avoir une UI plus rapide (mais c'etait payant), et Erable ou/et Alg48 pour avoir du calcul formel (la c'etait gratuit), mais il fallait une carte d'extension memoire pour faire tenir le tout. C'est precisement en assemblant ces softs que la 49 est nee. Et la HP Prime n'existerait pas sans les programmeurs de la 49! On peut regretter qu'elle ne soit pas aussi ouverte que la 48, en terme de connectivite mais aussi de liberte de programmation. Sur ce dernier point, c'est bien sur le mode examen qui est le probleme (comme sur les nspire...).

[Ti64CLi++]

Bonjour, juste une petite question, comment faites vous pour récupérer des vieux prototypes comme cela?