La Summa Prima 20 est une additionneuse manuelle à imprimante, purement mécanique, commercialisée par Olivetti de 1960 au milieu des années 1970. C'est une calculatrice mécanique. Machine dessinée par Marcello Nizzoli, sa mécanique interne a été conçue par Natale Capellaro comme pour toutes les autres machines à calculer de l’entreprise.

Elle sera vendue aux États-Unis en co-marquage sous le nom Underwood-Olivetti

Histoire

Remplaçante de la Summa Prima 15, cette calculatrice s'inscrit dans une nouvelle gamme de machines dessinées et conçues dans les années 1950 par le duo Nizzoli-Capellaro. Elle a pour sœur la Summa Quanta 20 qui en est la version électro-mécanique.

On peut noter que le capot de la machine tranche par ses formes plus anguleuses et s'éloigne des rondeurs des machines de générations précédentes. Ce nouveau dessin s'inscrit dans l'esthétique moderniste des années 1960 et 1970. Ce choix esthétique, appelé "facette cristalline", sera repris pour tous les machines de cette gamme (Quanta 20, Eletrosumma 20, Multisumma 20)

La Prima 20 sera la dernière machine à calculer purement manuelle conçue par Olivetti.

Usage

C'est une machine commercialisée principalement à destination des commerçantshttps://www.jaapsch.net/mechcalc/images/olivetti/big/1960-10-20%20Le%20Nouvelliste%20%28Switzerland%29.jpg notamment ambulant. En effet, elle ne nécessite aucune source d'alimentation, ce qui est un avantage dans les années 1960 où l'électricité n'est que rarement disponible dans la rue. Son poids est également réduit pour les standards de l'époque, facilitant son utilisation nomade. Du fait de son faible prix (par rapport à la concurrence), nombre de détaillants n'hésiteront pas à en faire l'acquisition.

L'usage est assez simple : on saisit la valeur et l’opération à réaliser. Puis on abaisse le levier pour que la machine effectue l’opération. L'imprimante de la machine écrit alors sur le papier le résultat de l’opération demandée.

Opérations de base

Elle dispose de 5 fonctions de basehttp://www.curtamania.com/curta/database/brand/Olivetti/Olivetti%20Summa%20Prima%2020/more/Olivetti%20Summa%20Prima%2020%20User%20Manual%20(Italian).pdf : l'impression simple d'une valeur sur le papier (par exemple : numéro d'ordre, référence, etc.) l'addition la soustraction, avec impression de solde négatif le sous-total le total général (avec remise à zéro)

Les opérations d'addition et de soustraction se font en saisissant un nombre sur le clavier au sein du registre de saisie, en abaissant le levier puis en le laissant reprendre sa place. Un second registre, le totalisateur, stocke le total courant.

La soustraction a la particularité d'évoluer dans l’ensemble ℤ et donc de pouvoir afficher des soldes négatifs sans manipulation particulière, ce qui est notable pour l’époque. Un afficheur permet de connaitre le signe de la valeur stockée dans la machine.

Les opérations de total et sous-total se réalisent en positionnant la petite manette de contrôle sur la fonction demandée puis en abaissant le levier.

Le sous-total permet d'afficher la valeur actuelle stockée dans la machine, sans remise à zéro.

La remise à zéro n’est possible qu'en appelant le total général.

Impression

L'impression se fait grâce à une imprimante impact à roue porte-caractères. Chaque rang du nombre à imprimer dispose d'une roue comportant tous les chiffres possibles. Ces chiffres sont gravés en négatif sur la tranche de la roue. Lors de l’impression, chaque roue pivote pour mettre en regard le chiffre spécifique à imprimer. Une fois toutes les roues positionnées, elles frappent un ruban encreur qui entre en contact avec le papier. Les caractères sont alors imprimés par transfert de l’encre du ruban sur le papier. Les roues reprennent ensuite leur position initiale et le ruban est avancé d'un cran.

La machine imprime les valeurs et opérations saisies sur un ruban de papier de de largeur. Du papier moderne de de largeur pourrait faire l’affaire, mais le papier finira inexorablement par s'insérer de travers dans la machine.

Multiplication

La multiplication n’est pas automatisée sur cette machine. Il faut donc la réaliser par additions successives, et c'est à l'utilisateur de compter le nombre d'additions à effectuer. L'impression sur le papier permet de contrôler le nombre d'additions déjà réalisées.

Un curseur permet de verrouiller le registre de saisie pour éviter sa remise à zéro entre chaque opération. Ce curseur reprend sa place de base lors de l’appel du total général, remettant effectivement tous les registres de la machine à zéro (saisie et totalisateur).

Il est possible de changer de rang dans le cas d'une multiplication où le multiplicateur serait sur plusieurs chiffres. La touche 0 permet de décaler vers un rang supérieur (pour passer aux dizaines, centaines, etc.). Le levier de correction permet de passer à un rang inférieur (pour revenir aux unités par exemple). Dans ce cas, le nombre d'opérations correspond à la somme des chiffres du multiplicateur (multiplier par 305 demandera 8 additions et deux décalages)

Il est également possible d'utiliser les techniques de multiplication abrégée classiques de l'époque, en additionnant un rang supérieur et en soustrayant au rang inférieur (l’ordre n’ayant pas d'importance). Par exemple, pour une réduction de 5% d'un prix (le multiplicande), une multiplication par 0,95 (le multiplicateur) se fait en additionnant le multiplicande au rang des centaines. Puis en revenant au rang des unités, 5 soustractions successives et un ajustement de la virgule (de tête ou avec un stylo sur le papier) permettent d'obtenir le résultat final. L'utilisateur aura effectué 6 opérations et deux décalages.

Un curseur permet de verrouiller l'opération de soustraction dans le cas de soustractions successives.

Division

La division ne fait pas partie des opérations décrites par le mode d'emploi. Néanmoins, par un processus fastidieux de soustractions successives, cette opération reste possible.

La technique consiste à entrer le dividende dans la machine, puis de soustraire successivement le diviseur, en partant du rang le plus élevé. L'indicateur de valeur négative dans la machine permet de déterminer si, pour le rang en cours, le nombre de soustractions a été dépassé. On ré-additionne alors le diviseur pour revenir en positif et on passe au rang suivant avec le levier de correction.

Une fois toutes les soustractions effectuées, il faut alors compter manuellement le nombre de soustractions présentes sur le papier. Le nombre d'opérations correspondra à la somme des chiffres du résultat + 2 fois le nombre de rangs nécessaires. Un résultat de 42 nécessitera donc 10 opérations (4 soustractions, deux opérations supplémentaires pour constater le passage en négatif, un décalage, deux soustractions et deux opérations supplémentaires)

Conception technique

La machine fonctionne sur la base d'un cycle (manœuvre du levier) par opération. Plus précisément, le cycle de travail s'effectue lorsque le levier revient à sa position initiale, à la condition que le levier ai été tiré jusqu'à la butée. Dans le cas contraire, le levier reprend sa place, mais aucun cycle n’est démarré. Un frein permet d'éviter un retour trop rapide du levier.

En dehors du cycle, l'utilisateur peut actionner les différentes commandes de la machine.

La machine est composée en interne de deux registres : un registre de saisie un totalisateur

Elle contient également un ensemble de mécanismes permettant d'obtenir les résultats souhaités.

Registre de saisie

Le registre de saisie est l’ensemble des pièces mécaniques qui permettent d'enregistrer et d'exploiter dans la machine la saisie de l’utilisateur. C'est une forme de mémoire.

Ce registre de saisie est constitué d'un traineau : un plaque rectangulaire suspendue verticalement et coulissant vers la gauche d'un pas à chaque chiffre saisi. Ce traineau fait face à l'utilisateur et porte une matrice de taquets. Chaque taquet traverse le traineau et est mobile d'avant en arrière de quelques millimètres. Chaque colonne de taquets représente un rang du nombre à former, et chaque ligne représente une valeur de chiffre saisi par l'utilisateur. Chaque appui sur une touche décale le taquet correspondante de quelques millimètres vers l'arrière de la machine, puis le traineau sur la gauche, pour rendre disponible la colonne de taquets suivante.

Le levier de correction permet de ramener le traineau vers la droite, où une gorge permet de remettre les taquets décalés en position initiale.

Registre totalisateur

Le registre totalisateur est un ensemble de roues dentées dont la rotation partielle de chacune permet de déterminer la valeur du total stockée dans la machine. Le but de l’ensemble du mécanisme de la machine est de positionner correctement les roues de façon à symboliser la bonne valeur à stocker. L'ensemble du mécanisme est donc construit autour de la possibilité de stocker, modifier et récupérer les valeurs de l’utilisateur.

Le registre est constitué de deux séries de 11 roues dentées, montées sur deux axes parallèles et positionnés dans le sens de la largeur de la machine. Chaque roue dispose de 10 dents sur la moitié d'une tranche, et d'une dent sur l’autre moitié. 9 des dents sont donc partielles, et une dernière dent est complète. Cette dernière permet de détecter les retenues.

Chaque série de roues est placée sur un axe. Un des axes, dit positif, permet l’addition, et l’autre, dit négatif, la soustraction. Les deux séries sont montées en parallèle, et chaque roue engraine une roue de la série opposée. Chaque position d'une roue est solidaire de la position de la roue de l’axe voisin.

Ce registre est capable de pivoter sur lui même (rotation de tangage), permettant au reste du mécanisme d'interagir soit avec l’axe positif, soit avec l'axe négatif. La sélection de l’axe se fait en fonction de l'opération, et de l'état du marqueur de résultat négatif dans le cas d'une opération d'impression de total.

Codage des valeurs positives et négatives

La position des roues code la valeur stockée dans le registre. Chaque roue peut prendre 10 positions correspondant aux 10 chiffres de la base 10. Les roues de l’axe opposé stockent la valeur en complément à 9. Le registre de la machine permet de stocker 11 chiffres. Pour l’exemple, en considérant un registre à 3 chiffres, la valeur 1 sera stockée 1 sur l'axe positif et stockée 998 sur l’axe négatif. Une valeur de 25 sur l'axe positif sera stockée 974 sur l'axe négatif. Le totalisateur permet de stocker la valeur 0 de deux façon différentes. 0 sur l'axe positif (et 999 sur l’axe négatif) avec l'indicateur de valeur négative en noir (inactif), ou 0 sur l’axe négatif avec l’indicateur de valeur négative en blanc (et 999 sur l’axe positif).

Cette conception permet de n’avoir à réaliser que des additions dans la machine. Les soustractions sont réalisées en additionnant sur l’axe négatif. Ainsi 25 - 5 sera jouée en interne 974 + 5, soit 981 sur l'axe négatif, et 20 sur l’axe positif qui s'engraine en sens inverse. Les valeurs négatives peuvent être affichées en restituant la valeur dans le registre négatif. Ainsi 25 - 30 sera joué 974 + 30, soit 1004, avec un débordement de capacité.

En cas de débordement, la dernière retenue (rang des milliers dans notre exemple) provoque deux actions : la définition du témoin de signe en fonction de l'opération (noir pour l’addition, blanc pour la soustraction) une "retenue" sur les unités.

La valeur dans le registre négatif récupèrera la "retenue" des unités et passera à 5, le registre positif étant maintenant à 994.