La chaîne d'information : capteurs, traitement, actionneurs

1. a)Acquérir : 1, 2, 7 ; traiter : 3 ; communiquer : 4 (et les ordres envoyés par 3) ; alimenter : 8 ; distribuer : 5 ; convertir : 6. (1)
2. b)1 et 7 : signaux logiques, car ils n'ont que deux états (véhicule présent ou absent ; lisse en butée ou non). (1)
3. c)Recevoir un ordre ne suffit pas : le repère 5 laisse passer l'énergie de forte puissance vers le moteur. C'est une interface de puissance, fonction distribuer de la chaîne d'énergie. (1)
4. d)2 lit le ticket → 3 vérifie sa validité → 4 affiche « Bonne route » et 3 envoie l'ordre à 5 → 5 alimente 6 → la lisse monte ; le fin de course haut (7) s'active → 3 supprime l'ordre et le moteur s'arrête. (1)

Le point clé — Pour classer un composant, on se demande ce qu'il fait (prélever, décider, informer, laisser passer l'énergie, agir), et non à quoi il est branché.

1. a)Détecteur : logique (seulement 0 ou 1). Capteur de lumière : analogique (valeurs variées, de 0,60 V à 3,80 V). (1)
2. b)Éteinte à 0, 30, 60, 90, 120 et 150 s ; allumée seulement à 180 s (à 150 s, 1,20 V n'est pas inférieur à 1,20 V). (1)
3. c)Seuil : 1,20 × 1023 / 5 ≈ 245,5 → 246 (ou 245) ; à 90 s : 1,35 × 1023 / 5 ≈ 276. (1)
4. d)Causes : dès que le détecteur repasse à 0, la lampe s'éteint ; et la lampe allumée éclaire le capteur, dont la tension dépasse 1,20 V, ce qui l'éteint (clignotement). Correction : garder la lampe allumée une durée fixe (par exemple 2 min) après la dernière détection et ne tester la lumière qu'avant d'allumer. (1)

Attention — « Inférieur à » exclut la valeur du seuil, et un capteur de lumière peut mesurer la lumière de la lampe qu'il commande.

1. a)Analogique : la tension prend des valeurs variées selon l'humidité (0,50 V, 2,10 V, 2,90 V…), pas seulement deux états. (1)
2. b)Sèche : 0,50 × 310 = 155 ; humide : 2,10 × 310 = 651 ; détrempée : 2,90 × 310 = 899. (1)
3. c)400 / 310 ≈ 1,29 V ; 800 / 310 ≈ 2,58 V. Sèche (155) : marche ; humide (651) : la pompe garde son état précédent ; détrempée (899) : arrêt. (1)
4. d)Humide : 2,10 × 204,6 ≈ 430 ; détrempée : 2,90 × 204,6 ≈ 593, toujours inférieur à 800 : une fois lancée, la pompe ne s'arrête jamais et la jardinière déborde. Correction : seuils 1,29 V → 264 et 2,58 V → 528. (1)

Erreur fréquente — Un nombre lu par une carte n'a de sens qu'avec sa tension de référence : le même capteur donne des valeurs différentes sur une carte en 3,3 V et sur une carte en 5 V.

1. a)Broche : 5 × 0,020 = 0,1 W ; moteur : 230 × 1,1 = 253 W, soit 2 530 fois plus : la carte ne peut pas l'alimenter, il faut une interface de puissance. (1)
2. b)I = 1 600 / 230 ≈ 7,0 A ; total 7,0 + 1,1 = 8,1 A, inférieur à 10 A : oui, un seul relais suffit. (1)
3. c)15 mA est inférieur à 20 mA : la broche peut commander le relais. Son entrée reçoit un ordre de faible puissance (chaîne d'information) et son contact laisse passer l'énergie en 230 V (distribuer). (1)
4. d)Détecteur : acquérir (signal logique) → carte : traiter → sortie 5 V : communiquer (ordre) → secteur 230 V : alimenter → relais : distribuer → moteur (mouvement de l'air) et résistance (chaleur) : convertir. (1)

Repère — Une broche de carte programmable fournit environ 0,1 W : tout actionneur plus gourmand passe par une interface de puissance.

1. a)Faux : un détecteur ne donne que deux états (ex. : fin de course), un capteur peut mesurer une grandeur (ex. : capteur de température analogique). (1)
2. b)Faux : obéir à un ordre ne suffit pas ; le moteur convertit l'énergie électrique en mouvement : c'est un actionneur de la chaîne d'énergie (convertir). (1)
3. c)42 / 6 = 7 impulsions par seconde ; 7 × 2,4 = 16,8 km/h ; 16,8 / 3,6 ≈ 4,7 m/s. (1)
4. d)40 / 2,4 ≈ 16,67 impulsions par seconde ; × 6 = 100 impulsions. Condition : « si le nombre d'impulsions compté en 6 s est supérieur ou égal à 100, alors replier le store ». (1)

Astuce — Un signal logique peut porter une mesure : en comptant ses impulsions pendant une durée connue, on obtient une fréquence, donc une vitesse.