La chaîne d'information : capteurs, traitement, actionneurs

Acquérir (capteurs, détecteurs), traiter (carte programmable, microcontrôleur), communiquer, signal logique et analogique, actionneurs, lien avec la chaîne d'énergie, exemples de systèmes automatisés

Identifier dans un système automatisé ce qui acquiert, traite et communique l'information, distinguer signal logique, analogique et numérique, et expliquer comment un ordre devient une action.

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Définitions

Chaîne d'information : acquérir → traiter → communiquer ; elle commande.
Chaîne d'énergie : alimenter → distribuer → convertir → transmettre ; elle agit.
Capteur : transforme une grandeur physique en signal électrique. Détecteur : capteur à deux états (tout ou rien).
Microcontrôleur : processeur + mémoire + entrées-sorties sur une puce ; une carte programmable le rend utilisable.
IHM : boutons, écran, voyants, sons entre l'utilisateur et le système.
Interface de puissance (relais, transistor, carte moteur) : distribuer. Actionneur (moteur, vérin, résistance, pompe) : convertir.

Les trois signaux

Logique : 0 ou 1 (0 V ou 5 V) — bouton, fin de course, ILS, détecteur de mouvement.
Analogique : toutes les valeurs d'une plage — photorésistance, sonde de température, potentiomètre.
Numérique : nombres codés en binaire ; n bits → 2ⁿ valeurs (10 bits → 1 024).

Calculs utiles

Conversion : N = U × 1023 / U_réf (Arduino : 5 V ; micro:bit : 3,3 V) ; U = N × U_réf / 1023.
Ultrasons : d = v × t / 2, v = 340 m/s, t en secondes.
Capteur linéaire : grandeur = tension ÷ sensibilité (ex. 10 mV/°C).
Broche de carte : environ 5 V × 20 mA = 0,1 W.

Méthode : analyser un système

Lister ce que le système doit savoir → capteurs (acquérir).
Repérer la carte qui décide (traiter).
Lister ce qu'il affiche ou transmet (communiquer).
Suivre l'ordre : interface de puissance (distribuer) → actionneur (convertir).

Pièges à éviter

Voyant qui informe = communiquer ; lampe qui éclaire = actionneur.
Oublier le ÷ 2 des ultrasons ou la conversion des mV et des ms.
Lire N comme une tension : 512 ne veut pas dire 512 mV.
« Inférieur à 1,20 V » exclut 1,20 V.
Ranger la pile ou l'interface de puissance dans la chaîne d'information.

L'essentiel

La chaîne d'information acquiert, traite et communique ; la chaîne d'énergie alimente, distribue, convertit et transmet.
Un détecteur donne deux états ; un capteur peut mesurer une grandeur.
Signal logique : 0 ou 1 ; analogique : toutes les valeurs ; numérique : nombres binaires obtenus par le convertisseur.
Le microcontrôleur exécute en boucle le programme stocké dans sa mémoire.
L'ordre passe par une interface de puissance avant d'atteindre l'actionneur.

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