Chaîne d’information : capteurs, microcontrôleur et boutons

Complète avec le mot du cours.

1. Une lumière, un son ou un courant électrique qui transporte un message à distance s’appelle un .
   Un signal lumineux, sonore ou électrique (rappel de 6e).
2. L’appareil ou la personne qui produit et envoie ce message s’appelle l’.
   L’émetteur envoie, le récepteur reçoit.
3. L’appareil ou la personne qui le reçoit s’appelle le .
   Le récepteur : un œil, une oreille, ou le capteur d’un appareil.
4. La signification convenue entre celui qui envoie et celui qui reçoit (au feu, rouge veut dire « arrêt ») s’appelle le .
   Sans le code, on reçoit le signal sans comprendre ce qu’il veut dire.
5. Prélever les informations, c’est la première fonction de la chaîne d’information : .
   Acquérir, puis traiter, puis communiquer.
6. Décider, à partir des informations prélevées, ce que fait l’objet, c’est la fonction .
   Traiter : c’est le rôle du microcontrôleur et de son programme.

Une machine à glaçons de cuisine. Pour chaque information, écris « entrée » ou « sortie ».

1. L’appui sur la touche « gros glaçons » :
   Une consigne de l’utilisateur : entrée.
2. Le voyant « ajouter de l’eau » qui s’allume :
   Un message pour l’utilisateur : sortie.
3. L’information « bac à glaçons plein », donnée par un capteur du bac :
   Une information prélevée par un capteur : entrée.
4. L’ordre de mettre en marche la pompe qui remplit le moule à glaçons :
   Un ordre envoyé à la chaîne d’énergie : sortie.
5. Le niveau de l’eau dans le réservoir, surveillé par un capteur :
   Une information sur l’état de la machine, prélevée par un capteur : entrée.
6. Le voyant « bac plein » qui s’allume sur le panneau :
   Un message lumineux pour l’utilisateur : sortie.

La sortie du parking souterrain d’un immeuble. Quand une voiture monte la rampe, un détecteur la repère ; un feu orange se met à clignoter au bord du trottoir, un buzzer sonne, puis le portail s’ouvre.

1. Le feu orange qui clignote prévient les piétons du trottoir par un message de nature (lumineuse, sonore ou électrique).
   De la lumière voyage jusqu’à l’œil des piétons : un signal lumineux.
2. Le buzzer, lui, les prévient par un message de nature .
   Un son voyage jusqu’à l’oreille : un signal sonore.
3. Feu et buzzer sont deux signaux de natures différentes. Combien d’informations transportent-ils à eux deux ?
   Une seule information (1), « attention, une voiture sort », transportée par deux signaux : un lumineux et un sonore.
4. Pour l’automatisme de la sortie, la voiture repérée par le détecteur est une (entrée ou sortie).
   L’automatisme reçoit cette information : c’est une entrée.
5. Le portail s’ouvre parce que l’automatisme envoie à la chaîne d’énergie un (message ou ordre).
   Le portail doit bouger : l’automatisme envoie un ordre, qui met en marche son moteur.
6. Le clignotement du feu orange est, pour l’automatisme, une (entrée ou sortie).
   L’automatisme le produit pour prévenir les piétons : c’est une sortie (un message).

Écris ce que prélève chaque constituant.

1. Une thermistance acquiert la .
   Une thermistance est un capteur de température.
2. Une photorésistance acquiert la .
   Sa résistance baisse quand la lumière augmente : c’est un capteur de luminosité.
3. Un capteur à ultrasons émet des sons trop aigus pour l’oreille humaine et mesure la durée de leur .
   L’écho renvoyé par l’obstacle revient d’autant plus tard que l’obstacle est loin.
4. Un ILS change d’état quand on approche de lui un .
   Les lames de l’ILS se touchent quand un aimant est tout près : on colle l’aimant sur la partie qui bouge.
5. Un détecteur de présence infrarouge réagit à la du corps d’une personne.
   Il capte la chaleur (le rayonnement infrarouge) d’un corps qui se déplace devant lui.
6. Un bouton-poussoir acquiert l’ de l’utilisateur.
   Il ne donne que deux états : appuyé ou relâché. Il acquiert l’appui de l’utilisateur.

Dans une maison équipée, écris « capteur » si le constituant donne une valeur, « détecteur » s’il ne donne que deux états.

1. La sonde de pluie d’une fenêtre de toit motorisée, qui signale s’il pleut ou non :
   Il pleut ou il ne pleut pas : deux états, détecteur (la fenêtre se ferme dès les premières gouttes).
2. La sonde qui donne la température du salon en degrés :
   Une valeur (19,5 °C par exemple) : capteur qui mesure.
3. Le boîtier posé au sol de la buanderie, qui signale une fuite d’eau :
   Eau ou pas d’eau : deux états, détecteur.
4. La sonde qui donne, en litres, le fioul qui reste dans la cuve de la chaudière :
   Un nombre de litres, donc une valeur : capteur qui mesure.
5. La sonde qui indique l’humidité de l’air de la salle de bain en pourcentage :
   Un pourcentage, donc une valeur : capteur.
6. Le boîtier infrarouge du couloir, qui signale le passage de quelqu’un :
   Quelqu’un ou personne : deux états, détecteur.

Choisir le bon capteur et comprendre comment il réagit.

1. Pour qu’une tablette fasse pivoter son affichage quand on la tourne, il faut un .
   L’accéléromètre acquiert l’inclinaison de la tablette.
2. Pour qu’un drone garde la même hauteur pendant un vol à basse altitude, son capteur à ultrasons, tourné vers le sol, mesure la qui le sépare du sol.
   Le capteur à ultrasons mesure une distance, sans toucher le sol.
3. Pour arrêter le moteur d’un portillon coulissant quand il est complètement ouvert, on place un interrupteur de .
   L’interrupteur de fin de course signale que le portillon est arrivé au bout de sa course : deux états.
4. Pour que l’écran d’un smartphone devienne moins brillant dans une pièce sombre, il faut un capteur de .
   Un capteur de luminosité mesure la lumière de la pièce ; le programme règle l’écran d’après cette valeur.
5. Un capteur à ultrasons mesure une durée plus longue qu’à la mesure précédente : l’obstacle s’est (rapproché ou éloigné).
   L’écho met plus de temps à revenir quand l’obstacle est plus loin : il s’est éloigné.
6. Une personne assise immobile devant un détecteur de présence infrarouge n’est pas repérée : pour être repérée, elle doit .
   Il réagit à un corps chaud qui se déplace dans son champ : la personne doit bouger.

Complète avec le mot du cours.

1. La puce qui réunit un processeur, une mémoire et des entrées-sorties s’appelle un .
   Le microcontrôleur est le cœur des cartes Arduino et micro:bit.
2. La puce de la carte exécute son programme sans arrêt, en .
   Il tourne en boucle : il lit les entrées, décide, met à jour les sorties, puis recommence.
3. Pour envoyer le programme de l’ordinateur dans la carte, on le par le câble USB.
   On téléverse le programme ; ensuite, la carte l’exécute seule.
4. Les boutons, afficheurs et voyants par lesquels l’utilisateur dialogue avec l’objet forment l’interface .
   L’interface humain-machine (IHM).
5. Arduino et micro:bit sont deux cartes : le même matériel fait autre chose quand on change les instructions qu’il exécute.
   Des cartes programmables : elles portent un microcontrôleur, et c’est le programme téléversé qui décide de ce qu’elles font.
6. La valeur choisie par le programmeur, à laquelle la carte compare une mesure pour décider, s’appelle un .
   Le seuil transforme une mesure en décision.

Un four à micro-ondes. Pour chaque constituant, écris sa fonction : « acquérir », « traiter », « communiquer », ou « chaîne d’énergie » s’il n’appartient pas à la chaîne d’information.

1. Le clavier où l’on choisit la durée et la puissance :
   Il prélève les consignes de l’utilisateur : acquérir (IHM).
2. Les interrupteurs de sécurité qui signalent que la porte est bien fermée :
   Ils informent la carte de l’état de la porte : acquérir.
3. La puce de la carte de commande, qui exécute le programme :
   Elle décide : traiter.
4. L’afficheur qui montre le temps restant :
   Il informe l’utilisateur : communiquer (IHM).
5. Le bip de fin de cuisson :
   Un message sonore pour l’utilisateur : communiquer.
6. Le moteur qui fait tourner le plateau :
   Il agit sur le monde : c’est un actionneur, il appartient à la chaîne d’énergie.

Une carte micro:bit posée près de la fenêtre de la classe a ce programme : « si la température mesurée est inférieure à 5 °C, alors afficher un flocon ; sinon, si elle dépasse 25 °C, afficher un soleil ; sinon afficher un smiley ».

1. Température mesurée : 3 °C. La carte affiche un .
   3 est inférieur à 5 : flocon.
2. Température mesurée : 25 °C. La carte affiche un .
   25 ne dépasse pas 25 (« dépasser » veut dire « être strictement plus grand ») et n’est pas inférieur à 5 : smiley.
3. Température mesurée : 5 °C. La carte affiche un .
   5 n’est pas inférieur à 5 et ne dépasse pas 25 : smiley.
4. Relevés de la journée : 4 °C ; 7 °C ; 12 °C ; 26 °C ; 19 °C. Combien de ces relevés donnent un smiley ?
   4 donne un flocon, 26 un soleil ; 7, 12 et 19 donnent un smiley : 3 relevés.
5. Quel constituant de la carte acquiert la température ? Le .
   Le capteur de température de la carte : fonction acquérir.
6. Quels constituants de la carte communiquent le dessin à l’élève ? Les .
   Les 25 LED rangées en carré : fonction communiquer (IHM).

Un bac à litière autonettoyant pour chat. Écris la fonction réalisée par chaque constituant : acquérir, traiter, communiquer, alimenter, distribuer ou convertir.

1. Le capteur de poids sous le bac, qui sent que le chat est entré :
   Il prélève une information : acquérir.
2. La carte qui attend 7 minutes après la sortie du chat avant de lancer le nettoyage :
   Elle décide, en suivant le programme : traiter.
3. Le voyant qui s’allume quand le tiroir à déchets est plein :
   Il informe l’utilisateur : communiquer.
4. La prise de courant qui fournit l’énergie à la litière :
   Une source d’énergie : alimenter (chaîne d’énergie).
5. La carte de commande qui laisse passer l’énergie vers le moteur quand elle en reçoit l’ordre :
   Elle laisse passer l’énergie sur ordre : distribuer.
6. Le moteur qui fait tourner le bac pour tamiser la litière :
   Il convertit l’énergie électrique en mouvement : convertir.

Un tapis convoyeur amène des cartons au bout d’une table. Une cellule photoélectrique repère le carton arrivé au bout ; une carte à microcontrôleur décide d’arrêter le tapis ; elle allume un voyant orange pour l’opérateur et envoie un ordre au relais du moteur. Voici sa chaîne d’information.

1. Constituant du bloc ① : la .
   La cellule photoélectrique acquiert l’arrivée du carton.
2. Constituant du bloc ② : la .
   La carte à microcontrôleur traite.
3. Constituant du bloc ③ qui informe l’opérateur : le .
   Le voyant orange communique avec l’opérateur.
4. La cellule ne donne que deux états (carton présent ou absent) : c’est un .
   Deux états : un détecteur.
5. Le relais, qui reçoit l’ordre « stop », réalise la fonction de la chaîne d’énergie.
   Il coupe ou laisse passer l’énergie vers le moteur : distribuer.
6. L’opérateur retire le carton : la cellule ne repère plus rien. La carte doit alors le tapis (arrêter ou redémarrer).
   Plus de carton au bout : la carte envoie l’ordre de redémarrer le tapis pour amener le carton suivant.

Trouver et corriger l’erreur dans une chaîne d’information fournie.

1. Élise a rangé l’afficheur d’un thermostat d’ambiance dans « acquérir ». Il réalise en fait la fonction .
   L’afficheur informe l’utilisateur : communiquer.
2. Noé a écrit « traiter » sous le capteur de niveau d’une cuve de récupération d’eau de pluie. La bonne fonction est .
   Le capteur prélève le niveau de l’eau : acquérir. C’est la carte qui traite.
3. Inès a placé dans la chaîne d’information le relais qui commande la résistance d’un chauffe-eau, parce qu’il « reçoit un ordre ». Quelle fonction réalise-t-il en réalité ?
   Il reçoit un ordre, mais il laisse passer l’énergie : distribuer, dans la chaîne d’énergie.
4. Un élève a rangé la batterie d’un robot dans « traiter », parce qu’elle « fait marcher la carte ». La bonne fonction est .
   Une source d’énergie réalise la fonction alimenter, même quand elle alimente aussi la carte.
5. La chaîne fournie d’un tourniquet de piscine montre : lecteur de badge → ? → ordre → carte de commande → moteur. Le bloc « ? » réalise la fonction .
   Entre le lecteur de badge et l’ordre, il faut vérifier le badge et décider : traiter (une carte à microcontrôleur).
6. Pour qu’une alarme de congélateur prévienne aussi une personne sourde, on ajoute au buzzer un voyant qui clignote : buzzer et voyant sont deux techniques pour une même fonction.
   Deux solutions techniques (un signal sonore, un signal lumineux) pour une seule fonction : communiquer.