3ᵉ · Technologie · Informatique et programmation
Un système automatisé réalise des tâches tout seul, sans intervention humaine permanente. Il est organisé en deux chaînes complémentaires. La chaîne d'information ACQUIERT des données (les capteurs), les TRAITE (le programme dans le microcontrôleur) et COMMUNIQUE des ordres. La chaîne d'énergie ALIMENTE, DISTRIBUE, CONVERTIT et TRANSMET l'énergie jusqu'aux actionneurs (moteur, LED, vérin) qui produisent l'action attendue.
Un capteur transforme une grandeur physique (température, lumière, distance, présence) en information électrique. Un actionneur fait l'inverse : il transforme l'énergie reçue en action physique (mouvement, lumière, chaleur).
La boucle de régulation permet au système de se corriger seul. Le capteur mesure, le programme compare la mesure à une consigne, puis agit pour réduire l'écart : c'est le retour d'information (feedback). Un thermostat qui maintient 20 °C en est l'exemple type.
Le comportement est décrit par un algorithme, programmé en blocs (type Scratch) avec des conditions (si… alors) et des boucles. Les objets connectés (IoT) échangent leurs données via des réseaux.
Regarde autour de toi : les systèmes automatisés sont partout. La porte du supermarché qui s'ouvre toute seule quand tu approches, c'est un capteur de présence qui commande un moteur. Le chauffage de ta maison qui garde une température stable, c'est une régulation par thermostat.
Même une voiture moderne freine seule si un obstacle surgit grâce à ses capteurs. Tous ces objets suivent le même principe : ils captent une information, la traitent avec un programme, puis agissent. Comprendre ce mécanisme, c'est comprendre comment fonctionne le monde technique qui t'entoure.
Tout système automatisé s'organise autour de deux chaînes. La chaîne d'information est le cerveau : elle acquiert les données avec les capteurs, les traite dans un microcontrôleur qui exécute le programme, puis communique des ordres. La chaîne d'énergie est le bras : elle alimente en énergie, la distribue, la convertit et la transmet jusqu'aux actionneurs comme un moteur ou une lampe.
Les capteurs sont les entrées du système, les actionneurs sont les sorties. Entre les deux, le programme décide de tout. Retiens bien : information pour décider, énergie pour agir.
Zoomons sur les entrées et les sorties du système. Un capteur transforme une grandeur physique en information électrique : un capteur de température mesure la chaleur, un capteur de lumière mesure la luminosité, un capteur à ultrasons mesure une distance. Ce sont les organes des sens de la machine.
À l'opposé, un actionneur fait le travail inverse : il reçoit de l'énergie et la transforme en action. Un moteur produit un mouvement, une LED de la lumière, un buzzer un son, un vérin une poussée. Ne les confonds jamais : le capteur mesure et informe, l'actionneur reçoit et agit.
Voyons maintenant comment un système se corrige tout seul, grâce à la boucle de régulation. Prenons un thermostat réglé sur vingt degrés : cette valeur voulue s'appelle la consigne. Le capteur mesure sans arrêt la température réelle, puis le programme compare cette mesure à la consigne.
S'il fait trop froid, il allume le chauffage ; s'il fait assez chaud, il l'éteint. Cette information qui revient du capteur vers le programme s'appelle le retour d'information, ou feedback en anglais. Tout cela est écrit dans un algorithme fait de conditions, comme le bloc si…
alors… sinon, exactement comme en Scratch.
12 des 41 questions de ce chapitre. Les réponses, et les explications de chacune, sont dans l'application.