4ᵉ · Technologie · Informatique et programmation
Un système automatisé est un objet technique capable de réaliser des tâches tout seul, sans qu'un humain agisse en permanence. Il fonctionne grâce à deux grandes chaînes : la chaîne d'information et la chaîne d'énergie.
Elle sert à percevoir, décider et commander. Le capteur mesure une grandeur physique de l'environnement (température, lumière, présence, distance) et la transforme en signal. La partie commande (un microcontrôleur, une carte programmable) reçoit ces informations, exécute un programme et prend une décision.
Elle agit sur la matière. L'énergie est alimentée, puis distribuée par un préactionneur (relais, transistor) qui commande enfin l'actionneur (moteur, lampe, LED). L'actionneur produit une action : mouvement, lumière, chaleur.
Dans un système asservi, l'information circule en boucle : le capteur détecte, le programme teste une condition (SI… ALORS…) et déclenche l'actionneur. Exemple : un portail détecte un obstacle et s'arrête. C'est le principe de l'automatisme.
Regarde autour de toi : des dizaines de systèmes automatisés te rendent service sans que tu y penses. Les portes du supermarché s'ouvrent quand tu approches, grâce à un capteur de présence. Le lampadaire de la rue s'allume tout seul à la tombée de la nuit, parce qu'un capteur de lumière le commande.
La barrière du parking se lève quand elle détecte ta voiture. À chaque fois, c'est le même principe : un capteur perçoit, un programme décide, un actionneur agit. Comprendre cette chaîne, c'est comprendre comment fonctionnent les robots, les voitures et même ton smartphone.
La chaîne d'information, c'est le cerveau du système. Elle commence par le capteur, qui joue le rôle de nos cinq sens. Un capteur mesure une grandeur physique de l'environnement : la température, la lumière, la distance, la présence, l'humidité.
Il transforme cette mesure en un signal électrique compréhensible par la machine. Ce signal arrive ensuite à la partie commande, souvent un microcontrôleur ou une carte programmable comme Arduino. La partie commande exécute un programme et prend une décision.
Retiens bien : le capteur perçoit, la partie commande décide, mais ni l'un ni l'autre n'agit directement sur le monde.
Une fois la décision prise, il faut agir sur le monde réel : c'est le rôle de la chaîne d'énergie. Tout commence par l'alimentation, qui fournit l'énergie électrique, par exemple une pile ou une prise. Cette énergie est ensuite distribuée par un préactionneur, comme un relais ou un transistor, qui joue le rôle d'un interrupteur commandé par le programme.
Enfin, l'actionneur reçoit l'énergie et produit l'action attendue. Un moteur fait tourner une roue, une lampe éclaire, un vérin pousse une pièce. Souviens-toi de la différence essentielle : un capteur mesure une information, alors qu'un actionneur produit une action.
Comment la partie commande décide-t-elle ? Grâce à un programme, souvent écrit en blocs façon Scratch. Le cœur du programme est une condition, écrite SI…
ALORS… SINON. Prenons un éclairage automatique.
Le programme dit : SI le capteur de lumière détecte qu'il fait sombre, ALORS j'allume la LED, SINON je l'éteins. Cette instruction se répète en boucle, encore et encore, pour surveiller l'environnement en permanence. C'est exactement ce principe qui relie le capteur à l'actionneur : la boucle capteur, condition, actionneur est le squelette de tout automatisme.
12 des 32 questions de ce chapitre. Les réponses, et les explications de chacune, sont dans l'application.