Exercices: Capteurs, actionneurs et commandes

Dans un système embarqué (carte programmable), distinguer un capteur et un actionneur. Donner un exemple de chacun dans une serre automatisée.

Un programme lit la température $T$ toutes les secondes et allume un ventilateur si $T>28$.

1. a) Donner la décision prise pour $T=25$, $T=28$ et $T=30$.

1. b) Écrire la condition en langage naturel.

Un capteur de luminosité renvoie une valeur entière de 0 (obscurité) à 1 023 (lumière maximale).

1. a) Combien de valeurs différentes peut-il renvoyer ?

1. b) Calculer le pourcentage de lumière pour une valeur de 512 (arrondir à l'unité).

Un portail est commandé à distance par des caractères envoyés à la carte : « O » ouvre, « F » ferme, « S » stoppe.

1. a) Construire la table de correspondance caractère ↔ ordre physique.

1. b) Que doit faire le programme si le caractère reçu est « X » ?

Une commande « A50 » signifie : Avancer à la vitesse 50 % ; « R30 » : Reculer à 30 % ; « S00 » : Stopper. La vitesse est toujours écrite avec deux chiffres (trois chiffres pour 100 %).

1. a) Décoder « A75 », « R10 » et « S00 ».

1. b) Écrire la commande pour avancer à 100 %.

1. c) Un moteur à 100 % tourne à 3 000 tours/min. Calculer sa vitesse pour « A50 » en supposant la relation proportionnelle.

Un arrosage automatique lit l'humidité $H$ du sol (en %) toutes les 10 minutes. Il ouvre la vanne si $H<30$ et la ferme si $H\ge 60$ ; entre les deux, il garde l'état précédent. Les mesures successives sont : 45 ; 28 ; 40 ; 62 ; 50. La vanne est fermée au départ.

1. a) Donner l'état de la vanne après chaque mesure.

1. b) Expliquer l'intérêt d'avoir deux seuils différents.

On veut réaliser une IHM (interface homme-machine) pour un chauffage connecté : un afficheur montre la température mesurée, deux boutons « + » et « − » règlent la consigne de 16 °C à 24 °C par pas de 1 °C. Le chauffage s'allume si $T<\text{consigne}-1$ et s'éteint si $T>\text{consigne}+1$.

1. a) Pour une consigne de 20 °C, donner l'état du chauffage pour $T=18$, $T=19,5$ et $T=21,5$ (les trois mesures se succèdent dans cet ordre, le chauffage étant initialement éteint).

1. b) Que doit faire le programme si l'utilisateur appuie sur « + » alors que la consigne est de 24 °C ?

1. c) Écrire l'algorithme complet en langage naturel (boucle, lecture, décision).

Un capteur d'angle renvoie $v$ entre 0 et 1 023 pour un angle de 0° à 270°, de manière proportionnelle. Un servomoteur doit se placer à cet angle.

1. a) Établir la formule de l'angle en fonction de $v$.

1. b) Calculer l'angle pour $v=341$ (arrondir au dixième).

1. c) Donner le nombre de valeurs différentes et la résolution angulaire en degrés par pas (arrondir au centième).

Un robot reçoit une chaîne de commandes de 3 caractères séparées par des points-virgules : « A50;R20;S00 ». Chaque commande dure 2 secondes ; la vitesse de 100 % correspond à 0,5 m/s en marche avant (A) et en arrière (R).

1. a) Décoder la séquence et calculer la distance algébrique parcourue (positif = avant).

1. b) Le robot revient-il à son point de départ ? Justifier.

1. c) Proposer une vérification que le programme doit effectuer pour rejeter une commande invalide telle que « A5X ».