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Un portail motorisé s'ouvre lorsque l'utilisateur appuie sur la télécommande. Une cellule détecte un obstacle et arrête le moteur. Décrire sa chaîne d'énergie et sa chaîne d'information, puis nommer les interfaces.
Chaîne d'énergie : le secteur ou la batterie ALIMENTE ; un préactionneur (relais ou module de puissance) DISTRIBUE l'énergie ; le moteur électrique CONVERTIT l'énergie électrique en énergie mécanique de rotation ; un réducteur ou une chaîne TRANSMET le mouvement au vantail ; l'action est l'ouverture du portail. Chaîne d'information : la télécommande (interface homme-machine) donne la consigne ; la cellule infrarouge ACQUIERT la présence d'un obstacle ; la carte électronique TRAITE ces informations ; un voyant clignotant COMMUNIQUE l'état. Interfaces : la télécommande, la cellule (capteur), le relais ou module de puissance entre la carte et le moteur. La carte électronique est la partie commande : elle ne fournit pas la puissance du moteur.
Un robot suiveur de ligne avance grâce à deux moteurs. Deux capteurs sous le robot détectent la ligne noire. Un microcontrôleur décide de tourner à gauche ou à droite. Pourquoi ne peut-on pas brancher directement un moteur sur une sortie du microcontrôleur ? Quel composant corrige ce problème et à quelle chaîne appartient-il ?
Une sortie de microcontrôleur délivre un courant très faible, de l'ordre de quelques dizaines de milliampères au maximum, alors qu'un moteur a besoin d'un courant bien supérieur. La brancher directement risquerait de ne pas faire tourner le moteur, voire d'endommager le microcontrôleur. Il faut une interface de puissance : un transistor ou un module pilote de moteur (pont en H). Ce composant reçoit le signal faible de la commande et distribue l'énergie de la batterie au moteur. Il appartient à la chaîne d'énergie, au niveau de la fonction DISTRIBUER (préactionneur), tandis que les capteurs et le microcontrôleur appartiennent à la chaîne d'information. Les deux chaînes sont donc reliées par cette interface.
Dans une lampe à détecteur de présence, indiquer à quelle chaîne appartiennent le détecteur, la carte électronique, la lampe et le bloc d'alimentation.
Détecteur : chaîne d'information (acquérir). Carte électronique : chaîne d'information (traiter, commande). Lampe : chaîne d'énergie (convertir l'énergie électrique en lumière). Bloc d'alimentation : chaîne d'énergie (alimenter).
Le détecteur mesure une grandeur physique (présence) et fournit une information : il est capteur. La carte traite cette information et décide : c'est la commande. La lampe transforme l'énergie électrique en énergie lumineuse, donc c'est un actionneur de la chaîne d'énergie. Le bloc d'alimentation fournit l'énergie : il est en tête de la chaîne d'énergie.
Pourquoi un relais est-il une interface entre la commande et l'actionneur ? Que reçoit-il et que fournit-il ?
Le relais reçoit un signal de commande faible, venant de la carte, et ferme un circuit qui distribue une puissance bien plus élevée à l'actionneur.
Le relais est un préactionneur : à la frontière des deux chaînes, il traduit un ordre d'information (faible énergie) en distribution d'énergie (forte puissance) vers le moteur ou la lampe. Il permet à la commande de piloter un actionneur qu'elle ne pourrait pas alimenter elle-même, sans risque de dommage.
Un élève dit : « la commande est le moteur, car c'est lui qui fait bouger le système ». Expliquer son erreur et donner la bonne définition.
Le moteur est un actionneur de la chaîne d'énergie ; la commande est la partie qui traite les informations et élabore les ordres, par exemple un microcontrôleur.
L'élève confond ce qui agit sur la matière d'œuvre (l'actionneur, qui convertit l'énergie en mouvement) avec ce qui décide (la commande, qui traite l'information). Le moteur obéit aux ordres reçus via le préactionneur ; il ne traite aucune information. La commande consomme peu d'énergie mais détermine quand et comment l'action se produit.
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