3-6 techno ecriture et fonctionnement d'un programme

  

3-6 TECHNOLOGIE — CLASSE DE 3e

Écriture, mise au point et exécution d'un programme

Capteurs, actionneurs, cartes programmables et algorithmes

Cours complet en vue de la préparation du Diplôme National du Brevet

 

Sommaire

I. Capteurs, actionneurs et interfaces

II. Carte programmable et objets connectés

III. Programmer un algorithme

Révision express

Quiz de 50 questions (avec corrigé)

Exercice guidé — Comprendre un programme en langage de type bloc

 

CHAPITRE 6 — Écriture, mise au point et exécution d'un programme

Comment un objet technique perçoit-il son environnement ? Comment agit-il concrètement sur le monde qui l'entoure ? Et comment lui donner les instructions qui lui permettent de fonctionner tout seul ?

 

I. Capteurs, actionneurs et interfaces

Un système technique automatisé (alarme, robot, objet connecté...) échange en permanence des informations avec son environnement : il perçoit, il agit, et il communique avec l'utilisateur. Trois familles de composants assurent ces rôles.

 

1. Les capteurs

Un capteur est un composant qui détecte un phénomène physique de son environnement (lumière, température, distance, présence, son...) et le transforme en un signal électrique exploitable par le système.

•      Capteur numérique (tout ou rien) : ne renvoie que deux états possibles (0 ou 1, présence/absence). Exemples : bouton poussoir, interrupteur de porte, détecteur de présence simple.

•      Capteur analogique : renvoie une valeur qui varie de façon continue. Exemples : capteur de luminosité (photorésistance/LDR), capteur de température, capteur de distance à ultrasons.

 

2. Les actionneurs

Un actionneur est un composant qui transforme un signal électrique de commande en une action physique observable : mouvement, lumière, son, chaleur...

Actionneur	Action produite
Moteur	Mouvement de rotation (roues, ventilateur, volet roulant...)
DEL (LED)	Émission de lumière
Buzzer / haut-parleur	Émission d'un son
Électrovanne	Ouverture ou fermeture d'un circuit (eau, gaz...)
Écran	Affichage d'une information visuelle

 

3. L'interface utilisateur

L'interface utilisateur est l'ensemble des éléments qui permettent à une personne d'interagir avec le système : lui donner des instructions, effectuer des réglages, ou recevoir des informations sur son état. C'est le point de contact entre l'humain et la partie automatisée du système.

•      Exemples d'interfaces : un bouton de réglage, un écran d'affichage, un voyant lumineux d'état, une application smartphone, un clavier de commande.

 

À retenir Le capteur perçoit (entrée), l'actionneur agit (sortie), et l'interface permet à l'utilisateur de communiquer avec le système. Un capteur peut être numérique (tout ou rien) ou analogique (valeur continue).

 

Exercice résolu — Identifier capteurs, actionneurs et interfaces dans un système d'alarme incendie

Dossier Un système d'alarme incendie installé dans un collège fonctionne ainsi : des détecteurs de fumée, répartis dans les couloirs et les salles, surveillent en permanence l'air ambiant. Dès qu'un détecteur repère de la fumée, une sirène puissante se déclenche dans tout le bâtiment et des flashs lumineux s'allument pour alerter les personnes malentendantes. Un boîtier de contrôle, situé dans le bureau de la vie scolaire, affiche sur un petit écran la zone précise où le départ de feu a été détecté, et possède un bouton permettant de réarmer le système une fois l'alerte traitée.

 

Question 1

Identifiez, dans ce système, le ou les capteurs. S'agit-il plutôt de capteurs numériques ou analogiques ?

 

Question 2

Identifiez le ou les actionneurs de ce système, et précisez l'action physique que chacun produit.

 

Question 3

Identifiez le ou les éléments qui constituent l'interface utilisateur de ce système.

 

Corrigé

Réponse attendue Question 1 : Les capteurs sont les détecteurs de fumée. Ce sont des capteurs plutôt analogiques (ou à seuil), car ils mesurent en continu la concentration de fumée dans l'air et déclenchent l'alerte lorsqu'un certain seuil est dépassé, plutôt que de renvoyer une simple information tout ou rien. Question 2 : Les actionneurs sont la sirène, qui produit un son puissant pour alerter par l'ouïe, et les flashs lumineux, qui produisent de la lumière pour alerter par la vue (notamment les personnes malentendantes). Question 3 : L'interface utilisateur est constituée de l'écran du boîtier de contrôle, qui affiche la zone concernée par le départ de feu, et du bouton de réarmement, qui permet à l'utilisateur (le personnel de vie scolaire) d'agir sur le système une fois l'alerte traitée.

 

II. Carte programmable et objets connectés

Pour relier des capteurs et des actionneurs et leur faire exécuter un comportement précis, on utilise une carte programmable : un petit ordinateur simplifié, que l'on peut brancher, câbler et programmer soi-même.

 

1. Les composants d'une carte programmable

Composant	Rôle
Microcontrôleur	Le « cerveau » de la carte : il exécute le programme, instruction après instruction.
Broches d'entrée	Permettent de brancher des capteurs pour recevoir des informations de l'environnement.
Broches de sortie	Permettent de brancher des actionneurs pour agir sur l'environnement.
Alimentation	Fournit l'énergie électrique à la carte (câble USB, pile, batterie).
Port de communication	Permet de transférer le programme depuis l'ordinateur vers la carte (USB), et parfois d'échanger des données à distance (Wi-Fi, Bluetooth).
Mémoire	Stocke le programme téléversé, qui reste actif même après un redémarrage de la carte.

Les cartes programmables les plus utilisées au collège sont l'Arduino et la carte micro:bit.

 

2. Le câblage des entrées et des sorties

Câbler une carte programmable, c'est relier physiquement les capteurs et les actionneurs aux bonnes broches, à l'aide de fils électriques (souvent des fils « Dupont »).

•      Chaque capteur est branché sur une broche d'entrée (numérique ou analogique selon le type de signal qu'il renvoie), ainsi que sur l'alimentation (+) et la masse (GND).

•      Chaque actionneur est branché sur une broche de sortie, également reliée à la masse (GND). Certains actionneurs (comme une DEL) nécessitent une résistance pour ne pas être endommagés par un courant trop élevé.

•      Le numéro de la broche utilisée dans le câblage doit correspondre exactement à celui indiqué dans le programme, sinon le composant ne fonctionnera pas.

 

Figure 4 — Câblage d'un capteur (entrée) et d'un actionneur (sortie) sur une carte programmable.

3. Les objets connectés

Un objet connecté associe des capteurs, des actionneurs, une carte programmable, et un module de communication (Wi-Fi, Bluetooth) qui lui permet d'échanger des données à distance, souvent via Internet (voir chapitre 5).

•      Exemples : montre connectée (capteurs de mouvement et de rythme cardiaque), thermostat connecté (capteur de température, pilotage à distance depuis un smartphone), ampoule connectée, assistant vocal domestique.

•      Avantages : confort, automatisation des tâches, suivi et pilotage à distance.

•      Limites : sécurité et confidentialité des données transmises, dépendance à une connexion réseau, impact environnemental lié à la fabrication et à l'usage (voir chapitre 5).

 

À retenir Une carte programmable relie, grâce à ses broches d'entrée et de sortie, des capteurs et des actionneurs qu'elle pilote selon un programme téléversé dans sa mémoire. Un objet connecté ajoute à cela un module de communication pour échanger des données à distance.

 

Exercice résolu — Câbler et utiliser une carte programmable

Dossier Un élève souhaite réaliser un éclairage automatique pour la serre du collège : lorsque la luminosité devient trop faible, une DEL doit s'allumer automatiquement pour signaler qu'il faut allumer l'éclairage horticole. Il dispose d'une carte programmable, d'un capteur de luminosité (photorésistance) et d'une DEL avec sa résistance de protection.

 

Question 1

Sur quel type de broche (entrée ou sortie) doit être branché le capteur de luminosité ? Sur quel type de broche doit être branchée la DEL ?

 

Question 2

Le capteur de luminosité est-il un capteur numérique ou analogique ? Justifiez.

 

Question 3

En plus de la broche d'entrée ou de sortie, à quels deux autres points chaque composant (capteur et actionneur) doit-il être relié pour fonctionner ?

 

Question 4

Pourquoi faut-il absolument que le numéro de broche câblé corresponde à celui utilisé dans le programme ?

 

Corrigé

Réponse attendue Question 1 : Le capteur de luminosité doit être branché sur une broche d'entrée (il fournit une information à la carte), tandis que la DEL doit être branchée sur une broche de sortie (elle reçoit un ordre de la carte). Question 2 : C'est un capteur analogique : la luminosité varie de façon continue (elle n'est pas simplement « il fait jour » ou « il fait nuit »), la photorésistance renvoie donc une valeur qui évolue progressivement, et non un simple 0 ou 1. Question 3 : Chaque composant doit aussi être relié à l'alimentation (+) et à la masse (GND) de la carte, pour que le courant puisse circuler dans le circuit. Question 4 : Le programme envoie ou lit des informations sur un numéro de broche précis. Si le câblage utilise une broche différente de celle indiquée dans le programme, la carte enverra ou lira le signal au mauvais endroit, et le composant ne réagira pas comme prévu.

 

III. Programmer un algorithme

Une fois le matériel câblé (capteurs, actionneurs, carte programmable), il faut lui donner des instructions précises pour qu'il se comporte comme prévu : c'est le rôle du programme.

 

1. Le langage informatique

Un langage informatique est un ensemble de mots et de règles précises qui permet d'écrire des instructions compréhensibles à la fois par l'humain et, après traduction, exécutables par une machine.

•      Langage textuel : on écrit le programme sous forme de texte, en respectant une syntaxe stricte (exemples : Python, C++).

•      Langage par blocs (graphique) : on assemble des blocs visuels qui s'emboîtent comme des pièces de puzzle, sans avoir à mémoriser de syntaxe précise (exemple : Scratch, souvent utilisé au collège pour piloter les cartes programmables).

 

2. Programme, données et algorithme

•      Un algorithme est une méthode structurée, une suite d'instructions logiques, qui permet de résoudre un problème ou de réaliser une tâche précise. Il peut s'écrire en français, sous forme de texte ou de schéma (organigramme), indépendamment de tout langage informatique.

•      Un programme est la traduction de cet algorithme dans un langage de programmation précis (textuel ou par blocs), afin qu'il puisse être exécuté par une machine.

•      Une donnée est une information manipulée par le programme (un nombre, un texte, la valeur renvoyée par un capteur...). Elle est souvent stockée dans une variable : une case mémoire nommée, dont le contenu peut être créé, modifié et consulté pendant l'exécution du programme.

Un algorithme s'appuie sur trois structures fondamentales :

Structure	Rôle
Séquence	Les instructions s'exécutent les unes après les autres, dans l'ordre où elles sont écrites.
Condition (si... alors... sinon...)	Le programme teste si une condition est vraie ou fausse, et exécute des instructions différentes selon le résultat.
Boucle (répéter...)	Un bloc d'instructions s'exécute plusieurs fois : un nombre de fois précis, indéfiniment, ou jusqu'à ce qu'une condition soit vraie.

 

Figure 5 — Un algorithme simple représenté sous forme d'organigramme.

À retenir L'algorithme décrit la logique à suivre, indépendamment du langage ; le programme est sa traduction exécutable par une machine. Trois structures suffisent à construire n'importe quel algorithme : la séquence, la condition et la boucle.

 

Exercice résolu — Représenter un algorithme simple

Dossier Un radiateur connecté doit réguler automatiquement la température d'une pièce. Il mesure en permanence la température ambiante grâce à un capteur. Si la température mesurée est inférieure à 19 °C, le radiateur doit s'allumer. Si elle est supérieure ou égale à 19 °C, le radiateur doit s'éteindre. Cette vérification doit se répéter indéfiniment, pour que le radiateur s'adapte en permanence.

 

Question 1

Rédigez, en français, l'algorithme correspondant à ce fonctionnement, en utilisant les mots « répéter », « si », « alors » et « sinon ».

 

Question 2

Quelle structure permet de vérifier en permanence la température, sans jamais s'arrêter ?

 

Question 3

Quelle structure permet de choisir entre « allumer » et « éteindre » le radiateur selon la valeur mesurée ?

 

Corrigé

Réponse attendue Question 1 : Algorithme : Répéter indéfiniment : mesurer la température ; si température < 19 °C alors allumer le radiateur ; sinon éteindre le radiateur. Question 2 : C'est la structure de boucle (« répéter indéfiniment ») qui permet de vérifier en permanence la température, sans que le programme ne s'arrête jamais. Question 3 : C'est la structure de condition (« si... alors... sinon... ») qui permet de choisir entre allumer et éteindre le radiateur, selon que la température mesurée est inférieure ou non à 19 °C.

 

RÉVISION EXPRESS — Ce qu'il faut absolument retenir

 

I. Capteurs, actionneurs et interfaces

Capteur, actionneur, interface •      Capteur : détecte un phénomène physique et le transforme en signal. Numérique (tout ou rien) ou analogique (valeur continue). •      Actionneur : transforme un signal de commande en action physique (mouvement, lumière, son...). •      Interface utilisateur : permet à l'humain d'interagir avec le système (bouton, écran, voyant, application).

 

II. Carte programmable et objets connectés

Carte programmable, câblage, objets connectés •      Carte programmable : microcontrôleur + broches d'entrée (capteurs) + broches de sortie (actionneurs) + alimentation + mémoire. •      Câbler : relier chaque composant à la bonne broche, plus l'alimentation (+) et la masse (GND). Le numéro de broche câblé doit correspondre à celui du programme. •      Objet connecté : carte programmable + capteurs/actionneurs + module de communication (Wi-Fi/Bluetooth) échangeant des données à distance.

 

III. Programmer un algorithme

Algorithme, programme, structures •      Algorithme : méthode structurée pour résoudre un problème, indépendante du langage. Programme : sa traduction dans un langage exécutable par une machine. •      Donnée / variable : information manipulée et stockée en mémoire pendant l'exécution. •      Trois structures : séquence (dans l'ordre), condition (si... alors... sinon...), boucle (répéter...).

 

Vocabulaire clé à connaître par cœur

Mot	Définition express
Capteur	Composant qui détecte un phénomène physique et le transforme en signal électrique.
Actionneur	Composant qui transforme un signal électrique en action physique.
Carte programmable	Petit ordinateur qui exécute un programme et pilote capteurs/actionneurs via ses broches.
Broche d'entrée / de sortie	Point de branchement d'un capteur (entrée) ou d'un actionneur (sortie) sur la carte.
Objet connecté	Objet équipé de capteurs/actionneurs et d'un module de communication à distance.
Algorithme	Suite d'instructions logiques permettant de résoudre un problème, indépendante du langage.
Programme	Traduction d'un algorithme dans un langage exécutable par une machine.
Variable	Case mémoire nommée qui stocke une donnée pendant l'exécution du programme.
Boucle / condition	Structures permettant de répéter des instructions, ou de choisir entre plusieurs actions.

 

QUIZ — 50 questions sur l'écriture, la mise au point et l'exécution d'un programme

Entourez ou notez la bonne réponse pour chaque question. Le corrigé se trouve à la fin du quiz.

 

1. Un capteur est un composant qui :

a) Transforme un signal électrique en action physique

b) Détecte un phénomène physique et le transforme en signal électrique

c) Stocke un programme

d) Affiche uniquement des couleurs

2. Un capteur numérique (tout ou rien) renvoie :

a) Une valeur qui varie en continu

b) Toujours la même valeur

c) Uniquement deux états possibles (0 ou 1)

d) Un son

3. Un capteur analogique renvoie :

a) Une valeur qui varie de façon continue

b) Uniquement 0 ou 1

c) Un texte

d) Rien du tout

4. Un bouton poussoir est un exemple de :

a) Actionneur

b) Interface graphique uniquement

c) Capteur numérique (tout ou rien)

d) Programme

5. Une photorésistance (capteur de luminosité) est un exemple de :

a) Capteur analogique

b) Capteur numérique

c) Actionneur

d) Interface

6. Un actionneur est un composant qui :

a) Détecte un phénomène physique

b) Sert uniquement à alimenter la carte

c) Stocke uniquement des données

d) Transforme un signal électrique de commande en action physique

7. Un moteur est un exemple :

a) D'actionneur produisant un mouvement

b) De capteur

c) D'interface utilisateur

d) De donnée

8. Un buzzer est un actionneur qui produit :

a) De la lumière

b) Un mouvement

c) Un son

d) Une mesure de température

9. L'interface utilisateur d'un système est :

a) Un type de capteur uniquement

b) Ce qui permet à l'utilisateur d'interagir avec le système

c) Un type d'actionneur uniquement

d) Le microcontrôleur

10. Un écran affichant l'état d'un système est un exemple :

a) De capteur

b) D'actionneur mécanique

c) D'interface utilisateur

d) De boucle

11. Dans le système d'alarme incendie étudié, le détecteur de fumée est :

a) Un actionneur

b) Un programme

c) Une interface

d) Un capteur

12. Dans le système d'alarme incendie étudié, la sirène est :

a) Un capteur

b) Un algorithme

c) Une variable

d) Un actionneur

13. Dans le système d'alarme incendie étudié, l'écran du boîtier de contrôle fait partie :

a) De l'interface utilisateur

b) Des actionneurs

c) Des capteurs

d) De la boucle

14. Un détecteur de fumée qui déclenche l'alarme à partir d'un certain seuil de fumée est plutôt :

a) Un actionneur

b) Un capteur analogique (ou à seuil)

c) Une interface uniquement

d) Un programme

15. Les flashs lumineux d'une alarme incendie servent notamment à :

a) Alerter les personnes malentendantes

b) Mesurer la température

c) Programmer la carte

d) Stocker des données

16. Dans un système technique automatisé, le capteur correspond plutôt à :

a) Une sortie

b) Ni une entrée ni une sortie

c) Une entrée

d) Une variable uniquement

17. Dans un système technique automatisé, l'actionneur correspond plutôt à :

a) Une entrée

b) Une sortie

c) Une interface uniquement

d) Un langage

18. Le microcontrôleur d'une carte programmable est :

a) Le composant qui exécute le programme

b) Un type de capteur

c) Un type d'actionneur

d) Un câble d'alimentation

19. Les broches d'entrée d'une carte programmable servent à :

a) Brancher des actionneurs uniquement

b) Alimenter uniquement la carte

c) Brancher des capteurs

d) Afficher le programme

20. Les broches de sortie d'une carte programmable servent à :

a) Brancher des capteurs

b) Stocker le programme

c) Recevoir l'alimentation uniquement

d) Brancher des actionneurs

21. La mémoire d'une carte programmable sert à :

a) Stocker le programme téléversé

b) Alimenter la carte

c) Détecter la lumière

d) Produire un son

22. Deux exemples de cartes programmables utilisées au collège sont :

a) HTTP et FTP

b) Ethernet et Wi-Fi

c) TCP et UDP

d) Arduino et micro:bit

23. Câbler une carte programmable consiste à :

a) Écrire le programme en langage textuel uniquement

b) Supprimer la mémoire de la carte

c) Relier physiquement capteurs et actionneurs aux bonnes broches

d) Créer une adresse IP

24. En plus de la broche d'entrée ou de sortie, un composant câblé doit aussi être relié à :

a) Rien d'autre

b) Un capteur de luminosité uniquement

c) Un autre actionneur obligatoirement

d) L'alimentation (+) et la masse (GND)

25. Certains actionneurs comme une DEL nécessitent en plus, dans le câblage :

a) Une résistance de protection

b) Un deuxième microcontrôleur

c) Une connexion Wi-Fi obligatoire

d) Un capteur de son

26. Si le numéro de broche câblé ne correspond pas à celui utilisé dans le programme :

a) Le composant fonctionnera quand même normalement

b) Le composant ne fonctionnera pas comme prévu

c) La carte s'allume automatiquement

d) Le programme se corrige tout seul

27. Un objet connecté associe généralement :

a) Uniquement un écran

b) Capteurs/actionneurs, carte programmable et module de communication

c) Uniquement une pile

d) Uniquement un câble Ethernet

28. Le module de communication d'un objet connecté (Wi-Fi, Bluetooth) permet :

a) De mesurer la température uniquement

b) D'échanger des données à distance

c) De remplacer le microcontrôleur

d) D'empêcher toute connexion réseau

29. Une limite des objets connectés évoquée dans le cours est :

a) Leur incapacité totale à fonctionner

b) La sécurité et la confidentialité des données transmises

c) Le fait qu'ils ne consomment jamais d'énergie

d) Leur absence totale d'impact environnemental

30. Dans l'exercice de la serre, le capteur de luminosité doit être branché sur une broche :

a) De sortie

b) D'entrée

c) D'alimentation uniquement

d) Aucune broche n'est nécessaire

31. Dans l'exercice de la serre, la DEL doit être branchée sur une broche :

a) D'entrée

b) De sortie

c) Ni entrée ni sortie

d) Une broche de communication réseau

32. Un langage informatique est :

a) Un type de capteur

b) Un ensemble de règles permettant d'écrire des instructions exécutables par une machine

c) Un type d'actionneur

d) Une carte programmable

33. Un langage textuel de programmation s'écrit :

a) Sous forme de blocs à assembler

b) Uniquement en dessinant

c) Sous forme de texte, avec une syntaxe précise

d) Uniquement en musique

34. Un langage par blocs, comme Scratch, permet de programmer :

a) Sans jamais utiliser de condition

b) En tapant uniquement du texte

c) En assemblant des blocs visuels qui s'emboîtent

d) Sans jamais utiliser de boucle

35. Un algorithme est :

a) Un type de câble

b) Un type de capteur

c) Un composant électronique

d) Une méthode structurée pour résoudre un problème, indépendante du langage

36. Un programme est :

a) La traduction d'un algorithme dans un langage exécutable par une machine

b) Un capteur analogique

c) Un type d'interface

d) Une broche de la carte

37. Une donnée manipulée par un programme peut être :

a) Uniquement une image

b) Uniquement une couleur

c) Uniquement un son

d) Un nombre, un texte ou la valeur d'un capteur

38. Une variable en informatique est :

a) Une case mémoire nommée qui stocke une donnée

b) Un type de capteur

c) Un type d'actionneur

d) Un langage de programmation

39. La structure « séquence » dans un algorithme signifie que les instructions s'exécutent :

a) Dans un ordre aléatoire

b) Toutes en même temps obligatoirement

c) Les unes après les autres, dans l'ordre écrit

d) Jamais

40. La structure « condition » (si... alors... sinon...) permet :

a) De répéter indéfiniment une instruction

b) D'alimenter la carte

c) De brancher un capteur

d) De choisir entre plusieurs actions selon un test vrai/faux

41. La structure « boucle » (répéter...) permet :

a) De supprimer une variable

b) De ne jamais exécuter d'instruction

c) D'exécuter un bloc d'instructions plusieurs fois

d) De brancher un actionneur

42. Dans l'exemple du radiateur connecté, la boucle « répéter indéfiniment » sert à :

a) Vérifier la température en permanence

b) Arrêter le programme après une seule mesure

c) Éteindre définitivement le radiateur

d) Supprimer le capteur

43. Dans l'exemple du radiateur connecté, la condition permet de choisir entre :

a) Deux cartes programmables différentes

b) Deux capteurs différents

c) Allumer et éteindre le radiateur selon la température mesurée

d) Deux langages différents

44. Si la température mesurée est inférieure à 19 °C dans l'exemple du radiateur, le programme doit :

a) Allumer le radiateur

b) Éteindre le radiateur

c) Ne rien faire du tout

d) Supprimer la variable température

45. Dans le programme d'arrosage automatique, la condition compare :

a) L'humidité du sol à un seuil

b) La couleur de la pompe à une valeur

c) Le numéro de broche à un texte

d) Le nom du jardinier à une variable

46. Dans le programme d'arrosage automatique, si l'humidité mesurée est inférieure au seuil, le programme :

a) Change de langage de programmation

b) Éteint définitivement la carte

c) Ignore la mesure

d) Active la pompe

47. Si l'on retire la boucle « répéter indéfiniment » du programme d'arrosage :

a) Le programme vérifiera l'humidité en continu comme avant

b) Le programme ne vérifiera l'humidité qu'une seule fois, au démarrage

c) La pompe s'activera en permanence

d) Cela n'aura aucune conséquence

48. Pour rendre l'arrosage automatique moins fréquent, on peut modifier :

a) Le nom de la carte programmable

b) Le nombre de capteurs uniquement

c) La couleur de la pompe

d) Le seuil utilisé dans la condition

49. Un organigramme (schéma en forme de logigramme) sert à :

a) Créer une adresse IP

b) Remplacer un capteur

c) Câbler une carte programmable

d) Représenter visuellement un algorithme

50. Écrire un algorithme avant de le programmer permet surtout de :

a) Éviter tout câblage

b) Structurer la logique du problème avant de se soucier de la syntaxe d'un langage

c) Remplacer les capteurs par des actionneurs

d) Se passer totalement de variables

 

Corrigé du quiz

Bonne réponse pour chaque question :

 

N°	Rép.	N°	Rép.	N°	Rép.	N°	Rép.
1	b	2	c	3	a	4	c
5	a	6	d	7	a	8	c
9	b	10	c	11	d	12	d
13	a	14	b	15	a	16	c
17	b	18	a	19	c	20	d
21	a	22	d	23	c	24	d
25	a	26	b	27	b	28	b
29	b	30	b	31	b	32	b
33	c	34	c	35	d	36	a
37	d	38	a	39	c	40	d
41	c	42	a	43	c	44	a
45	a	46	d	47	b	48	d
49	d	50	b

 

EXERCICE GUIDÉ — Comprendre un programme en langage de type bloc

Support : programme d'arrosage automatique d'un jardin — Barème indicatif : /20

 

Dossier Un système d'arrosage automatique doit maintenir la terre d'un potager suffisamment humide. Il est équipé d'un capteur d'humidité du sol (qui renvoie une valeur de 0, sol complètement sec, à 100, sol saturé d'eau) et d'une pompe à eau. Le programme ci-dessous, écrit en langage de type bloc, pilote ce système.

 

Document — Programme en langage de type bloc de l'arrosage automatique.

Étape 1 — Décrire le fonctionnement général

(4 points)

En vous appuyant sur le document, décrivez en une ou deux phrases ce que fait ce programme.

 

Étape 2 — Identifier les structures utilisées

(4 points)

Relevez, dans le programme, un exemple de boucle et un exemple de condition. Précisez le rôle de chacune dans ce programme.

 

Étape 3 — Simuler l'exécution du programme

(4 points)

Le capteur mesure une humidité du sol de 15. Que va faire le programme ? Puis le capteur mesure une humidité de 60 : que va-t-il se passer cette fois ?

 

Étape 4 — Modifier le programme

(4 points)

Le jardinier trouve que le seuil de 30 déclenche l'arrosage trop souvent. Décrivez, en français, la modification à apporter au programme pour que l'arrosage ne se déclenche que lorsque le sol est vraiment très sec (humidité inférieure à 15).

 

Étape 5 — Repérer une erreur (débogage)

(4 points)

Un camarade a recopié le programme, mais a oublié de placer le bloc « répéter indéfiniment » autour du reste du programme : il n'a gardé que le bloc « si... alors... sinon » exécuté une seule fois au départ. Quel problème cela va-t-il poser une fois le programme lancé sur la carte ?

 

Corrigé

Étape 1 (4 points)

Réponse attendue Ce programme vérifie en permanence l'humidité du sol grâce au capteur : si cette humidité est inférieure à 30, il active la pompe pendant 5 secondes puis l'arrête ; sinon, il ne fait rien et continue de surveiller l'humidité.

Étape 2 (4 points — 2 points par élément)

Réponse attendue La boucle « répéter indéfiniment » permet de vérifier l'humidité du sol en continu, sans que le programme ne s'arrête jamais. La condition « si humidité < 30 alors... sinon... » permet de choisir, à chaque vérification, s'il faut activer la pompe ou ne rien faire, selon la valeur mesurée par le capteur.

Étape 3 (4 points — 2 points par cas)

Réponse attendue Avec une humidité de 15 (inférieure à 30), la condition est vraie : le programme active la pompe pendant 5 secondes, puis l'arrête. Avec une humidité de 60 (supérieure ou égale à 30), la condition est fausse : le programme ne fait rien et continue simplement à surveiller l'humidité lors du prochain passage dans la boucle.

Étape 4 (4 points)

Réponse attendue Il suffit de remplacer, dans le bloc de condition, la valeur de comparaison 30 par 15 : « si humidité du sol < 15 alors activer la pompe... ». Le reste du programme (boucle, activation/désactivation de la pompe) ne change pas.

Étape 5 (4 points)

Réponse attendue Sans le bloc « répéter indéfiniment », le programme ne vérifiera l'humidité qu'une seule fois, au moment où la carte démarre, puis s'arrêtera. Si le sol redevient sec plus tard, la pompe ne se déclenchera plus jamais, car le programme ne revérifiera plus l'humidité : l'arrosage automatique ne fonctionnera donc qu'une seule fois, et non en continu comme prévu.