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ANALYSE DE LA CHAINE D’INFORMATION CHAINE D'INFORMATION – CHAINE D'ENERGIE
FICHE DE CONNAISSANCES
D'après un document réalisé par : JP Pontié et N Tourreau
LES SYTEMES AUTOMATIQUES
Un système est constitué d'un ensemble d'éléments qui agissent les uns sur les autres et sont organisés pour réaliser une fonction d'usage.
Un système a besoin d'énergie et d'information pour agir.
Un système automatique n'a pas besoin de l'intervention de l'homme pendant son fonctionnement : « On dit qu'il fonctionne seul. »
Exemple :
Un ascenseur utilise de l'énergie électrique qui est transformée en énergie mécanique pour déplacer la cabine.
Ce système a besoin d'information pour connaître la destination et la position de la cabine.
La cabine se déplace, et s'arrête à l'étage voulu puis les portes s'ouvrent; le tout se fait automatiquement. Le système automatique est constitué de deux parties :
LA CHAINE D'ENERGIE : C'est la partie qui transforme l'énergie pour obtenir l'action voulue, c'est aussi la partie la plus visible du système.
LA CHAINE D'INFORMATION : c'est la partie qui prend les décisions selon les tâches que le système doit réaliser et à partir des informations qu'elle reçoit.
La chaîne d'information reçoit des informations et envoie des ordres.
La chaîne d'énergie fournit des informations et exécute des ordres.
Exemples de systèmes automatiques : système d'alarme, machine à laver, régulation de chauffage,...
Ordres
Chaîne d'information DECIDER
Chaîne d'énergie EXECUTER
Informations
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ANALYSE DE LA CHAINE D’INFORMATION CHAINE D'INFORMATION – CHAINE D'ENERGIE
FICHE DE CONNAISSANCES
ORGANISATION D'UN SYSTEME AUTOMATIQUE
FONCTIONS DE LA CHAINE D'INFORMATION FONCTIONS DE LA CHAINE D'ENERGIE
Ordres à exécuter
Température ambiante
Ordres
Alimenter Distribuer Convertir Transmettre
Consignes de l'utilisateur
Chaîne d'information Décider
Chaîne d'énergie Exécuter
Énergie utile
Informations ( comptes rendus)
Matière d'œuvre à l'état initial
Matière d'œuvre à l'état final
Informations vers l'utilisateur
FONCTION DU
SYSTEME
Acquérir l’information
Traiter l’information
Communiquer l’information
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Consignes de l'utilisateur
Informationsvers l'utilisateur
Exemple : le programmationd'un système de chau�ageL'utilisateur dialogue avecle système grâce au programmateur
ANALYSE DE LA CHAINE D’INFORMATION ACQUISITION DE L'INFORMATION
FICHE DE CONNAISSANCES
ACQUISITION ET FORME DU SIGNAL
Les capteurs sont des éléments qui transforment une grandeur physique en information électrique. Ils rendent compte de l’état du système à un moment donné.
L’information est délivrée sous la forme d'un signal qui sera exploité par la chaine d'information.
Les signaux :
Signal : Représentation dans le temps d'une grandeur physique porteuse d'information
Deux valeurs possibles Un grand nombre de valeurs possibles
Signal Logique Signal Analogique Signal Numérique
Un signal est dit logique si la grandeur de l’information ne peut prendre que deux valeurs : « tout ou rien ». « 0 ou 1 »
Un signal est analogique si la grandeur de l'information peut varier dans le temps (infinité de valeurs)
Un signal numérique se compose d'une suite d'informations logiques « 0 » et « 1 » qui représentent des nombres. Il résulte souvent du codage d'un signal analogique : c'est la numérisation.
Contact électrique ouvert ou fermé, lampe allumée ou éteinte
Température, Vitesse, Pression, ...
La valeur 00101110 représente le nombre 46 en décimal
Des capteurs :
Détecteur de présence
Contact porte
Contact de position Sonde Cellule
photoélectrique Capteur éolien
Présence / Absence
Ouverture / Fermeture
Travail / Repos Température Luminosité Vitesse vent
Signal Logique Signal Analogique ou Numérique
D'après un document réalisé par : JP Pontié et N Tourreau
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ANALYSE DE LA CHAINE D’INFORMATION ACQUISITION DE L'INFORMATION
FICHE DE CONNAISSANCES
NUMERISATION DU SIGNAL La transformation d'un signal analogique en signal numérique est appelée numérisation .
La numérisation comporte deux activités parallèles :
- Prélever une information régulièrement (valeur, couleur...)
- Coder chaque information obtenue à l'aide d'une série de 0 et 1
La qualité de la numérisation est liée à la quantité de bits utilisés pour le codage.
La numérisation est devenue très courante avec l'évolution des composants électroniques capables de traiter le signal numérique.
Le traitement numérique de l'information :
facilite le traitement et la communication de l'information
simplifie la structure des systèmes (dimensions, prix, ...) Exemples : scanner, appareils photo numérique
Scanner Modem Carte son
Numérisation d'une image
Numérisation et transmission du signal ADSL
Numérisation d'un son
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ANALYSE DE LA CHAINE D’INFORMATION TRAITER L'INFORMATION
FICHE DE CONNAISSANCES
TRAITEMENT DE L'INFORMATION
TRAITER consiste à décider des ordres à envoyer, au bon moment.
Dans les systèmes simples, le traitement dépend uniquement du choix et de l’ assemblage de composants, le fonctionnement ne peut pas être modifié. (Ex : un réveil mécanique)
Mais, les systèmes intègrent de plus en plus des composants programmables, le fonctionnement dépend alors du programme (ensemble d’instructions décrivant le fonctionnement attendu).
Exemple de carte électronique capable de réaliser un traitement (automate programmable):
Le Microcontrôleur est un composant programmable ayant une structure très proche de celle de l’ordinateur.
Il contient dans sa mémoire le programme qu’il exécute pour faire fonctionner le système.
Le programme est élaboré par l’homme puis placé en mémoire, il peut être modifié sans intervenir sur le matériel.
Pour réaliser un programme, il faut utiliser un langage de programmation
Il existe de nombreux langages de programmation, spécialisés selon les domaines d'utilisation.
Un langage emploie des instructions, conditions, répétitions et des règles d’écriture.
En domotique, on utilise surtout des langages naturels. Très proches du langage humain, souvent graphiques, ils demandent très peu d'apprentissage.
Aide à l’écriture Langages
L’algorithme est une suite logique d'actions élémentaires à effectuer dans un certain ordre pour résoudre un problème.
L’organigramme est une représentation graphique de l'algorithme.
Langage de programmation graphique simple
Un grafcet est une autre représentation graphique utilisée en milieu industriel.
Le code binaire est obtenu par un logiciel qui traduit le programme dans le langage de la machine, (Trop difficile à utiliser directement)
Pour du thé, il faut :
- prendre une casserole
- la remplir d'eau
- faire chauffer l'eau
- si l'eau bout, éteindre le feu
- ...
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ANALYSE DE LA CHAINE D’INFORMATION TRAITER L'INFORMATION
FICHE DE CONNAISSANCES
OPERATEURS LOGIQUES (OUI, NON, ET, OU) Les opérateurs logiques fournissent sur la sortie un résultat qui dépend uniquement de la combinaison des entrées. Les entrées et les sorties ne peuvent avoir que deux états logiques: Ces deux états sont désignés par 0 ou 1, ils correspondent à l’état réel de capteurs , d’appareils ou d’autre opérateurs :
- travail, fermé, allumé : 1 - repos, ouvert, éteint : 0
Exemple : Système d'éclairage automatique
Opérateur Logique
OUI 1 entrée, 1 sortie
NON 1 entrée, 1 sortie
ET plusieurs entrées, 1 sortie
OU plusieurs entrées, 1 sortie
Exemple : Système
d’éclairage automatique
Détecte la nuit
Détecte le jour
Détecte la présence
Détecte la présence
Si le capteur détecte l’obscurité (e=1) alors la lumière est allumée
(S=1)
Si le capteur ne détecte pas l’obscurité, (e=0)
alors la lumière est éteinte (S=0)
La lumière s'allume (S=1) s'il fait nuit (e1=1) ET que
la présence d’une personne est détectée
(e2=1).
La lumière s'allume (S=1)
s'il fait nuit (e1=1) OU si une personne est
détectée (e2=1) OU les deux.
Schéma électrique
Table de vérité
Entrée Sortie
A A
0 0
1 1
Entrée Sortie
A NON A
0 1
1 0
Entrée Sortie
A B A ET B
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Entrée Sortie
A B A OU B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Synthèse
La sortie possède un état identique à celui
de l’entrée
La sortie possède un état inverse de celui de
l’entrée
La sortie est à 1 si toutes les entrées sont à 1
La sortie est à 1 si au moins une entrée est à
1
Lumière extérieure : L (sortie)
Détecteur de présence : d (entrée)
Capteur d'obscurité : o (entrée) Capteur de
lumière : l (entrée)
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ANALYSE DE LA CHAINE D’INFORMATION COMMUNIQUER L'INFORMATION
FICHE DE CONNAISSANCES
LES INTERFACES
La chaine d’information communique à travers des interfaces (2 faces) qui sont des dispositifs de communication, il y a deux sortes d’interfaces :
Đ Une interface qui fait le lien avec la chaine d’information et la chaine d’énergie en transmettant (sans les modifier) les informations et les ordres.
Đ Une interface qui permet la dialogue entre l’utilisateur et le système (Boutons, voyants, clavier, écran).
Exemple d’interface USB liaison Imprimante /ordinateur :
Exemple d’interfaces utilisateur : Télécommandes :
Télécommande Interface: Emetteur/Récepteur Ondes radio
Volet Roulant
Pupitre de commande :
Ecrans tactiles (dialogue) :
Commande vocale :
D'après un document réalisé par : JP Pontié et N Tourreau
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ANALYSE DE LA CHAINE D’INFORMATION COMMUNIQUER L'INFORMATION
FICHE DE CONNAISSANCES
MODES DE TRANSMISSION
Les signaux peuvent être transportés : - par des câbles
- par des ondes électromagnétiques Le choix du mode de transmission dépend des applications mises en œuvre ou des besoins.
Avec support
La fibre optique (lumière) La fibre optique
Transport du signal ADSL
Le cuivre (électricité)
Circuit imprimé Cartes électroniques
Câble électrique Conduction du courant électrique
Sans support
Les ondes électromagnétiques (Selon la fréquence du signal porteur l’émetteur et le récepteur sont très proches ou très éloignés)
Satellites (radio) GPS Navigation par satellites
Wifi BLR Boucle Locale radio)
Connexion internet
Ondes (courtes, longues, VHF, UHF, THF) Modélisme Télé Radio
Onde infrarouges (lumière non visible) Télécommandes
LES BUS Un bus est constitué d’un ensemble de conducteurs, c’est une ligne sur laquelle on vient brancher des appareils, le bus transporte les informations (données) et l’énergie, chaque appareil est identifié par une adresse. On utilise les bus en domotique, mais aussi dans l’automobile, l’aviation, l’industrie… Le courant porteur en ligne (CPL) Le courant porteur est une technique qui permet le transfert d’information en passant par les lignes électriques (secteur). C’est une solution économique qui permet d’utiliser les installations existantes en domotique.
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