Notions de signal et d'information

Annabelle et Lahcène, profs de techno, proposent un cours autour des notions de signal et d'information. Ils proposent un cas pratique d'alerte en cas de canicule.

Retrouvez le support de cours en PDF.

Les gestes à adopter en cas de canicule

Les canicules sont de plus en plus fréquentes en France. Il existe certains comportements à adopter pour ce protéger en cas de fortes chaleurs : rester chez soi entre 12h et 16h, manger et s'hydrater, rafraîchir sa maison, rester en contact avec les personnes les plus fragiles...

Un moyen de prévention efficace pourrait être d'installer chez soi un thermomètre fiable possédant une communication visuelle et sonore afin qu'il soit accessible à tous, et qui lance un signal d'alerte lorsque la température atteint un certain seuil.

Cahier des charges et modélisation fonctionnelle

Le cahier des charges du système pluri-technologique du thermomètre

• mesurer la température (de -5°C à +50°C) avec un capteur,
• afficher la température sous la forme de bargraphe,
• produire un signal sonore au dessus de 35°C,
• doter le système d’une procédure de test afficheur.

Modélisation fonctionnelle de notre système pluri technologique communicant

Voici le système pluri-technologique du thermomètre : information entrante (température) > chaîne d'information (mesure des niveaux de température) > commande vers la chaîne d'énergie > énergie entrante (électricité) > chaîne d'énergie (signalisation dans la pièce) > énergie sortante (électricté, allumer les LEDs, sonner le buzzer).

La chaîne d'information comporte 3 blocs fonction : acquérir, traiter et communiquer.

Acquérir est la fonction qui permet de prélever les informations à l'aide de capteurs ou de détecteurs. .

Qu’est-ce qu’un capteur ?

Un capteur est un composant qui  prélève une grandeur physique pour élaborer une autre grandeur physique de nature différente appelée « signal » (souvent électrique).

• Des capteurs : ils acquièrent une grandeur physique et délivrent un signal proportionnel à cette grandeur physique. Ce signal peut prendre n’importe quelle valeur sur une plage de variation. Il est dit analogique.
• Des détecteurs : ils indiquent si une grandeur physique est présente ou non. Le signal qu’il délivre est codé sur un seul bit 0 ou 1. C’est un signal logique.

Signal et information

Un signal est une grandeur physique. Une information est un message à communiquer ou à recevoir. Une fois traité, le signal devient une information. Une information peut être de nature logique ou analogique. Le choix du capteur dépend de la nature de la grandeur physique et du signal souhaité, logique ou analogique.

Un capteur fournit deux types de signaux :

• le signal logique qui ne prend que deux valeurs,
• le signal analogique qui prend une infinité de valeurs continues et qui doit être numérisé pour pouvoir être traité par un système numérique : c'est la numérisation du signal.

Le capteur logique

Dès qu'un événement est détecté, le capteur logique délivre un signal. C'est un détecteur. Le capteur analogique, lui, délivre un signal électrique proportionnel à la grandeur physique, avec une infinité de valeurs.

Le capteur analogique

Pour être traitée par un système numérique, il faut que la grandeur analogique soit transformée en grandeur numérique, avec un convertisseur. En utilisant un capteur de température proposant une plage de -5°C à 50°C, on peut donc utiliser l’afficheur 25 LEDs pour faire un bargraphe et un buzzer pour avertir d’une trop haute température. Il faut d'abord pour cela réaliser un algorigramme. Il s'agit d'un outil graphique qui représente une suite d’instructions. Il utilise des symboles normalisés et se lit de haut en bas.