Technologie · 5e
Capteurs et actionneurs : exercices corrigés de 5e
Publié le 10 novembre 2026 · Mis à jour le 10 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- Un capteur mesure une grandeur physique et la transforme en signal électrique ; un actionneur transforme l'énergie reçue en action.
- Le microcontrôleur est programmable : il traite les informations des capteurs et pilote le système.
- Un capteur TOR donne 0 ou 1 ; un capteur analogique donne une valeur qui varie de façon continue.
- Un programme compare souvent une mesure à un seuil pour déclencher une action.
Comment utiliser ces exercices
Ces exercices s'appuient sur l'idée que tu as déjà vue : un algorithme devient un programme que le système exécute. Ici, tu observes ce qui entre dans le programme (les mesures des capteurs) et ce qui en sort (les actions des actionneurs). Essaie chaque exercice seul avant d'ouvrir les indices, puis compare avec la correction étape par étape.
Rappel des définitions utiles
Les exercices
Exercice 1 Capteur, microcontrôleur ou actionneur ?
Classe chaque élément d'une porte de garage automatique dans l'une des trois familles : capteur, microcontrôleur, actionneur.
- Le détecteur qui repère une voiture devant la porte.
- Le moteur qui fait monter la porte.
- La carte électronique programmable qui décide d'ouvrir.
- Le détecteur qui repère un obstacle sous la porte pendant qu'elle descend.
Indice 1
Pose-toi la question : cet élément mesure, décide ou agit ?
Indice 2
Un moteur transforme de l'énergie en mouvement.
Voir la correction pas à pas
Le détecteur de voiture mesure une information du monde extérieur (présence) : c'est un capteur.
Le moteur transforme l'énergie électrique en mouvement de la porte : c'est un actionneur.
La carte programmable reçoit les informations et décide : c'est le microcontrôleur.
Le détecteur d'obstacle repère la présence d'un objet : c'est un second capteur.
Capteurs : 1 et 4. Microcontrôleur : 3. Actionneur : 2. Remarque que deux capteurs différents peuvent travailler dans le même système.
Exercice 2 Tout ou rien, ou analogique ?
Pour chaque capteur, dis si son signal est de type TOR (0 ou 1) ou analogique (valeurs continues).
- Un interrupteur de fin de course : la porte est fermée ou non.
- Un capteur de température qui indique 18,4 °C, puis 18,9 °C.
- Un capteur de présence qui répond « personne » ou « quelqu'un ».
- Un capteur de lumière qui donne une tension de 0 V à 5 V selon l'éclairement.
Indice 1
Si seulement deux états sont possibles, c'est du TOR.
Indice 2
Si la valeur peut se trouver entre deux valeurs, c'est de l'analogique.
Voir la correction pas à pas
La fin de course n'a que deux états (fermée ou non) : TOR.
La température passe par toutes les valeurs intermédiaires possibles : analogique.
Présence ou absence, deux états seulement : TOR.
Une tension qui varie de façon continue entre 0 V et 5 V : analogique.
TOR : 1 et 3. Analogique : 2 et 4. Un capteur analogique donne plus d'informations ; pour décider d'une action, le programme compare souvent sa valeur à un seuil.
Exercice 3 Compter les détections
Un capteur de présence TOR est installé dans un couloir. Le microcontrôleur lit son état huit fois de suite et obtient : 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1.
Combien de lectures indiquent qu'une personne est détectée (état 1) ?
Indice 1
L'état 1 signifie qu'il y a détection.
Indice 2
Additionne les valeurs : chaque 1 compte pour 1, chaque 0 pour 0.
Voir la correction pas à pas
On rappelle que l'état 1 correspond à une détection et l'état 0 à une absence de détection.
On additionne les huit valeurs : 1 + 0 + 1 + 1 + 0 + 0 + 1 + 1.
Le total est 5.
Cinq lectures sur huit signalent une présence. L'addition des 1 est une façon simple de compter les détections.
Exercice 4 Le ventilateur et le seuil
Un système de refroidissement allume un ventilateur lorsque la température mesurée est strictement supérieure à 20 °C. Le capteur relève successivement : 18, 19, 21, 23, 22, 19 (en °C).
- Écris la condition sous la forme « si… alors… ».
- Pour combien de relevés le ventilateur est-il allumé ?
- Indique l'actionneur et le capteur.
Indice 1
Compare chaque valeur au seuil de 20 °C.
Indice 2
Une valeur égale à 20 ne déclencherait rien, car la condition est stricte.
Voir la correction pas à pas
Condition : si température > 20 °C alors allumer le ventilateur.
On compare chaque relevé au seuil : 18 non, 19 non, 21 oui, 23 oui, 22 oui, 19 non.
On compte les relevés « oui » : 3.
Le capteur est le capteur de température ; l'actionneur est le ventilateur (ou son moteur).
Le ventilateur est allumé pour 3 relevés. C'est la comparaison à un seuil qui transforme une mesure analogique en décision.
Exercice 5 Le podomètre compte les pas
Un podomètre lit les valeurs d'un accéléromètre (unités arbitraires) : 0,8 ; 1,6 ; 0,9 ; 1,7 ; 0,7 ; 1,5 ; 0,8. Le programme compte un pas chaque fois que la valeur dépasse le seuil de 1,2.
- Combien de pas sont comptés ?
- Que se passerait-il avec un seuil réglé à 2 ?
- Pourquoi un mauvais seuil peut-il faire confondre marche et course ?
Indice 1
Repère les valeurs supérieures à 1,2.
Indice 2
Un seuil trop haut manque des pas ; un seuil trop bas en invente.
Voir la correction pas à pas
On garde les valeurs supérieures à 1,2 : 1,6 ; 1,7 ; 1,5.
On compte ces valeurs : 3 pas.
Avec un seuil de 2, aucune valeur ne le dépasse : 0 pas comptés, le podomètre ne verrait rien.
Un seuil unique ne distingue pas bien deux mouvements d'intensités voisines ; la course produit des valeurs plus fortes, il faut donc analyser les données pour choisir ou ajouter des seuils adaptés.
Le podomètre compte 3 pas. Le choix du seuil décide de ce que l'objet « voit » : c'est le sens de la question d'une séquence où l'on étudie pourquoi un podomètre peut confondre marche et course.1
Exercice 6 Lire une tension de capteur de lumière
Un capteur de lumière envoie au microcontrôleur une tension comprise entre 0 V et 5 V. À un instant donné, la tension lue est 3,2 V.
- Quelle part de l'échelle complète cette valeur représente-t-elle, en pourcentage ?
- Le programme allume un lampadaire si la tension est inférieure à 1,5 V. Le lampadaire s'allume-t-il ?
Indice 1
Divise la valeur lue par la valeur maximale, puis multiplie par 100.
Indice 2
Compare 3,2 V à 1,5 V.
Voir la correction pas à pas
Part de l'échelle : 3,2 ÷ 5 = 0,64.
En pourcentage : 0,64 × 100 = 64 %.
On compare à la condition : 3,2 V n'est pas inférieur à 1,5 V.
Le lampadaire reste donc éteint.
La tension lue représente 64 % de l'échelle. Ici, le programme allume le lampadaire seulement quand la tension descend sous 1,5 V : c'est la condition écrite dans le programme qui décide.
Exercice 7 Concevoir la chaîne d'une lampe automatique
On veut une lampe d'escalier qui s'allume seulement quand quelqu'un est présent et qu'il fait sombre.
- Liste les composants nécessaires et donne leur fonction.
- Écris l'algorithme sous forme de texte, avec une condition.
- Dis quel capteur est TOR et lequel peut être analogique.
- Propose un moyen de prévenir l'utilisateur que la lampe est active.
Indice 1
Il faut deux capteurs, un microcontrôleur et un actionneur.
Indice 2
Pour « et », les deux conditions doivent être vraies en même temps.
Voir la correction pas à pas
Composants : un capteur de présence (détecte une personne), un capteur de lumière (mesure l'éclairement), un microcontrôleur (traite les informations), une lampe (actionneur).
Algorithme : répéter sans fin ; lire la présence ; lire la lumière ; si présence = 1 et lumière < seuil alors allumer la lampe sinon l'éteindre.
Le capteur de présence peut être TOR (0 ou 1) ; le capteur de lumière peut être analogique, comparé à un seuil.
Pour informer l'utilisateur, on ajoute un afficheur ou un petit voyant : c'est la partie interface de la chaîne d'information.1
Tu retrouves la chaîne complète : capteurs, microcontrôleur, actionneur, interface. Le mot « et » impose que les deux conditions soient vraies ensemble.
Exercice 8 Temps de réaction des boîtiers lumineux
Dans un entraînement sportif interactif, des boîtiers lumineux s'allument de façon aléatoire et le joueur doit les éteindre en les touchant.1 Cinq boîtiers ont été éteints en : 0,8 s ; 1,2 s ; 0,9 s ; 1,1 s ; 1,0 s.
- Calcule le temps moyen d'extinction.
- Quel est le capteur dans un boîtier ? Quel est l'actionneur ?
- Le programme doit afficher « trop lent » si le temps dépasse 1,1 s. Pour combien de boîtiers ce message apparaît-il ?
Indice 1
La moyenne est la somme des temps divisée par leur nombre.
Indice 2
« Dépasse 1,1 s » signifie strictement plus grand que 1,1 s.
Voir la correction pas à pas
Somme des temps : 0,8 + 1,2 + 0,9 + 1,1 + 1,0 = 5,0 s.
Moyenne : 5,0 ÷ 5 = 1,0 s.
Le capteur est celui qui détecte le toucher du joueur ; l'actionneur est la lumière du boîtier (la diode qui s'allume ou s'éteint).
On compare chaque temps à 1,1 s : seul 1,2 s est strictement supérieur. Le message apparaît donc une seule fois.
Le temps moyen est de 1,0 s et un seul boîtier déclenche « trop lent ». Le seuil sert ici à évaluer la performance du joueur.
Les questions qu'on se pose
Comment savoir si un composant est un capteur ou un actionneur ?
Regarde le sens de l'information. Un capteur reçoit quelque chose du monde réel (chaleur, lumière, présence) et l'envoie au microcontrôleur sous forme de signal électrique.5 Un actionneur fait l'inverse : il reçoit un ordre et agit sur le monde réel, par exemple en faisant tourner un moteur ou en allumant une lampe.5
À quoi sert un seuil dans un programme ?
Un capteur analogique donne une valeur qui varie de façon continue.3 Pour décider d'agir, le programme compare cette valeur à un seuil : si la mesure le dépasse (ou reste en dessous), il déclenche l'action. Un seuil bien choisi évite les actions inutiles et les oublis, comme on l'a vu avec le podomètre.
Sources
Programme visé : L'informatique industrielle au cœur de la technologie au cycle 4 · Éduscol (Ministère de l'Éducation)
- L'informatique industrielle au cœur de la technologie au cycle 4, Éduscol (Ministère de l'Éducation). Consulté le 10 novembre 2026.
- Capteurs, microcontrôleur et interfaces hommes-machines, Éduscol. Consulté le 10 novembre 2026.
- Informatique et programmation, Éduscol. Consulté le 10 novembre 2026.
- Cahier Édunum Technologie n°34, Éduscol. Consulté le 10 novembre 2026.
- Les constituants de la chaîne d'information, Éduscol. Consulté le 10 novembre 2026.
- Capteur, actionneur et interface — Fiche pédagogique, Académie de Bordeaux. Consulté le 10 novembre 2026.
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