Capteurs et actionneurs : exercices corrigés de Seconde SNT

Repère ce qui mesure : (a) et (d) relèvent des grandeurs physiques, ce sont des capteurs. La carte les intègre déjà, aucun capteur n'est à ajouter ¹.

Repère ce qui agit : (b), la pompe, transforme de l'énergie électrique en écoulement d'eau. C'est un actionneur, car il modifie l'état du système piloté ³.

Repère ce qui montre ou transmet : (c) affiche les valeurs et (e) les reçoit par Bluetooth ¹. Ce ne sont ni des capteurs ni des actionneurs : ils servent à l'échange avec l'utilisateur.

Écris la réponse : capteurs (a) et (d) ; actionneur (b) ; affichage et communication (c) et (e).

Commence par ce qui entre dans le système : l'étape 2, la mesure faite par le capteur.

Place ensuite le traitement : l'étape 3, la comparaison avec le seuil, puis l'étape 4, l'ordre donné si la terre est trop sèche.

Termine par l'effet : l'étape 1, la pompe qui démarre. L'ordre complet est donc 2, 3, 4, 1.

Répartis : les étapes 2 et 3 forment la chaîne d'information (acquérir puis traiter) ; les étapes 4 et 1 forment la chaîne d'action (ordonner puis agir) ².

Écris la condition : l'arrosage part si $h < 40$, où $h$ est l'humidité relevée.

Teste 45 : $45 < 40$ est faux, pas d'arrosage.

Teste 38 : vrai. Teste 52 : faux. Teste 31 : vrai.

Teste 40 : $40 < 40$ est faux, car l'inégalité est stricte. Teste 29 : vrai.

Compte les relevés qui déclenchent l'arrosage : 38, 31 et 29, soit 3 relevés.

Additionne les mesures : $18 + 21 + 24 + 19 = 82$.

Compte les mesures : il y en a 4.

Divise la somme par le nombre de mesures : $\dfrac{82}{4} = 20{,}5$.

Conclus : la carte affiche 20,5 °C.

Convertis la durée : $24 \times 60 = 1\,440$ minutes.

Divise par l'intervalle : $\dfrac{1\,440}{30} = 48$.

Interprète : on obtient 48 intervalles de 30 minutes. Avec un relevé au début de chaque intervalle (0 h, 0 h 30, …, 23 h 30), le programme enregistre 48 relevés.

Convertis la durée : $90\ \text{s} = \dfrac{90}{60}\ \text{min} = 1{,}5\ \text{min}$.

Écris la relation : volume = débit × durée.

Calcule : $2\ \text{L/min} \times 1{,}5\ \text{min} = 3\ \text{L}$.

Vérifie l'unité : les minutes se simplifient, il reste des litres.

Calcule la durée de fonctionnement par jour : $5 \times 3 = 15$ minutes.

Convertis en heures : $\dfrac{15}{60} = 0{,}25\ \text{h}$.

Applique la relation énergie = puissance × durée : $6\ \text{W} \times 0{,}25\ \text{h} = 1{,}5\ \text{Wh}$.

Conclus : la pompe consomme 1,5 Wh par jour. C'est de l'énergie fournie au dispositif, qu'il transforme en écoulement d'eau ³.

Prévois une variable pompe_active qui vaut faux au départ.

Dans une boucle infinie, lis la mesure : h = lire_humidite().

Si h < 30, mets pompe_active à vrai et ordonne le démarrage de la pompe ; sinon, si h >= 60, mets pompe_active à faux et ordonne son arrêt ; sinon, ne change rien.

Affiche h sur la matrice de LED à chaque tour, puis attends l'intervalle prévu avant de recommencer.

Explique le choix : avec un seul seuil à 40 %, une humidité qui oscille autour de 40 % allumerait et éteindrait la pompe sans cesse. Deux seuils laissent une zone intermédiaire où l'état ne change pas, ce qui évite ces commutations répétées et ménage l'actionneur.