Chaîne d'information

En clair. Acquérir → traiter → communiquer → restituer.

Ce qu'on te demande au bac STI2D : maîtriser le vocabulaire de « Chaîne d'information », savoir refaire les calculs ou raisonnements du cours et les appliquer à un cas concret.

Conseil de révision. Relis d'abord l'encadré, puis fais le quiz : si tu bloques, reprends la partie correspondante du cours.

Introduction

La chaîne d'information décrit comment un système numérique perçoit, traite, communique et affiche l'information. Elle interagit avec la chaîne d'énergie qu'elle pilote.

Les 4 fonctions

1. Acquérir : capteurs (analogiques ou numériques) mesurent une grandeur physique (température, position, lumière, courant, force).
2. Traiter : microcontrôleur, FPGA ou PC exécute des algorithmes (filtrage, décision, régulation).
3. Communiquer : transmission filaire (série, I2C, SPI, CAN, Ethernet) ou sans fil (Wi-Fi, BLE, LoRa).
4. Restituer : afficheur, LED, actionneur, alerte, envoi cloud.

Capteurs

Conditionnement et CAN

• Amplificateur d'instrumentation, filtre RC anti-repliement.
• CAN (convertisseur analogique-numérique) : résolution n bits → $2^n$ niveaux.
• Théorème de Shannon-Nyquist : $f_{éch} \geq 2 \cdot f_{max}$.

Traitement numérique

• Microcontrôleurs : Atmel AVR (Arduino), ESP32, STM32, PIC.
• FPGA / SoC : Zynq, Cyclone.
• Raspberry Pi, Nvidia Jetson pour IA embarquée.
• Programmation en C/C++, Python (MicroPython), assembleur.

Communication

• Filaire courte distance : UART, I2C, SPI, USB, CAN (automobile).
• Filaire moyenne/longue : RS-485, Ethernet, PoE.
• Sans fil courte portée : Bluetooth 5.3, BLE, NFC, Zigbee, Z-Wave.
• Sans fil longue portée : Wi-Fi 6/7, LoRaWAN, Sigfox, LTE-M, NB-IoT, 5G.

Restitution

• Actionneurs : servomoteur, moteur pas-à-pas, LED, buzzer, écran OLED/TFT/e-ink.
• Cloud : MQTT vers broker (Mosquitto), Home Assistant, ThingsBoard, AWS IoT Core.
• Notifications utilisateur : SMS (Twilio), e-mail, push (Firebase).

Exemple : arrosage automatique connecté

• Acquérir : humidité sol (analogique), température (DHT22), pluie prévue (API météo).
• Traiter : ESP32 + logique fuzzy pour décider d'arroser.
• Communiquer : Wi-Fi vers Home Assistant.
• Restituer : ouverture d'électrovanne, notification, historique dashboard Grafana.

Norme et sécurité

• Compatibilité électromagnétique CEM (EN 55032).
• Sécurité produit CE, RGPD si données personnelles.
• Chiffrement TLS pour tout envoi cloud.