Cours ; Applications 2 ème SM-B- Doc : élève

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1 L INFORMATION 1- SITUATION PROBLÈME : Pour éviter l'entrée au parking d'un nombre de voiture qui dépasse sa capacité et prévenir ainsi les problèmes d'embouteillages, nous devons communiquer aux clients une information sur l'état du parking qui peut être : Libre : s'il y a encoure des places pour stationner Occupé : si le parking est plein Comment peut-on réaliser cela? Plusieurs solutions technologiques sont envisageables. Dans ce cas l'information à communiquer est binaire (2 états) donc tout phénomène physique ou objet possédant au moins 2 valeurs ou 2 états peuvent être utilisés : Afficher ou retirer un panneau Utiliser les feux bicolores Opérateur (parle ou signe) Utiliser les bornes escamotables Le FAST de la fonction communiquer de cet exemple : 2- LES DIFFÉRENTS TYPES DE COMMUNICATION ET LE DIALOGUE HOMME/MACHINE : Les différents types de communication : - Un système automatique effectue les tâches opératives et gère le processus sans intervention humaine, mais il faut, très souvent, un opérateur surveillant son comportement. Un échange d'information existe entre le système et l'opérateur. Pour répondre à l'évolution de la productivité (pour les industriels), les systèmes modernes doivent communiquer entre eux ou avec des systèmes informatiques. La transmission d'un grand nombre d'informations nécessite l'intersection des différents constituants et la mise en place de réseaux de communication. - La fonction "communiquer" prend alors deux formes distinctes : le dialogue Homme/Machine et la communication Système/Système. Le dialogue Homme/Machine : On distingue trois types de dialogue homme / machine : - Le dialogue d'exploitation est assuré par les constituants de dialogue (pupitre) pour permettre la conduite du système dans tous les modes de fonctionnement pour lesquels il a été prévu ; - Le dialogue de programmation permet d'écrire, de mettre au point et de modifier le programme ; - Le dialogue de supervision permet de contrôler l'évolution de l'ensemble du système en production normale et de prévenir d'éventuelles défaillances. 333

2 L INFORMATION Constituants du dialogue de programmation et de supervision Poste central de supervision P.A.O (logiciel Automgen) Terminal et logiciel de supervision Questions : 1- Parmi les systèmes suivants, citer ceux qui permettent uniquement un dialogue d'exploitation : téléphone portable ; lave linge ; lecteur enregistreur de DVD. 2- Quels types de dialogue peut-on envisager sur un système équipé d'un API? Réponse : 1- Parmi les systèmes cités, celui qui permet un dialogue d exploitation est : Téléphone portable 2- Les types de dialogue que l on peut envisager sur un système équipé d un API sont exploitation, maintenance, programmation. 3- LE DIALOGUE D'EXPLOITATION : A différents stades de l'exploitation, l'opérateur dialogue avec le système pour : La conduite en fonctionnement normal ; l'opérateur fournit des consignes et reçoit des messages par l'intermédiaire d'un pupitre d'exploitation ; Le réglage, changement de production, intervention sur la partie opérative (réglage de vitesse,...) modification de paramètres (nombre de pièces produites,...) La maintenance après arrêt d'urgence, défaillance ou détérioration, pour déterminer les causes (diagnostic). Constituants du dialogue d'exploitation Bouton poussoir Arrêt d'urgence à clef Interrupteur à pédale Commutateur multi-positions Potentiomètre Bouton à bascule Interrupteur à clef Arrêt d'urgence Clavier alphanumérique Manipulateur Constituants du dialogue réalisant une fonction de visualisation Buzzer Voyants Afficheur numérique Balise (signal sonore) Sirène (signal sonore) Feux rotatifs Afficheur analogique Afficheur alphanumérique 334

3 L INFORMATION Constituants du dialogue réalisant une fonction de consigne et de visualisation Terminal Micro-terminal Poussoir lumineux Sélecteur lumineux d'exploitation d'exploitation Questions : 1- Quel constituant ne se trouve pas sur un terminal de dialogue? afficheur alphanumérique ; buzzer ; clavier alphanumérique ; touches fonctions. 2- Quel action de dialogue correspond à un réglage? mise en énergie ; mettre en marche ; modifier le volume sonore. 3- Identifier les constituants qui réalisent une entrée d'information : Buzzer ; Clavier Bouton poussoir; Afficheur ; Potentiomètre; Interrupteur à pédale ; Voyants. Réponse : 1- Le constituant qui ne se trouve pas sur un terminal de dialogue est : le buzzer. 2- L action de dialogue qui correspond à un réglage est : modifier un volume sonore. 3- Les constituants qui réalisent une entrée d information sont : - bouton-poussoir ; - clavier ; - potentiomètre ; - interrupteur à pédale. 4- PRINCIPE DE LA COMMUNICATION HUMAIN : (La transmission des données) La communication humaine met en œuvre une chaîne d'organes permettant d'envoyer des informations depuis un cerveau vers un autre cerveau (siège de la pensée humaine). Transmission d'un message entre systèmes : Tout comme la communication humaine, la communication entre systèmes s'effectue à travers une chaîne d'éléments dont l'analogie avec l'homme est remarquable. (Tout comme la communication humaine, qui met en œuvre une chaîne d'organes permettant d'envoyer des messages à un interlocuteur, la communication entre systèmes s'effectue à travers une chaîne d'éléments) Quelques termes utilisés : - Bus : il s'agit d'une série de fils électriques par lesquels sont véhiculées, sous forme numérique (des Octets), les informations à transmettre. - Coupleur de communication : unité de traitement autonome ayant pour unique fonction de gérer des transmissions de données (envoie, réception, gestion de la ligne de transmission, vérification d'erreur etc...). - Modem : fonction identique au coupleur de communication mais adapté aux lignes téléphoniques. 335

4 L INFORMATION 5- CODAGE DE L'INFORMATION : (La transmission des données) La transmission de données consiste à coder des informations de façon à pouvoir être véhiculées sur un support adapté. Le codage se fait par des bits (0 ou 1 logique), la transmission est caractérisée par son débit qui s'exprime en BAUD (bit par seconde). Dans le cas des transmissions numériques, le codage se fait par des 0 et des 1 logiques. Chaque niveau logique correspondant à un niveau de tension ou courant. Les différentes normes spécifient les niveaux du 0 et du 1 logique (niveau de tension, de courant, de fréquence). La transmission des bits de données peut être véhiculée de deux façons différentes : en PARALLÈLE ou en SÉRIE Transmission parallèle : Les données en sortie des organes de traitement de l'information sont présentées généralement sous forme de mots de n bits. La transmission parallèle consiste a émettre simultanément ces n bits d'information et nécessite par conséquent une ligne de transmission de n fils appelée bus, associée à des fils de contrôle et de commande. Ce type de liaison est utilisé pour transmettre des données sur de courts distances (quelques mètres). Transmission parallèle par signaux électrique Cordon de liaison parallèle "CENTRONICS" entre un PC et une imprimante 5.2- Transmission série asynchrone : En environnement industriel on préfère utiliser la transmission Série asynchrone plus simple à mettre en œuvre et moins coûteuse. La ligne ne comporte qu'un fil ; les éléments binaires d'informations (bits) d'un mot ou caractère sont alors envoyés successivement les uns après les autres (sérialisation) au rythme d'un signal d'horloge. Le récepteur effectue I' opération inverse : transformation Série / parallèle à partir de son horloge ayant la même fréquence que celle de l'émetteur. Connecteur USB Transmission série asynchrone par signaux électrique (Universel Serial Bus) souvent utilisé pour de nombreux périphérique 5.3- Transmission par infrarouge (IrDa : infrared data) : Le stylo scanner C-pen 800 permet de transférer des données directement sur un ordinateur ou d'envoyer des SMS dans un téléphone portable via son port infrarouge (très courtes distances, sans obstacle). Transmission par infrarouge Port infrarouge du stylo scanner C-Pen Stylo scanner C-Pen 336

5 L INFORMATION 5.4- Transmission par ondes radio (Bluetooth) : Le bluetooth utilise une liaison par ondes radioélectriques courte distance (10 m) sur la bande de fréquence :2,45 GHz. On peut ainsi imprimer des photos à partir d'un téléphone portable Transmission par ondes radio (WI-FI) : Le nouveau standard de communication WI-FI (WIreless-FIdelity) sans fil utilise les ondes radioélectriques à 2,4 GHz. Elles permettent de relier entre eux différentes appareils de la maison (ordinateurs fixe et portable, console de jeux, lecteur MP3, imprimante, etc...), de partager un accès Internet ou d'accéder à des réseaux dans certains lieux publics (hot spots) avec une portée de 100 m sans obstacle. Questions : 1- Énoncer la différence fondamentale entre les modes de transmission série et parallèle. 2- Relever dans votre environnement quelques applications courantes d'une liaison infrarouge 3- Comparer la transmission par infrarouge et onde radio ; énoncer les limites de la liaison infrarouge Réponse : 1- Transmission parallèle : plusieurs informations sont transmises simultanément. Transmission série : les informations sont transmises l une après l autre. 2- Voici quelques applications courantes d une liaison infrarouge : - Télécommande pour : (téléviseur ; chaîne Hi-fi ; ouverture de portail ; éclairage, ) -Transmission de données numériques. 3- Contrairement aux infrarouges, les ultrasons traversent les obstacles (parois, murs, ). Les infrarouges seront donc utilisés pour des applications de courte distance, sans obstacle. 6- LE MODE DE TRANSMISSION : 6.1- MODE SIMPLEX (Unilatéral) : Dans ce mode, l'émetteur émet des ordres, le récepteur les exécute uniquement. Le récepteur ne peut pas renvoyer un message. Analogie avec l'homme : 6.2- MODE HALF DUPLEX (Bilatéral à l'internant) : Dans ce mode, émetteur et récepteur peuvent recevoir et envoyer des messages. Cependant, chaque partie ne peut pas émettre et recevoir en même temps. L'être humain communique majoritairement sous cette forme car c'est elle qui permet de comprendre au mieux le message (couper la parole de quelqu'un, c'est vouloir émettre un message en même temps. La communication devient alors difficile). Analogie avec l'homme 6.3- MODE FULL DUPLEX (Bilatéral simultané): Dans ce mode, chaque partie peut émettre et recevoir en même temps. Cette forme de communication permet aux organes de traitement d'émettre en même temps (donc de recevoir en même temps aussi) cela nécessite dans ce cas, 2 voies de communication. Analogie avec l'homme : 337

6 L INFORMATION 7- FORMAT D'ÉCHANGE : Les transmissions de données se fait dans beaucoup de cas, par le codage de caractères codés en binaire. La table de conversion des ces caractères en code binaire s'appelle le code ASCII (American Standart Code for Information Interchange). C'est le code ASCII qui permet de coder les touches du clavier informatique. Le code ASCII étant un standard. Qu'est ce que le format d'échange? Un caractère codé en ASCII n'est pas transmis seul. Il est associé à des bits de contrôle. Légende bit de START : Il indique le début de l'émission d'un caractère. Il peut être au 0 ou 1logique. bit de parité : Le bit de parité est un moyen simple de vérifier la validité d'un message en indiquant si le nombre de 1 Logiques, sur l'ensemble du message, est pair ou impair. S'il apparaît une discordance entre le nombre de 1 Logiques dénombré à la réception et le nombre indiqué par ce bit de parité, c'est qu'il y a erreur de transmission. Cette méthode rudimentaire fonctionne bien si la probabilité d'erreur est inférieure à 1 bit sur 8. bit de STOP : Le bit de STOP indique la fin d'émission du caractère. Il peut être au 0 ou 1 logique. - L information unitaire est appelée le bit (binary digit = chiffre binaire). - Les bits peuvent être regroupés en mots. - Le mot le plus courant est l octet qui regroupe 8 bits (un octet = un byte). - Dans un octet, le bit le plus à droite est appelé bit de poids faible et celui le plus à gauche est appelé bit de poids fort. - Le kilo-octet (Ko ou KB) = 1024 octets ; - Le méga-octet (Mo ou MB) = 1024 Ko ; - Le giga-octet (Go ou GB) = 1024 Mo ; - Le téra-octet (To ou TB) = 1024 Go. EXEMPLE : Dans l'exemple ci-dessous, on désire transmettre le caractère L avec une parité PAIRE 338

7 L INFORMATION Cours ; Applications 2 ème SM-B- Dans l'exemple suivant, on désire transmettre le caractère T avec une parité IMPAIRE. 8- VITESSE DE TRANSMISSION : Elle définit la vitesse d'émission d'une information élémentaire. L'information élémentaire dans le cas des machines, c'est le bit. Cette vitesse se mesure en Bits Par Seconde (BPS). Pour pouvoir communiquer correctement, l'émetteur et le récepteur doivent fonctionner à la même vitesse. Certaines vitesses sont souvent utilisées : 4800 BPS, 9600 BPS, BPS, BPS, etc... Plus la vitesse de transmission est élevée, et plus un message sera transmis rapidement. 9- LE PROTOCOLE : Deux personnes peuvent utiliser le même type de liaison, le même mode de transmission, la même vitesse de transmission sans toutefois se comprendre. Cela ne suffit pas. Analogie avec l'homme 339

8 L INFORMATION LE SUPPORT PHYSIQUE EST LE MÊME MAIS LA COMMUNICATION NE PEUT PAS S'ÉTABLIR. Il faut donc, non seulement un support physique, mais aussi un LANGAGE. Le langage utilisé pour communiquer entre les différents organes de traitement des données s'appelle : LE PROTOCOLE Le PROTOCOLE doit comporter non seulement des mots compréhensibles par les interlocuteurs, mais aussi un code d'émission et de réception. Ici la communication s'établit de la façon suivante : Ici, le protocole c'est la langue (analogie avec l'homme) LA COMMUNICATION PEUT S'ÉTABLIR CAR LE SUPPORT PHYSIQUE ET LE PROTOCOLE SONT LES MÊMES. Bonjour! (servant à avertir qu'un message va être envoyé) Quelle heure est-il? (requête pour une demande d'information et attente de réponse) Il est 20 H 30 (transmission de l'information) Merci! (accusé réception du message = message bien reçu) 10- LE CODE A.S.C.I.I (American Standart Code for Information Interchange) : Dans beaucoup d'applications industrielles, la communication entre organes de traitement ne se fait pas émission de caractères. Le code ASCII associe chaque caractère d'un clavier à un code binaire sur 7 ou 8 bits. Le tableau ci-contre permet de codifier les caractères sous forme d'un code binaire, décimal ou hexadécimal. 340

9 L INFORMATION Cours ; Applications Comment lire le tableau? Code ASCII du caractère B : en Binaire 2 ème SM-B- Code ASCII du caractère B : en Hexadécimal Code ASCII du caractère B : en Décimal 341