33 - Périphériques et IHM

Les exercices se font dans Thonny, dans le fichier 33_peripheriques_et_ihm.py.

Cours associé : 24 - Périphériques et IHM .

Exercice 0 : QCM – vérification des connaissances

Pour chaque question, une seule réponse est correcte.

1. Qu’est-ce qu’un capteur ?

• A. Un composant qui transforme une commande du programme en mouvement
• B. Un composant qui mesure une grandeur physique et la transmet au programme sous forme de nombre
• C. Un programme qui décide de l’action à effectuer
• D. Un câble qui relie un périphérique à l’ordinateur

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2. Lequel de ces composants est un actionneur ?

• A. Un détecteur de mouvement
• B. Une sonde de température
• C. Un moteur
• D. Une touche de clavier

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3. Dans quel ordre se déroule la chaîne d’un système qui réagit à son environnement ?

• A. Action, mesure, décision
• B. Décision, mesure, action
• C. Mesure, action, décision
• D. Mesure, décision, action

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4. Un écran tactile est :

• A. seulement un périphérique d’entrée
• B. seulement un périphérique de sortie
• C. à la fois un périphérique d’entrée et un périphérique de sortie
• D. ni l’un ni l’autre, car il fait partie du processeur

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5. Dans un programme tkinter, on écrit bouton = tk.Button(fenetre, text="OK", command=valider). Que se passe-t-il ?

• A. La fonction valider est appelée une seule fois, à la création du bouton
• B. La fonction valider est appelée à chaque clic sur le bouton
• C. Le programme s’arrête quand on clique sur le bouton
• D. Le bouton affiche le texte renvoyé par valider

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Exercice 1 : entrée ou sortie, capteur ou actionneur

Recopier et compléter le tableau. Pour chaque appareil, indiquer s’il s’agit d’un périphérique d’entrée, de sortie ou des deux, puis, quand c’est le cas, s’il s’agit d’un capteur ou d’un actionneur.

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Exercice 2 : analyser des systèmes

Pour chacun des trois systèmes suivants, indiquer le capteur, la grandeur mesurée, la décision prise par le programme et l’actionneur.

1. Un portail automatique s’arrête de se fermer si une voiture se trouve entre ses deux piliers.
2. Un système d’arrosage ouvre l’eau quand la terre du jardin est trop sèche.
3. Un détecteur de fumée déclenche une sirène quand il y a de la fumée dans la pièce.

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Exercice 3 : la décision d’un éclairage automatique

L’éclairage d’un couloir dispose d’un capteur de luminosité, qui renvoie un entier entre 0 (nuit noire) et 1000 (plein soleil), et d’un détecteur de mouvement, qui renvoie True si quelqu’un passe.

Écrire une fonction eclairer(luminosite, presence) qui renvoie True s’il faut allumer les lampes, c’est-à-dire si la luminosité est strictement inférieure à 300 et si quelqu’un est présent, et False sinon.

La fonction doit passer les tests suivants :

assert eclairer(100, True) == True      # sombre et quelqu'un passe
assert eclairer(100, False) == False    # sombre mais personne
assert eclairer(800, True) == False     # assez clair
assert eclairer(300, True) == False     # exactement le seuil : pas d'éclairage
print("Tous les tests passent")

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Exercice 4 : le robot face à un obstacle

Un robot possède un capteur de distance, qui renvoie la distance à l’obstacle placé devant lui, en centimètres. Sa décision est écrite dans la fonction suivante :

def commande_robot(distance):
    """Renvoie l'ordre à donner aux moteurs selon la distance à l'obstacle, en cm."""
    if distance > 30:
        return "avancer"
    elif distance > 10:
        return "tourner"
    else:
        return "reculer"

Sans exécuter le programme, dire ce que renvoient les appels suivants :

1. commande_robot(50)
2. commande_robot(30)
3. commande_robot(15)
4. commande_robot(10)
5. commande_robot(4)

Vérifier ensuite les réponses dans Thonny.

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Exercice 5 : simuler un arrosage automatique

On a relevé six mesures successives du capteur d’humidité d’un jardin, en pourcentage :

mesures = [45, 38, 29, 25, 33, 41]

L’électrovanne doit être ouverte quand l’humidité est strictement inférieure à 30 %, et fermée sinon.

1. Écrire une fonction arroser(humidite) qui renvoie True s’il faut ouvrir l’eau, False sinon.
2. Écrire un programme qui parcourt la liste mesures et affiche, pour chaque mesure, une ligne de la forme Humidité : 29 %, eau ouverte ou Humidité : 45 %, eau fermée.
3. Compléter le programme pour qu’il affiche, à la fin, le nombre de mesures pour lesquelles l’eau a été ouverte.

def arroser(humidite):
    """Renvoie True s'il faut ouvrir l'eau, c'est-à-dire si le sol est trop sec."""
    return ...

mesures = [45, 38, 29, 25, 33, 41]
nb_ouvertures = 0
for humidite in mesures:
    if ...:
        print(f"Humidité : {humidite} %, eau ouverte")
        nb_ouvertures = ...
    else:
        print(...)
print(f"L'eau a été ouverte {nb_ouvertures} fois")

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Exercice 6 : une IHM en mode texte

Une IHM n’est pas forcément graphique : dans la console, input() est une entrée et print() une sortie.

Cahier des charges. Le programme demande à l’utilisateur la consigne d’un thermostat, en degrés. Tant que la valeur saisie n’est pas comprise entre 15 et 25 (bornes incluses), il affiche Consigne impossible : choisir entre 15 et 25. puis redemande. Quand la valeur est correcte, il affiche Consigne réglée sur 20 °C. (avec la valeur saisie).

Le programme suivant lit la consigne mais ne la contrôle pas encore. Le compléter pour qu’il respecte le cahier des charges. Pour le tester dans la page, écrire une valeur par ligne dans le champ « Saisies », par exemple 30, 12 puis 20.

consigne = int(input("Consigne (°C) : "))
print(f"Consigne réglée sur {consigne} °C.")

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Exercice 7 : une lampe commandée par un bouton

Cet exercice et le suivant utilisent tkinter : ils se font dans Thonny, pas dans la page.

Cahier des charges.

1. La fenêtre a pour titre « Lampe ».
2. Un texte indique l’état de la lampe : Lampe éteinte sur fond gris au démarrage.
3. Un bouton Allumer / Éteindre change l’état : Lampe allumée sur fond jaune si elle était éteinte, Lampe éteinte sur fond gris si elle était allumée.

import tkinter as tk

def basculer():
    """Allume la lampe si elle est éteinte, l'éteint sinon."""
    if etat.cget("text") == ...:
        etat.configure(text=..., bg=...)
    else:
        etat.configure(text=..., bg=...)

fenetre = tk.Tk()
fenetre.title(...)

etat = tk.Label(fenetre, text="Lampe éteinte", bg="grey", width=20)
etat.pack()

bouton = tk.Button(fenetre, text="Allumer / Éteindre", command=...)
bouton.pack()

fenetre.mainloop()

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Exercice 8 : le compteur de places d’un parking

À l’entrée d’un parking de 10 places, un capteur détecte chaque voiture qui entre ou qui sort. On simule ces deux capteurs par deux boutons.

Cahier des charges.

1. Sous le texte Places libres :, un nombre affiche les places libres : 10 au démarrage.
2. Un bouton Entrée d'une voiture enlève une place libre, mais seulement s’il en reste au moins une.
3. Un bouton Sortie d'une voiture ajoute une place libre, mais seulement s’il y a moins de 10 places libres.
4. Un second texte affiche COMPLET en rouge quand il ne reste aucune place, et Ouvert en vert sinon.

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