Les actionneurs

• Comprendre ce qu'est un actionneur et son rôle dans un système automatisé.
• Identifier différents types d'actionneurs et leurs fonctions.
• Savoir programmer un actionneur simple (comme une DEL ou un moteur) avec un microcontrôleur de type Arduino ou micro:bit.

Qu'est-ce qu'un actionneur ? Le lien entre le programme et l'action

Un actionneur est un composant électronique ou mécanique qui convertit une commande électrique (provenant d'un programme informatique) en une action physique. C'est l'élément final d'une chaîne de décision : un capteur recueille une information (comme la lumière ou un bouton pressé), le programme la traite selon des règles, et enfin, il envoie un signal à l'actionneur pour qu'il agisse. Sans actionneur, un programme resterait une simple suite d'instructions à l'écran, sans effet sur le monde réel. Par exemple, dans un système d'arrosage automatique, le capteur d'humidité du sol donne une information ('la terre est sèche'), le programme décide d'arroser, et il commande l'actionneur : la vanne électrique qui laisse passer l'eau. Les actionneurs sont partout dans notre quotidien : le vibreur de votre téléphone, le moteur qui fait tourner le plateau du micro-ondes, la petite LED qui s'allume sur une box internet, ou les vérins qui ouvrent les portes automatiques du supermarché.

Les principaux types d'actionneurs et leurs usages

Il existe une grande variété d'actionneurs, chacun spécialisé pour une action précise. Nous allons en étudier quatre principaux, accessibles en classe. 1) Les DEL (Diodes Électroluminescentes) ou LED : ce sont les actionneurs les plus simples. Elles produisent de la lumière lorsqu'elles reçoivent un courant électrique. On les utilise pour indiquer un état (allumé/éteint, erreur, confirmation). 2) Le buzzer ou haut-parleur piézoélectrique : il produit du son. Un signal électrique le fait vibrer pour générer des bips, des alarmes ou même des mélodies simples. 3) Le moteur à courant continu : il transforme l'électricité en mouvement de rotation. C'est le cœur des robots mobiles, des ventilateurs, ou des essoreuses à salade. Sa vitesse et son sens de rotation peuvent être contrôlés. 4) Le servomoteur : c'est un moteur spécial qui peut se positionner avec précision à un angle donné (par exemple 0°, 90° ou 180°). Il est parfait pour faire bouger un bras de robot, orienter un capteur ou ouvrir une petite trappe. Le choix de l'actionneur dépend donc de l'action souhaitée : éclairer, alerter par le son, déplacer ou positionner.

Applications pratiques

Prenons un projet concret : créer un feu piéton tricolore miniature avec une carte micro:bit. Les actionneurs seront trois DEL (rouge, orange, verte). Le programme devra les allumer et les éteindre dans un ordre précis et pendant des durées définies. On écrira un code simple avec des blocs 'allumer la broche X' et 'pause (ms)'. Un autre projet classique est le robot suiveur de ligne. Il utilise deux capteurs (des capteurs de lumière pour détecter la ligne noire) et deux actionneurs (les moteurs des roues). Le programme analyse en permanence les données des capteurs : si le capteur de gauche ne voit plus la ligne, le robot dévie, donc on ralentit le moteur droit pour se realigner. Ici, on agit sur la vitesse des moteurs (actionneurs) en fonction des informations des capteurs. Enfin, on peut imaginer une serre connectée : un capteur d'humidité déclenche, si le sol est trop sec, l'actionneur (une petite pompe à eau ou une électrovanne) pour arroser les plantes pendant quelques secondes.