Systèmes numériques, électronique et communications

Catégorie : Informatique

Au tableur !

Maitriser le tableur est, à mon avis, un savoir-faire indispensable pour un technicien supérieur. Voici un TP que nous faisons, mon collègue et moi, en début de BTS SN première année. Les exemples étudiés ici sont adaptés et contextualisés pour des électroniciens. Et un tableur traite des données : écrire des formules dans des cases, c’est aussi de la programmation !

Prochainement, notre BTS SN va devenir le BTS CIEL (Cybersécurité, Informatique et réseaux, ELectronique). Ce nouveau BTS intègre un co-enseignement mathématiques et sciences et techniques de l’ingénieur. Ce TP peut donc être une activité de co-enseignement intéressante. À discuter avec le prof de maths… Le texte complet du TP est à télécharger en fin d’article.

Ce TP se fait sur Calc de LibreOffice, mais pourrait aussi bien se faire sur Microsoft Excel.

Formules magiques

Le premier exercice consiste à remplir le tableau suivant (en rouge, les résultats attendus). C’est un tableau de conversion dBm – mW – Volts sur 600 Ω.

Tableau de conversion dBm mW
Conversion dBm – mW – Volts

Bien entendu, les étudiants doivent saisir les formules qui donnent les résultats. Je précise ça parce qu’une fois, j’ai vu un étudiant faire les calculs avec sa calculette et remplir le tableau avec ses résultats !

Vous avez remarqué comme je suis peau de vache ? Parfois je demande des mV, parfois des Volts. C’est bourré de chausse-trappes ce TP !

Un capteur à thermistance

Un tableur, ca sert aussi à tracer des courbes ! Dans cet exercice, il s’agit de tracer la caractéristique d’un capteur à thermistance. Je ne vais pas trop le détailler ici car j’ai déjà consacré un article à ce capteur (le mois dernier). Ca se passe ici : lien vers l’article capteur à thermistance

Voici la courbe que les étudiants doivent tracer :

Caractéristique du capteur à thermistance

Tracé impédance -fréquence

Plus compliqué, on va tracer ici des courbes sur une échelle semi-logarithmique. Il s’agit de tracer l’impédance d’entrée d’un système en fonction de la fréquence. On doit aussi faire figurer sur la courbe un gabarit afin de savoir si la courbe est dans la spécification (ou pas). Les points de mesure sont donnés ainsi que le gabarit. Voilà ce que ca donne !

Impédance en fonction de la fréquence

Pas mal ? Moi, quand j’étais étudiant, je devais tracer ce type de courbes sur du papier millimétré semi-logarithmique 4 décades ou 5 décades (je ne vieillis pas, je deviens vintage !).

Un comparateur à ALI

On peut aussi utiliser le tableur pour simuler un circuit électronique. En voilà un exemple :

Voici le circuit :

Circuit comparateur ALI

Et voici les signaux d’entrée et de sortie. V+ est une tension continue de 1.2 V et V- est une sinusoïde de fréquence 1 kHz et d’amplitude 3 V.

Signaux comparateur ALI

Cet exercice permet de voir quelques fonctions comme le sinus et la fonction SI. SI(Test; Alors Valeur ; Sinon Valeur) : on fait bien de l’informatique !

Un peu de tout

A la fin du TP, on fait un peu de tout.

Du calcul de moyennes pondérées avec les coefficients du BTS et détermination si le candidat est admis ou collé (SI moyenne >= 1 0, alors « REÇU », sinon « COLLÉ »). Ça permet de voir les $ et aussi les mises en forme conditionnelles (on affiche en vert ou en rouge les notes en fonction de leurs valeurs).

Un diagramme de Gantt ou l’emploi du temps de la classe (pratique en période de rentrée scolaire).

En bonus, ceux qui sont en avance peuvent faire le convertisseur binaire-décimal-hexadécimal :

Convertisseur binaire - décimal -  hexadécimal
Convertisseur binaire – décimal – hexadécimal

Et enfin, des courbes de fonction de transfert de filtre passe-bas du second ordre en 3 D ! Avec échelle semi-logarithmique, s’il vous plait ! Mais ça c’est vraiment le super-bonus, pour les cracks !

Courbes de transfert de filtre du second ordre

Bref, le TP est disponible ici :

Le tableur, ça nous fait pas peur !

Et qui on est, hein ?

Codage : IA vs étudiant de BTS

J’ai testé pour vous l’IA ChatGPT d’OpenAI dont tout le monde parle en ce moment. Moi qui suis fan de S-F, j’ai trouvé cela vraiment intéressant, je n’ai pas été déçu ! J’ai essayé de voir si cet IA avait ou pas le niveau d’un étudiant de BTS Systèmes numériques sur du codage en C ou un exercice d’électronique. Je vous raconte ça ici…

OpenAI

Logo OpenAI

Après avoir vu passer plusieurs articles intéressants, je me suis inscrit sur le site OpenAI. Il faut laisser une adresse mail et un numéro de téléphone. Cela permet d’accéder gratuitement à plusieurs outils dont ChatGPT, l’IA avec laquelle on peut converser et DALL-E 2 une IA qui produit une image correspondant à la description que vous écrivez. L’inscription est très rapide. J’ai d’abord essayé ChatGPT.

ChatGPT en BTS SN ?

J’ai demandé à ChatGPT de se présenter :

peux tu te présenter en quelques mots ?
Je suis Assistant, un grand modèle de langage entraîné par OpenAI. Je suis une intelligence artificielle conçue pour répondre aux questions et aider à résoudre les problèmes des gens. Mon savoir est limité à la date de coupe de 2021 et je n'ai pas accès à Internet pour effectuer des recherches ou accéder à de nouvelles informations. Je suis là pour vous aider à trouver des réponses et à comprendre les sujets qui vous intéressent. N'hésitez pas à poser des questions ou à demander de l'aide !

Je me suis demandé : « Est-ce que ChatGPT pourrais faire un bon étudiant de BTS Systèmes numériques ?« .

Lettre de motivation

Il faudrait d’abord passer la première étape : ParcourSup ! J’ai donc demandé à l’IA de rédiger une lettre de motivation. Voici ce que ca donne

Lettre de motivation pour aller en BTS Systèmes numériques électronique et communication
Lettre de motivation BTS SN-EC

Alors là, chapeau ! J’ai été impressionné. Rien à dire sur le style, c’est clair et concis. Aucune faute d’orthographe. Sur le fond, rien à dire non plus, franchement, la plupart des lettres de motivation que nous recevons sont moins intéressantes que celle-ci. Du coup, je vais être bien embêté cette année lorsque il va falloir trier les dossiers à la prochaine commission Parcoursup. Si une lettre de motivation est pertinente et sans faute d’orthographe est-ce le candidat qui l’a rédigé ou ChatGPT ?

Une question d’électronique

Et les connaissances ? J’ai fait un test avec une question d’électronique simple, avec une LED, une question du genre de celle qu’on pose en devoir :

Représenter le schéma et calculer la valeur de la résistance permettant d’allumer une led verte (VD = 2,1 V) avec un courant de 15 mA avec une tension d’alimentation de 12 V.
Pour représenter le schéma et calculer la valeur de la résistance nécessaire pour allumer une LED verte avec un courant de 15 mA et une tension d'alimentation de 12 V, vous pouvez utiliser la formule suivante:

R = (V - VD) / I

où R est la résistance en ohms, V est la tension d'alimentation en volts, VD est la tension en volts à laquelle la LED doit être alimentée pour s'allumer, et I est le courant en ampères.

En utilisant cette formule, vous pouvez calculer la valeur de la résistance nécessaire comme suit:

R = (12 - 2,1) / 0,015 = 633,3 ohms

Pour une précision accrue, vous pouvez arrondir cette valeur à la résistance la plus proche disponible dans votre boîte à outils, comme 630 ohms ou 640 ohms.

Voici un schéma représentant ce circuit:

Voltage source (12 V) -- R (630 ohms) -- LED (verte) -- GND

Vous pouvez utiliser un multimètre pour vérifier que la résistance que vous avez sélectionnée est correcte et que la LED s'allume avec un courant de 15 mA.

J'espère que ces informations vous seront utiles! N'hésitez pas à me poser d'autres questions si vous avez besoin d'aide ou si vous avez des doutes.

Voila une réponse intéressante ! J’aimerais bien que mes étudiants rédigent comme cela lors des devoirs surveillés ! C’est bien expliqué. Bon, le schéma c’est léger, il ne sait pas dessiner mais c’est juste, bien qu’il ne précise pas où sont l’anode et la cathode. Pareil pour les résistances proposées 630 et 640 ne sont pas des valeurs normalisées mais franchement, c’est pas mal du tout ! Mon collègue et moi travaillons dur pour que nos étudiants arrivent à faire ce calcul juste en première année.

Coder en C

J’ai demandé à l’IA de résoudre des exercices simples en langage C que je pose en évaluation de TP en milieu de première année.

Le code est juste, bien aéré. La variable temporaire qui permet de stocker la donnée a été judicieusement nommée temp. L’énoncé a été bien compris. L’IA complète sa réponse avec un petit commentaire décrivant le fonctionnement du programme. C’est parfait !

On en essaye un plus dur ? Voici l’énoncé :

1°) Écrire un programme qui demande de saisir une chaîne de caractères (maximum 100 caractères)
en utilisant gets.
2°) Le programme doit ensuite re-afficher la chaîne saisie avec un message (Ex : « Vous avez saisi :
toto ») en utilisant printf.
3°) Ensuite le programme doit déterminer le nombre de caractères de la chaîne et l’afficher. On
utilisera une boucle while et on détectera le caractère de fin de chaîne.
4°) Enfin le programme doit vérifier si le dernier caractère est un s ou un S. Si c’est n’est pas le cas,
il doit alors écrire : « le mot saisi semble être au singulier ! ». Sinon, il écrit : « le mot saisi semble
être au pluriel ! ». Il doit alors créer une nouvelle chaîne de caractère égale au mot amputé du s ou S
et afficher cette chaîne avec le message « Au singulier ce mot s’ecrit ... ».

Voici le programme que j’ai obtenu (je l’ai mis en forme avec Carbon).

Le programme est commenté (ce que ne font pas souvent les étudiants). Les variables portent des noms pertinents. Le programme est juste. Il fait juste deux fois l’affichage du nombre de caractères avec deux méthodes mais c’est vrai que l’énoncé pourrait le laisser croire.

À chaque fois, la réponse est quasi instantanée…

Ces deux manips nous montrent que l’IA code aussi bien, voire mieux qu’un étudiant de BTS en milieu de première année et surtout beaucoup plus vite !

Analyser un programme

OK, l’IA code bien mais est-elle capable d’analyser un programme ? Je l’ai fait plancher sur un exercice posé en devoir écrit. Voici l’exercice.

Et voici la réponse de ChatGPT :

Q.1) Les variables chaine et compte sont toutes deux des variables de type char.

Q.2) Le programme utilise une boucle while pour compter le nombre de caractères de la chaîne de caractères saisie par l'utilisateur. La variable compte contient le nombre de caractères de la chaîne à la ligne 16.

Q.3) Le programme utilise une boucle for pour parcourir chaque caractère de la chaîne de caractères et vérifie si le caractère est compris entre 'a' et 'z' inclus. Si c'est le cas, le caractère est converti en majuscule en lui soustrayant 32.

Q.4) Lorsque l'on exécute le programme et que l'utilisateur saisit "abBA!", le programme affiche "Controle !", "Saisir un mot en minuscule :", "Avant : abBA! compte : 5", "Apres : ABBA!".

Bravo ! Le programme est bien analysé. Il n’a juste pas très bien répondu à la question 1 : compte est un entier et chaine est une chaine de 100 caractères maximum. Mais c’est bien rédigé, et il a bien compris ce que faisait le programme, ce qui n’était pas le cas de la plupart de mes étudiants lorsque j’avais posé cette question en devoir !

Et qui on est, hein ?

Je termine souvent les articles par l’expression « Et qui on est, hein ? ». C’est une expression qu’on emploie souvent en Corse. L’IA est-elle capable de comprendre ce qu’elle veut dire ?

Une exclamation qui sous entend que la personne qui parle est confiante ou sure d’elle-même. C’est plutôt bien vu !

Le sens de l’humour ?

Est-ce que ChatGPT a le sens de l’humour ? J’ai testé.

raconte moi 4 blagues d'électroniciens
Pourquoi les électroniciens ne font jamais d'erreurs ? Parce qu'ils ont toujours un oscilloscope sous la main pour vérifier leurs circuits !
Pourquoi les électroniciens sont-ils toujours si calmes et posés ? Parce qu'ils savent que s'ils ne le sont pas, ils risquent de finir en court-circuit !
Pourquoi les électroniciens ont-ils toujours l'air si concentrés ? Parce qu'ils savent que s'ils relâchent leur attention, ils pourraient finir en surtension !
Pourquoi les électroniciens ont-ils toujours l'air si professionnels ? Parce qu'ils savent que s'ils ne le sont pas, ils risquent de finir en court-jus !
Blagues d’IA

Vous trouvez, ça drôle ? Moi, non. C’est nul !

Heureusement, mes étudiants ont bien plus d’humour !

DALL-E 2

J’ai aussi essayé DALL-E 2. Je lui ait demandé de me dessiner un professeur d’électronique et d’informatique (Digital art). Voici l’image que j’ai obtenu.

Un professeur d’électronique et d’informatique Digital Art

Est-ce que cette image me ressemble ?

Le gars a un peu la gueule de travers, c’est un défaut courant lorsque l’IA invente des visages. Sinon, la coupe de cheveux, les lunettes et la barbe de quelques jours matchent assez bien ! Les écrans et le prototype improbable aussi ! Que ceux qui me connaissent donnent leur avis !

Bravo l’artiste !

Et maintenant, qu’est-ce qu’on fait ?

Oui, après cette expérience, que fait-on ?

On continue à enseigner comme avant, comme si ce truc n’existait pas ?

Personnellement, lorsque je lirai une bonne lettre de motivation, je ne pourrais m’empêcher d’avoir un doute. Qui a écrit cette lettre : un jeune humain ou une IA ?

Est-ce pertinent de demander à un étudiant un exercice de codage à la maison ?

Doit-on continuer à coder comme avant ? À apprendre à coder comme avant ?

Et cette IA va progresser. Ca va très vite dans ce domaine. Et plus on l’utilise, plus elle progresse !

Quelles tâches seront sous-traitées aux IA dans le futur ?

Quels seront les boulots des humains dans le futur ?

Je vous laisse méditer cela en cette période de vœux et de nouvelle année !

Et qui on est, hein ?

Visual Studio C# pour électroniciens

Dans nos projets de BTS, bien souvent, nous mettons en œuvre des capteurs qui mesurent des grandeurs physiques interfacés à un microcontrôleur. Longtemps nos IHM, nos Interfaces Homme-Machine, se sont limités à des leds, des boutons-poussoirs, des petits afficheurs, avec éventuellement une sortie d’informations vers un PC sous forme communication série.

Rapidement, le besoin de réaliser des IHM plus évolués s’est fait sentir. Ça serait quand même sympa de pouvoir piloter nos projets à partir d’un PC ! C’est comme cela que nous nous sommes lancés sur Visual Studio C#, pour réaliser des petites applications Windows pour communiquer avec nos projets/systèmes.

Les TPs présentés ici sont abordés en milieu de BTS 2eme année. les étudiants ont déjà une première maitrise du langage C et quelques connaissances en POO (programmation orientée Objet) en C++.

TP n°1 : premiers pas Visual Studio

TP1 : Calculateur Résistance diode

Un premier TP/tuto assez simple qui permet de réaliser une application Windows permettant de calculer la résistance associé à une LED.

TP 2 : Gestion des évènements et du temps

Compte à rebours Visual Studio
Compte à rebours Visual Studio

Un deuxième TP qui permet de réaliser un petit minuteur (pour faire cuire des œufs à la coque, par exemple).

TP3 : Gestion de la liaison série

Terminal série Visual Studio
Terminal série

Le TP consiste à réaliser un petit moniteur série (comme le moniteur série d’Arduino).

J’ai appris Visual Studio C# sur le tas, les solutions ne sont peut être pas optimales. Si je raconte des bêtises dans mes TPs, merci de me le faire savoir en laissant un commentaire.

Faire des IHM Windows pour piloter nos systèmes ? On sait faire !

Et qui on est, hein ?

Informatique pour BTS SN-EC

Langage C en mode console

En BTS Systèmes numériques, option électronique et communication (BTS SN-EC), nous avons mis en place au lycée Cabanis, mes collègues et moi, une série de TPs d’informatique ou plus exactement de développement logiciel (langage C). L’objectif de ces TPs (enfin plutôt des TD/TPs) est de permettre aux étudiants d’acquérir quelques bases de C et d’algorithmique. Pour cela, nos étudiants de première année développent des applications console avec CodeBlocks. Les activités proposées sont assez simples, la finalité étant de passer rapidement à la programmation d’applications informatiques embarquées sur des plateformes comme Arduino, mbed, PSoC etc… 


Un tutoriel pour prendre en main CodeBlocks



Le TP n°1 : entrées/sorties, structures de contrôle

Le TP n°2 : entrées/sorties, structures de contrôle (suite) et fonctions

Le TP n°3 : les tableaux et les fichiers

Le TP n°4 : les pointeurs

Le TP n°5 : les chaînes de caractères

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