Transmettre un message avec de la lumière
Problème : Comment transmettre un message codé en binaire avec de la lumière, et le recevoir avec un capteur ?
Durée : 55 min · Travail en binôme
🧰 Matériel (par binôme)
- Émetteur : pile 4,5 V, interrupteur, LED + résistance de protection (220 Ω), fils
- Récepteur : photorésistance (LDR), pile 4,5 V, multimètre en milliampèremètre (ou en ohmmètre), fils
- Option : smartphone avec une application de mesure de l'éclairement (luxmètre de phyphox)
- Tube en carton (≈ 30 cm) pour guider la lumière (« canal »)
- Chronomètre, table de codage ASCII simplifiée (A = 65…)
⚠️ Sécurité
- LED : toujours avec sa résistance de protection (sinon elle est détruite).
- Ne pas court-circuiter les piles.
- Ne pas diriger de lumière intense vers les yeux.
🧪 Protocole
- Réalise le circuit émetteur et le circuit récepteur (voir schéma). Vérifie que l'intensité mesurée change nettement quand la LED s'allume (repère un seuil : « au-dessus de … mA → 1 »).
- Choisissez une durée par bit (2 s) et un signal de départ (LED allumée 4 s).
- L'émetteur choisit une lettre, la code en binaire sur 8 bits et l'envoie. Le récepteur note les valeurs lues et décode la lettre.
- Inversez les rôles. Puis essayez avec 1 s par bit et à travers le tube en carton, éloigné de 1 m.
- Option : remplacez la photorésistance par le luxmètre du smartphone et enregistrez le signal reçu.
Schéma du montage
📝 Résultats et exploitation
| Bit n° | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Intensité lue (mA) | ||||||||
| Bit décodé (0/1) |
1. Identifie émetteur, signal, canal, récepteur et capteur dans ton montage.
2. Pourquoi faut-il fixer un seuil pour décider entre 0 et 1 ?
3. Quel est le débit de votre transmission (bits par seconde) ? Combien de temps pour transmettre un mot de 5 lettres ?
4. Qu'est-ce qui provoque des erreurs ? Comment les limiter ?
5. En quoi la fibre optique utilise-t-elle le même principe ? Qu'est-ce qui change ?