Mon ordinateur de jeu: Les composants 1-5

Un ordinateur personnel est un ensemble de composants électroniques qui ont des rôles bien distincts.
La photo suivante présente les différents composants.

Boitiers :
Le boîtier de l’ordinateur est le squelette métallique abritant les différents composants internes

2. Le processeur
Le processeur est le cerveau de l’ordinateur. Il permet de manipuler des informations numériques.

1. Carte mère
La carte mère est la carte maîtresse du PC sur laquelle viennent se connecter les différents composants, comme le processeur, la RAM, la carte graphique…
C’est essentiellement un circuit imprimé multitouche parcouru par des centaines de pistes, reliant et alimentant les connecteurs et les composants électroniques.

6. Carte graphique
La carte graphique est l’élément de l’ordinateur chargé de convertir les données numériques à afficher en données graphiques exploitables par un périphérique d’affichage. Cette carte peut être intégrée directement à la carte-mère ou bien être une carte additionnelle.

Le refroidissement
Le ventilateur posé sur le processeur sert à refroidir le processeur qui chauffe rapidement. Parfois un radiateur est posé sur un processeur pour accélerer le refroidissement.

5. Alimentation
L’alimentation permet de fournir le courant électrique à l’ensemble des composants de l’ordinateur. Aux Etats-Unis les blocs d’alimentation délivrent un courant à 110V et à 60 Hz, tandis qu’en Europe la norme est 220V à une fréquence de 50 Hz, c’est la raison pour laquelle les blocs d’alimentation possèdent la plupart du temps un commutateur permettant de choisir le type de tension à délivrer.

7. Lecteur/ graveurs
Un lecteur graveur sert à regarder par exemple un film sur l’ordinateur ou graver un film sur un CD

4. Le disque dur
Le disque dur (HDD en anglais) sert à conserver les données de manière permanente, contrairement à la mémoire vive, qui s’efface à chaque redémarrage de l’ordinateur. Le disque dur est relié à la carte-mère par l’intermédiaire d’un contrôleur de disque dur faisant l’interface entre le processeur et le disque dur. Le contrôleur de disque dur gère les disques qui lui sont reliés, interprête les commandes envoyées par le processeur et les achemine au disque concerné.

Ssd
La mémoire flash peut remplacer dans certains cas un disque dur. On parle dans ce cas de disques SSD (Solid State Drive). La traduction en lecteur à état solide fait référence aux composants électroniques dont il est constitué, par opposition aux disques durs classiques disposant de parties mécaniques mobiles.

3. La RAM
La mémoire vive est constituée de centaines de milliers de petits condensateurs emmagasinant des charges. Lorsqu’il est chargé, l’état logique du condensateur est égal à 1, dans le cas contraire il est à 0, ce qui signifie que chaque condensateur représente un bit de la mémoire.

Histoire de l’ordinateur: Les ordinateurs personnels : pour tous les individus 4-4

Jusqu’au début des années 1970 seules les personnes travaillant pour de grandes entreprises pouvaient utiliser des ordinateurs. C’était des machines grosses et coûteuses.
Pendant ce temps, l’industrie électronique a réussi à fabriquer des composants de plus en plus petits, jusqu’à créer les premiers microprocesseurs.
Des passionnés d’électronique et d’ordinateurs ont compris qu’avec ce microprocesseur ils allaient pouvoir créer des ordinateurs que tout le monde pourrait acheter et utiliser : les ordinateurs personnels. Cette révolution s’est passée en quelques années qui ont changé le monde.
⦁ Pendant l’été 1971 : Bill Fernandez et Steve Wozniak créent à partir de pièces mises au rebut par des sociétés d’informatique locales un ordinateur avec des switchs et des diodes qu’ils baptisent the Cream Soda Computer.

⦁ En Novembre 1971 : Intel commercialise le premier micro ordinateur MCS-4 basé sur son tout nouveau microprocesseur 4004 et contenant aussi une Rom Intel 4001, une Ram Intel 4002 et un registre à décalage Intel 4003.

⦁ Pendant l’automne 1971 : Le National Radio Institute vend pour 503 $, le premier kit de composants permettant de monter un micro ordinateur soi même (avec un fer à souder ! ).

 

⦁ En 1972 : Bill Gates et Paul Allen fondent la compagnie Traf-O-Data qui vend un système pour mesurer le trafic routier.

⦁ En Mai 1973 : Le premier micro-ordinateur vendu tout assemblé apparaît en France : il s’agit du Micral conçu par François Gernelle de la société R2E.  Ce micro est basé sur le microprocesseur Intel 8008.

⦁ En 1973 : Gary Kildall écrit le premier système d’exploitation (OS) pour micros : CP/M (Control Program for Microcomputers). Il devint le système d’exploitation de prédilection pour les premiers micro ordinateurs à usage professionnel.
Note : En informatique, un système d’exploitation est un ensemble de programmes qui pilotent l’utilisation des ressources de l’ordinateur par les logiciels applicatifs (ressources de stockage des mémoires et des disques durs, ressources de calcul du processeur, ressources de communication vers des périphériques ou via le réseau).
⦁ En 1974 apparait la première revue consacrée à la micro : The Computer Hobbyist magazine. Le sujet devient ‘grand public’ et attire plein de passionés, qui vont contribuer au nouvelles technologies et idées : c’est une révolution .
⦁ En février 1975 :  Bill Gates et Paul Allen vendent une licence de BASIC à MITS, la compagnie d’Ed Roberts. Le BASIC devient le premier langage évolué disponible sur micro.

⦁ Mars 1975 : Première réunion du Homebrew Computer Club, un club de passionnés de micro informatique, dans un garage de Menlo Park en Californie. Parmi les 32 participants, est présent Steve Wozniak.

⦁ Juin 1975 : Bill Gates et Paul Allen renomment leur compagnie Traf-O-Data en Micro-Soft.

⦁ En Septembre 1975 : Le premier numéro de la revue Américaine Byte Magazine est publié.

⦁ Mars-Avril 1976 : Steve Jobs (21 ans, travaillant chez Atari) et Steve Wozniak (26 ans, travaillant chez Hewlet Packard) finissent leur ordinateur qu’ils baptisent Apple Computer. Ils fondent la société Apple le 1er Avril 1976. L’ordinateur sera vendu au Byte Shop pour 666.66 $ avec 256 octets de ROM, 8 K octets de RAM et une sortie vidéo sur téléviseur.

⦁ Avril 1977 : Apple Computer présente son ordinateur Apple ][. Il est équipé d’un processeur 6502, de 16 Ko de Rom, 4 Ko de Ram, de 8 slots d’extension, d’une carte graphique couleur, d’un clavier, de manettes de jeu, d’un écran et du Basic intégré en ROM. Il est vendu 1300 $. Il s’agit du premier micro-ordinateur capable d’afficher des graphiques en couleurs. 35000 exemplaires de l’Apple ][ seront vendus lors de la première année alors que seuls 175 kits de l’Apple I se sont vendus depuis 1976.

⦁ 1977, de nombreux autres constructeurs apparaissent, c’est une explosion ! Commodore Business Machines Inc. présente son ordinateur PET. Il est vendu pour 800 $ (7600 F). Puis la division Radio Shack de Tandy met sur le marché son TRS-80, un ordinateur un peu plus modeste qui ne coûte que 600$.
⦁ Puis tout s’accélère encore. Le fabricant de la populaire console de jeu VCS, Atari se lance avec l’Atari 400. L’Atari offrait une meilleure performance que ses concurrents notamment au niveau des graphiques et du son. Pour cette raison, il est devenu très populaire au début des années 80 pour tous les joueurs sur micro ordinateur. Les jeux ont depuis le début été un usage important des micro-ordinateurs, comme pour moi aujourd’hui !
⦁ En réaction, Commodore lance le Vic-20 et surtout le Commodore 64 en 1982 qui sera l’ordinateur personnel le plus vendu de tous les temps! 17 millions d’unités vendus!

⦁ En 1981, IBM, qui ne fabriquait que des grands ordinateurs, se sent dépassée, lance l’IBM PC qui utilise le processeur 8088 d’Intel cadencé à 4.77 Mhz. Son architecture est ouverte avec des circuits standards, d’un  BIOS, d’une carte mère et de cartes d’expansion développées par d’autres compagnies. IBM demande à Microsoft un OS pour le PC. MS-DOS est né !

⦁ Mais le PC est simple et non breveté : des sociétés comme Dell, HP et Compaq copient l’architecture de l’IBM PC, utilisent aussi MS-DOS de Microsoft afin de produire des ordinateurs personnels moins chers.

⦁ Le 22 janvier 1984, Apple annonce la sortie du Macintosh.  Pour créer cet ordinateur, Steve Jobs s’est inspiré du Xerox Alto, un ordinateur créé en 1973, jamais vendu, et qui intégrait une souris, une interface graphique avec des fenêtres, des menus et des icônes. Le Macintosh basé sur le microprocesseur Motorola 68000 se vendait 2 495$, avait 512 Ko de Ram, pas de disque dur, un lecteur de disquette. Les applications MacWrite et MacPaint étaient parmis les premières applications WYSIWYG (What You See Is What You Get).


La « guerre » entre PC compatibles IBM et Macintosh débute. Cette histoire continue ainsi jusqu’à aujourd’hui, mais les grandes sociétés de la micro-informatique actuelle sont déjà présentes à ce moment-là. Une longue histoire !

Dans la partie suivante nous allons étudier plus en détail ce qu’est un ordinateur personnel.

Histoire de l’ordinateur Les grands ordinateurs à la conquête du monde 3-4

A partir des années 1950, des sociétés se mettent à vendre des ordinateurs aux Etats et aux entreprises, cela se fait en plusieurs vagues :

  • La première génération de grands ordinateurs (1950) : pour les grandes nations. La première génération de grands ordinateurs se répand alors, et concerne l’informatique scientifique et militaire dans le sens de résoudre les problèmes des calculs répétitifs. Ceci occasionne la création de langages informatiques dans le but de résoudre plus facilement les problèmes. La technologie utilisée repose sur celle des tubes à vide (Tube et tore de ferrite). C’est une technologie lourde, ce qui a posé des problèmes de place et de consommation électrique. Les premiers ordinateurs commercialisés ont des tailles de celle d’un bâtiment, ils consomment 150 000 Wj et traitent 80000 instructions par seconde (UNIVAC de Remington, IBM 701 et 703). Seules les très grandes nations possèdent l’outil informatique.

  • La seconde génération de grands ordinateurs (1960) : pour les nations riches et les grandes entreprises. Cette génération d’ordinateurs concerne la naissance de l’informatique de gestion d’entreprise, elle coïncide avec l’apparition des transistors dans les unités centrales. L’utilisation de cette technologie améliore les vitesses de traitement et de débits des informations dans les ordinateurs. De plus, l’intégration de ces transistors permit la miniaturisation des différents composants des ordinateurs. La taille des ordinateurs est celle d’une armoire, ils consomment 2500W et traitent 200 000 instructions par seconde (IBM 704 et 1400). Le langage de programmation Fortran règne en maître incontesté, alors que le langage de programmation Cobol orienté gestion, devient son concurrent. Les nations riches et les très grandes entreprises accèdent à l’outil informatique.

  • La troisième génération de grands ordinateurs (1970) : pour toutes les nations et les entreprise moyennes. Cette nouvelle génération est le résultat de progrès spectaculaires au niveau des capacités des mémoires (stockage et vive) et au niveau de l’amélioration de la rapidité de traitement des données.

Histoire des ordinateurs – Les premiers ordinateurs programmables – 2/4

Par la suite d’autres ingénieurs continuent à réfléchir à la manière de réaliser cette machine programmable : on peut y écrire ses propres suites de commandes qui dirigeront les calculs de l’ordinateur :

  • En 1938, Konrad Zune invente progressivement un précurseur de l’ordinateur, la machine Z3 qui fonctionne avec un programme qui peut tout calculer, en utilisant une logique binaire ( 0 et 1) et non une logique décimale (0,1, 2, … 9).
  • Peu avant, Alan Turing, un mathématicien, invente l’idée d’une machine générale qui peut être programmée et en imagine les composants, les caractéristiques et le fonctionnement. Il aidera à la conception de différents ordinateurs par la suite.
  • En 1937, Howard Aiken met au point un ordinateur programmable mesurant 17 m de long et 2.5 mètres de hauteur, permettant de calculer 5 fois plus vite que l’homme :  C’est  le Mark l  d’IBM.  Il est alors constitué de 3300 engrenages et 1400 commutateurs reliés par 800 km de fil électrique.

  • En 1947, le Mark II voit le jour, ses engrenages sont remplacés par des composants électroniques.

  • A partir de ce moment tout va très vite. Les idées sont posées, la technologie se développe, et c’est l’explosion de l’informatique. En 1943, le premier ordinateur ne comportant plus de pièces mécaniques est créé grâce à J.Mauchly et J.Presper Eckert : l’ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer). Puis est conçu l’EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) permettant de stocker les programmes en mémoire (1024 mots en mémoire centrale et 20000 mots en mémoire magnétique).

Histoire des ordinateurs – Avant les ordinateurs – 1/4

Avant les ordinateurs, des savants avaient déjà inventé des machines qui pouvaient calculer pour les aider à faire des calculs compliqués.
Le boulier, appelé aussi « abaque », a été inventé en 700 pour calculer plus efficacement.

Puis vint le logarithme qui a été inventé par l’écossais John Neper en 1614. Sa machine pouvait multiplier le chiffre par tous les nombres en additionnant le nombre mis au départ par le nombre donné ensuite.
Mais ce n’étaient pas des machines, juste des aides. Des personnes intelligentes imaginèrent les premières machines à calculer mécaniques.
⦁ En 1623, William Schickard inventa la première machine à calculer mécanique.
⦁ En 1642, Blaise Pascal créa la machine d’arithmétique (baptisée Pascaline), une machine capable d’effectuer des additions et soustractions, destinée à aider son père, un percepteur de taxes.
⦁ En 1673, Gottfried Wilhelm Von Leibniz ajouta à la Pascaline la multiplication et la division.
Mais ces machines ne savaient faire que les quatre opérations et ne pouvaient pas être programmées par quelqu’un.

En 1834, Charles Babbage imagine la machine à différence, qui permet d’évaluer des fonctions. Pour cela, il observe une machine à tisser (métier à tisser Jacquard) qui est programmée à l’aide de cartes perforées. Cela lui donne l’idée de se lancer dans la construction d’une machine à calculer exploitant cette idée révolutionnaire.
Malheureusement, il ne réussit pas à construire cette machine. Toutefois Ada Lovelace qui est la file de Lord Byron est devenue le « premier programmeur » de l’histoire en réalisant un programme pour cette machine.

Construire mon ordinateur personnel

Pour mon second semestre au lycée Ermesinde j’ai écrit mon travail personnel sur les ordinateurs personnels.

Je me suis interessé:

  • à l’histoire des ordinateurs depuis les origines jusqu’à aujourd’hui
  • aux composants d’un ordinateur personnel
  • à la conception d’un ordinateur personnel pour me permetre de jouer à des jeux comme GTA-V, Minecraft,…

pour ensuite construire cet ordinateur avec l’aide d’un professionel du domaine :

  • que j’ai interviewé pour comprendre quel était son métier
  • et avec lequel j’ai assemblé mon ordinateur.

Je souhaite partager le résultat de ce travail sur ce blog à travers cette série de posts :

Je souhaite que cette série de posts vous interesera et qu’elle vous donnera l’envie de construire votre propre ordinateur.

\_(°^°)_/

Les voitures RC : La bibliographie

Pour préparer mon travail personnel sur les voitures RC, j’ai chercher les infos sur tous ses sites.

Histoire de la voiture RC

Histoire de la voiture RC par BV-Motorsport

Historique de la Voiture Radiocommandée par Team Bolide 28

Les origines du modélisme par KoiFaire

L’histoire du modélisme par Vartanian Freres (articles gratuits)

Historique de la voiture RC – Année 80-84 (blog)

Quelle voiture choisir ? – 1001 maquettes

Voitures RC

Style RC : l’univers de la voiture radiocommandée,

  • Chapitre 3 – L’ensemble radio
  • Chapitre 4 – Les servos et l’ESC,
  • Chapitre 5 – Les Moteurs

Etude de la voiture radiocommandée par ISI

La Mécanique

La transmission d’une voiture RC électrique

La Radiocommande

La radiocommande par automodelisme.com

La chaîne de radiocommande par Francis Thobois

Moteur Thermique

[TUTO] Bien choisir son essence (Nitrométhane) sur Forum modelisme.com

Le fonctionnement d’un micromoteur de modélisme

Présentation, réglage et entretien d’un moteur 2T – par Eric G.

Robot à moteur Gyroscopique

(Éveil de la Force Star Wars) Mon robot de compagnie quelles puces sont utilisées?

Partie pratique

Vue d’ensemble de ma voiture

Ma voiture télécommandée est un buggy MHDpro de la marque Scientific-MHD.

Voici la description de ma voiture par le fabriquant. J’ai mis en gras les termes que j’ai découvert dans la partie théorique.

Le Jumper est un Buggy radiocommandé électrique faisant partie de la famille MHDPRO.

C’est le premier Buggy 2 roues motrices tout équipé et prêt à rouler.

Livré avec accu de propulsion NimH 1800 mAh et son chargeur 220 volts il est idéal pour débuter en modélisme voiture.

Toute sa conception tient compte des chocs qu’il est susceptible de subir aux mains des pilotes débutants inexpérimentés.

Le châssis fraisé est en composite de nylon renforcé, toutes les pièces sont largement dimensionnées et la position très basse du moteur et de l’accu de propulsion permettent d’obtenir un centre de gravité très bas pour faciliter le pilotage.

L’accès extérieur au réglage du « slipper » permet d’optimiser les performances sans qu’il soit nécessaire de démonter quoi que se soit.

Caractéristiques principales : complètement assemblé avec moteur et radiocommande 2 voies à volant, équipé d’un moteur RC540 alimenté par un accu de propulsion NiMh de 7,2 V – 1800 mAh, d’un combiné récepteur/variateur de 35A et d’un puissant servo de direction.

  • Carrosserie peinte et décorée.
  • J’ai recherché ce qu’était un moteur RC540. C’est un moteur électrique à charbon (brushed).

 

Zoom sur quelques pièces

 

Le variateur envoie l’électricité au moteur électrique

 Le moteur transmet le mouvement à la pignonnerie qui est dans un petit boitier a coté du moteur

À la sortie de la pignonnerie se trouve l’arbre qui transmet le mouvement aux roues arrières grâce au cardan (ici celle du coté droit).

Le récepteur transmet aussi un signal au servo de direction qui fait pivoter les roues dans les différentes directions (roues avant). À la sortie du servo de direction on voit un système d’articulation qui pousse des tiges de direction reliées aux roues.

Sur cette photo des roues avant, on voit que le châssis s’appuie sur les amortisseurs pour ne pas frôler le sol. Et on voit aussi la tige de direction qui pousse les roues dans les deux sens.

Enfin, l’énergie électrique pour faire tourner le moteur, alimenter le récepteur variateur et le servo de direction vient de cette batterie :

Ma voiture

  • Et voici à quoi ressemble ma voiture complète avec sa télécommande, la carrosserie enlevée et le servo de direction ouvert :

 

Voitures RC : Le fonctionnement de la télécommande et du récepteur

Sous radio commande, on entend un système qui permet de piloter différents modèles (avions, planeurs, voitures, bateaux, etc…) sans fil.

La télécommande sert à piloter la voiture. Elle contient un circuit électronique, l’émetteur, qui transforme les gestes du pilote sur les manettes ou le volant de la télécommande en signaux radio envoyés au récepteur radio de la voiture.

L’ensemble de ce système est donc composé :

  • d’un émetteur,
  • d’un récepteur,
  • de plusieurs éléments de commande qui sont installés dans le modèle.

L’émetteur

L’émetteur transforme les ordres donnés aux manches de commandes en signaux et les transmet au modèle.

Chaque levier est relié mécaniquement à un potentiomètre. Lorsqu’on déplace le levier on fait donc tourner l’axe du potentiomètre.

Un potentiomètre est un circuit électrique qui transformer la position de la tige dans un signal électrique : une résistance électrique. Le potentiomètre donne donc la mesure électrique de la position du levier au circuit électronique de la télécommande.

A l’intérieur du potentiomètre :

La radio

Lorsque l’antenne de la télécommande est parcourue par un courant, elle émet des ondes électromagnétiques.

Ces ondes se propagent dans l’espace et sont recueillies par l’antenne réceptrice (comme les vagues sur la mer, mais invisible).

Les ondes électromagnétiques génèrent dans l’antenne réceptrice un courant alternatif de même fréquence que celui qui parcourt l’antenne émettrice.

Le récepteur

Le récepteur situé dans le modèle réduit transforme les signaux radio envoyés par la télécommande en impulsion électrique qui, elles, sont retransmises aux différents éléments de commande.


Les éléments de commande

Les éléments de commande (servos, variateurs) transmettent donc les ordres de commandes du pilote au modèle réduit.

Ces ordres peuvent :

  • se traduire par des déplacements de gouvernes (par ex. sur un avion, le mouvement de la gouverne de profondeur vers le haut ou le bas, ou sur une voiture l’angle de direction des roues avant). Dans ce cas, l’élément de commande est un Servo.
  • se traduire par un changement de vitesse de rotation d’un moteur électrique, donc la vitesse du modèle. Dans ce cas, l’élément de commande est un Variateur.

Le fonctionnement est différent selon le type de voiture :

  • Pour une voiture thermique il y a une batterie de réception, un récepteur, une servo de direction, un servo pour régler le débit du carburant vers le moteur thermique.
  • Pour une voiture électrique il y a une batterie de propulsion, un récepteur, un servo de direction et un variateur qui commande la quantité d’électricité envoyée au moteur électrique.

En détail : le fonctionnement du variateur

Le variateur est un élément essentiel : il relie le moteur à la batterie, et commande le moteur en fonction du signal reçu par le récepteur radio.

Il permet de contrôler la vitesse du moteur électrique

L’utilisation d’un variateur électronique permet d’éliminer le servo et le variateur mécanique (sur les vieilles voitures RC).

Il permet des accélérations linéaires et des freinages bien dosés. Certains variateurs disposent en plus d’une fonction marche arrière.

En détail : le fonctionnement du servo-moteur

Le servo ou servomoteur est un moteur couplé à un réducteur (un petit ensemble d’engrenages) et à un palonnier (une tige qui pivote), capable de maintenir une position avec une plage de -45° à +45°.

Sur les voitures télécommandées :

  • il y a toujours au moins un servomoteur, pour la direction. Ainsi lorsque l’on tourne le volant sur la télécommande, le servomoteur va suivre le mouvement, et les roues avant tourneront avec le même angle.
  • Il peut y en avoir d’autres, pour les gaz, les freins…

Pour finir, le tout ensemble

Dans la partie droite de cette photo on peut voir à quoi ressemblent les différents composants électriques et électroniques.

Autres systèmes télécommandés

Il y a plein de systèmes qui utilisent des techniques qui ressemblent à celles de la voiture télécommandée

Les drones de l’armée

L’armée utilise cette technologie pour protéger les grands pays sur toute la planète et espionner les ennemis dans les lieux de guerre. Pour les localiser précisément les militaires ont aussi installé des GPS dans leurs drones.

Certains drones sont également capables de voler tout seuls grâce à des programmes d’intelligence artificielle.

Les bateaux télécommandé

Les bateaux télécommandés fonctionnent comme les voitures télécommandées. Dans un bateau télécommandé l’électricité produite par la batterie est transmise au moteur qui fait tourner une hélice qui fait avancer le bateau. Pour faire tourner le bateau, le servo fait bouger le gouvernail.

La technologie Sphero

 

 

La technologie Sphero et une technologie un peu extraordinaire : les inventeurs de Sphero on développé une sphère qui avance d’elle même avec un moteur gyroscopique.

Le moteur gyroscopique est un moteur qui reste tout le temps à la même place.

Au lieu de changer la vitesse du moteur électrique relié aux roues arrières et de faire pivoter les roues avant avec le servo, comme dans une voiture radiocommandée, le récepteur de Sphero doit envoyer les commandes correctes au moteur gyroscopique pour déplacer la sphère dans la bonne direction.

Ceci se fait en déplaçant avec des petits moteurs une masse à l’intérieur de la sphère, ce qui déplace le centre de gravité de la sphère et la fait pivoter.

L’électronique qui sert à commander les moteurs internes de Sphero est très différente de celle d’une voiture télécommandée.

 

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