Sensor Ultrasonik

Sensor Ultrasonik

Penjelasan

Sifat dari gelombang ultrasonik yang melalui medium menyebabkan getaran partikel dengan medium amplitudo sama dengan arah rambat longitudinal sehingga menghasilkan partikel medium yang membentuk suatu rapatan atau biasa disebut strain dan tegangan yang biasa disebut strees. Proses lanjut yang menyebabkan terjadinya rapatan dan regangan di dalam medium disebabkan oleh getaran partikel secara periodic selama gelombang ultrasonic lainya.  Seperti yang telah umum diketahui, gelombang ultrasonik hanya bisa didengar oleh makhluk tertentu seperti kelelawar dan ikan paus. Kelelawar menggunakan gelombang ultrasonic untuk berburu di malam hari sementara paus menggunakanya untuk berenang di kedalaman laut yang gelap.

Pengertian
Sensor ultrasonik adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara, dimana sensor ini akan memantulkan gelombang suara kemudian akan menangkapnya kembali. Perbedaan waktu ketika dipancarkan kemudian kembali inilah yang menjadi dasar penginderaannya. Gelombang ultrasonic merambat melalui udara dengan kecepatan 344 meter per detik, mengenai obyek dan memantul kembali ke sensor ultrasonik.

Gambar 2.1 Sensor Ultrasonik
Sumber : danistoengtoeng.blogspot.com

Bagian-Bagian Sensor Ultrasonik

Sumber : http://nurcholifah41.blogspot.com/2014/04/sensor-ultrasonik.html

Sensor ultrasonik terdiri dari :
a. Transmitter (Pemancar) : berfungsi untuk memancarkan gelomban ultrasonik.
b. Receiver (Penerima) : berfungsi untuk menerima pantulan dari gelombang ultrasonik yang mengenai benda.
Perhitungan waktu yang diperlukan modul sensor Ping untuk menerima pantulan pada jarak tertentu mempunyai rumus : 

S= (tIN x V) : 2

Rumus diatas mempunyai keterangan sebagai berikut :
- (S) adalah jarak antara sensor ultrasonik dengan obyekyang terdeteksi.
- (V) adalah cepat rambat gelombang ultrasonik di udara dengan kecepatan normal (344 meter per detik)
- (tIN) adalah selisih waktu pemancaran dan penerimaan pantulan gelombang.

Prinsip Kerja
Ada 3 prinsip kerja dari sensor ultrasonik yaitu :
1) sinyal dipancarkan melalui pemancar gelombang ultrasonic.
2) sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan bunyi berkisar 344 m/s
3) dan yang terakhir sinyal yang sudah diterima akan diproses untuk menghitung jaraknya.

Gambar 4.1 Sensor Ultrasonik
Sumber : pccontrol.wordpress.com

Jenis-jenis Sensor Ultrasonik
Ada 2 jenis sensor ultrasonik yaitu :

a. Sensor Ultrasonik PING
Sensor ini memiliki frekuensi 40KHz, di produksi oleh parallax dan biasanya digunakan untuk kontes robot cerdas. Kelebihan sensor ini adalah hanya membutuhkan 1 sinyal (SIG) selain 5V dan Ground.      Sensor ini mendeteksi jarak dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik 40Khz selama 200 mikro sekon kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor ini memancarkan gelombang ultrasonik sesuai dengan control dari microcontroller. Spesifikasi sensor ultrasonik PING:1 Kisaran pengukuran 3 cm – 3 m2. Input trigger – positive TTL pulse, 2 us min, 5 us tipikal3. Echo hold off 750 us dari of trigger pulse4. Delay before next measurement 200 us5. Brust indikator LED menampilkan aktivitas sensorGelombang ini melalui udara dengan kecepatan 344 m/s kemudian mengenai obyek dan memantul kembali ke sensor. Ping mengeluarkan pulsa output high pada pin SIG setelah memancarkan gelombang ultrasonik dan setelah gelombang pantulan terdeteksi Ping akan membuat output low pada pin SIG. Lebar pulsa High (tIN) akan sesuai dengan lama waktu tempuh gelombang ultrasonik untuk 2x jarak ukur dengan obyek. Maka jarak yang diukur ialah [(tIN s x 344 m/s) : 2] meter.Sistem minimal mikrokontroller ATMega 8535 dan software basic stamp Editor diperlukan untuk memprogram mikrokontroller dan mencoba sensor ini. Keluaran dari pin SIG ini yang dihubungkan ke salah satu port di kit mikrokontroller. Berikut contoh aplikasi sensor PING pada mikrokontroler BS2, dimana pin SIG terhubung ke pa pin7, dan memberikan catu daya 5V dan ground. fungsi SIG OUT untuk mentrigger ping, sedangkan fungsi SIG IN digunakan untuk mengukur pulsa yang sesuai dengan jarak dari objek target.

•   Instalasi Sensor Ultrasonic Ping

Sensor ultrasonic ping akan bekerja jika mendapat suplay tegangan sebesar 5 V DC. Dimana tegangan 5 V DC dihubungkan dengan konektor Vcc dan ground pada sensor. Untuk konektor SIG dapat dihubungkan dengan mikrokontroler. Konektor SIG adalah sebagai control sensor ini dalam pendeteksian objek sekaligus pembacaan jarak objek dengan sensor ini. Progamer dapat mensetting sensor ini dengan jarak yang telah ditentukan sesuai dengan ring deteksi dari sensor ultrasonic ping ini sesuai dengan kebutuhan penggunaan dari sensor tersebut. Ketika sensor disetting jaraknya maka dengan jarak yang telah ditentukanlah sensor akan bekerja dalam pendeteksian objek. Kisaran jarak yang dapat di baca sensor ultrasonic ping ini adalah 3 cm sampai 3 m.Selain range jarak antara 3 cm sampai 3 m yang mampu dideteksi oleh sensor ultrasonik ping, sudut pancaran dari sensor jarak ultrasonic ping adalah dari 0 derajat sampai dengan 30 derajat.

Gambar 5.1 Sensor PING
Sumber : www.aisi555.com

b. Sensor Ultrasonik Devantech SRF04

    Sensor Devantech SRF04 memiliki range finder sekitar 3 cm - 3m. Kit ini sangat mudah untuk dirangkai dan membutuhkan sumber daya yang kecil sekali, yang sangat ideal untuk aplikasi mobil robot pencari jarak ini bekerja dengan cara memancarkan pulsa suara dengan kecepatan suara ( 0,9 ft/milidetik ). 

    

Gambar 5.2 Sensor devantceh SRF04
Sumber : rizalmengetik.blogspot.com

Aplikasi

     Salah satu aplikasi umum dari sensor ultrasonik adalah alat USG. Selain itu sensor ultrasonik juga digunakan untuk mengukur kedalaman laut. Yaitu dengan cara sensor ultrasonik memancarkan gelombang ultrasonik, lalu ketika gelombang mencapai dasar laut maka gelombang akan memantul kembali. Jarak atau kedalaman laut diukur berdasarkan rumus :

                                      
                                   S= (tIN x V) : 2

Referensi
http://id.wikipedia.org/wiki/Sensor#Sensor_Penyandi_.28Encoder.29
http://komponenelektronika.biz/sensor-ultrasonik.html

http://spyagent-elektronika.blogspot.com/2012/03/jenis-jenis-sensor-ultrasonik.html