Ultrasonic Sensor

                                                              [menuju akhir]

                                      [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]



                1.tujuan
    ·         Memahami komponen Rangkaian Ultrasonik.
    ·         Memahami prinsip Kerja rangkaian.

a. Sensor Ultrasonic (HC-SR04)
Sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. 
b. IC NE555
Digunakan dalam berbagai aplikasi pewaktuan, sumber pulsa gelombang, serta aplikasi osilator.


c. OpAmp 741
digunakan sebagai penguat sinyal dari keluaran echo

d. Potensiometer
sebagai pengatur jarak benda


    e. Relay
    sebagai saklar atau switch
    f. Resistor
    sebagai penghambat arus

    g. Capasitor
    digunakan untuk menyimpan tegangan

    h. LED 
    sebagai indikator jarak

    i. Power
    digunakan untuk menyuplai tegangan pada rangkaian

        Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik).

        Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi sangat tinggi yaitu 20.000 Hz. Bunyi ultrasonik tidak dapat di dengar oleh telinga manusia. Bunyi ultrasonik dapat didengar oleh anjing, kucing, kelelawar, dan lumba-lumba. Bunyi ultrasonik nisa merambat melalui zat padat, cair dan gas. Reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat padat hampir sama dengan reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat cair. Akan tetapi, gelombang bunyi ultrasonik akan diserap oleh tekstil dan busa.


    Cara kerja sensor ultrasonik adalah sebagai berikut:
    ·   Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan frekuensi tertentu dan dengan durasi waktu tertentu. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20kHz. Untuk mengukur jarak benda (sensor jarak), frekuensi yang umum digunakan adalah 40kHz.
    ·      Sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan sekitar 340 m/s. Ketika menumbuk suatu benda, maka sinyal tersebut akan dipantulkan oleh benda tersebut.
    ·   Setelah gelombang pantulan sampai di alat penerima, maka sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jarak benda tersebut. Jarak benda dihitung berdasarkan rumus :
     S = 340.t/2
    dimana S merupakan jarak antara sensor ultrasonik dengan benda (bidang pantul), dan t adalah selisih antara waktu pemancaran gelombang oleh transmitter dan waktu ketika gelombang pantul diterima receiver.

    ·        Tegangam sumber operasi tunggal 5.0 V
    ·         Frekuensi operasi 40 kH
    ·         Minimum pendeteksi jarak 2cm
    ·         Maksimum pendeteksi jarak 4 m
    ·         Akurasi 5 mm
    ·         Memiliki 4 pin :
           Pin Vcc, Gnd, Trigger, dan Echo. Pin Vcc untuk listrik positif dan Gnd untuk ground-nya. Pin  
           Trigger untuk trigger keluarnya sinyal dari sensor dan pin Echo untuk menangkap sinyal pantul
           dari benda.


    HC-SR04 memerlukan sinyal logika ‘1’ pada pin Trig dengan durasi waktu 10 mikrodetik (us) untuk mengaktifkan rentetan (burst) 8x40KHz gelombang ultrasonik pada elemen Pembangkitnya. Selanjutnya pin Echo akan berlogika ‘1’ setelah rentetan 8×40 KHz tadi, dan otomatis akan berlogika ‘0’ saat gelombang pantulan diterima oleh elemen Pendeteksi gelombang ultrasonik.


      Tes pin dihubungkan dengan potensiometer 2 untuk mengatur jarak benda. Tegangan sumber yang digunakan sebesar 5 volt dihubungkan ke pin Vcc. Arus mengalir ke kapasitor 1 sebesar 10mF agar ketika rangkaian dimatikan LED tidak langsung mati karena masih ada arus yang tersimpan di kapasitor. Kaki 4 dan 8 pada NE 555 dihubungkan ke terminal positif sumber. Kaki 5 dihubungkan ke kapasitor sebagai pengatur tegangan. Kaki 2 memicu output high dan kaki 6 membuat output low. Keduanya kemudian dihubungkan ke rangkaian low pass filter yang terdiri dari resistor 1 (6k) dan kapasitor (33pF).  Kaki 7 dihubungkan ke  Potensiometer 1 yang digunakan untuk mengatur frekuensi yang akan diterima trigger.  Kaki 1 berfungsi sebagai terminal negatif tegangan dc. Kaki 3 memiliki sinyal output low yang kemudian masuk ke trigger pada sensor ultrasonik. Trigger akan memicu sinyal yang kemudian dipantulkan dan diterima oleh Echo. Karena sinyal dipantulkan sangat kecil maka diperlukan rangkaian penguat. Sinyal dikuatkan sebesar 10 kali. Sinyal yang dikuatkan masuk ke relay. Relay akan bekerja pada tegangan 5v. Saat tegangan kurang dari 4.2 V, maka relay dalam kondisi normally close (NC) ditandai dengan LED merah menyala. Pada saat tegangan lebih dari 4.2 V, maka relay dalam kondisi normally open (NO) ditandai dengan LED hijau menyala.


      5. rangkaian


[menuju awal]

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Komentar (Atom)