Ultrasonic




Ultrasonic

1. Tujuan [back]
Mengetahui jarak suara menggunakan sensor ultrasonik.

2. Materi [back]
Ultrasonik merupakan sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara dan dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu objek tertentu di depannya serta dapat mendeteksi jarak benda tersebut dari dirinya. Frekuensi kerjanya pada daerah di atas gelombang suara, yaitu dari 40 kHz hingga 400 kHz.

Sensor ultrasonik pada umumnya terdiri dari dua unit, yaitu unit pemancar dan unit penerima.Untuk mengukur jarak menggunakan sesor ultrasonik, proses sensoring yang dilakukan pada sensor menggunakan metode pantulan antara sensor dengan objek yang dituju. Pemancar akan memancarkan gelombang ultrasonik, dan penerima akan menerima pantulan gelombang ultrasonic yang telah dikeluarkan oleh pemancar. Delay waktu saat pemancar memberikan gelombang ultrasonic dan penerima menerima pantulan gelombang dapat memberikan data jarak dari suatu objek.

Rangkaian sensor ultrasonik
Piezoelektrik
Piezoelektrik berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Bahan piezoelektrik adalah material yang memproduksi medan listrik ketika dikenai regangan atau tekanan mekanis. Sebaliknya, jika medan listrik diterapkan, maka material tersebut akan mengalami regangan atau tekanan mekanis. Jika rangkaian pengukur beroperasi pada mode pulsa elemen piezoelektrik yang sama, maka dapat digunakan sebagai transmitter dan reiceiver. Frekuensi yang ditimbulkan tergantung pada osilatornya yang disesuiakan frekuensi kerja dari masing-masing transduser. Karena kelebihannya inilah maka tranduser piezoelektrik lebih sesuai digunakan untuk sensor ultrasonik.

Transmitter
Transmitter adalah sebuah alat yang berfungsi sebagai pemancar gelombang ultrasonik dengan frekuensi tertentu (misal, sebesar 40 kHz) yang dibangkitkan dari sebuah osilator. Untuk menghasilkan frekuensi 40 KHz, harus di buat sebuah rangkaian osilator dan keluaran dari osilator dilanjutkan menuju penguat sinyal. Besarnya frekuensi ditentukan oleh komponen RLC / kristal tergantung dari disain osilator yang digunakan. Penguat sinyal akan memberikan sebuah sinyal listrik yang diumpankan ke piezoelektrik dan terjadi reaksi mekanik sehingga bergetar dan memancarkan gelombang yang sesuai dengan besar frekuensi pada osilator.

Receiver
Receiver terdiri dari transduser ultrasonik menggunakan bahan piezoelektrik, yang berfungsi sebagai penerima gelombang pantulan yang berasal dari transmitter yang dikenakan pada permukaan suatu benda atau gelombang langsung LOS (Line of Sight) dari transmitter. Oleh karena bahan piezoelektrik memiliki reaksi yang reversible, elemen keramik akan membangkitkan tegangan listrik pada saat gelombang datang dengan frekuensi yang resonan dan akan menggetarkan bahan piezoelektrik tersebut.

Ultrasonic Ranging Module SRF04

Prinsip kerja SRF04 adalah transmitter memancarkan seberkas sinyal ultrasonic (40KHz) yang bebentuk pulsatic, kemudian jika di depan SRF04 ada objek padat maka receiver akan menerima pantulan sinyal ultrasonic tersebut. Receiver akan membaca lebar pulsa (dalam bentuk PWM) yang dipantulkan objek dan selisih waktu pemancaran. Dengan pengukuran tersebut, jarak objek di depan sensor dapat diketahui.

Untuk mengaktifkan SRF04, mikrokontroler harus mengirimkan pulsa positif minimal 10us melalui pin trigger, maka SRF04 akan mengeluarkan sinyal ultrasonic sebesar 8 cycle dan selanjutnya SRF04 akan memberikan pulsa 100us-18ms pada outputnya tergantung pada informasi jarak pantulan objek yang diterima. 


Ultrasonik sensor bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara dan dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu objek tertentu di depannya serta dapat mendeteksi jarak benda tersebut dari dirinya. Frekuensi kerjanya pada daerah di atas gelombang suara, yaitu dari 40 kHz hingga 400 kHz. Sesuai dengan nama trainer, sensor ultrasonik yang digunakan ialah ultrasonic ranging module SRF04.
Modul sensor ultrasonik yang digunakan dapat mengukur jarak sejauh 400 cm. Sensor akan bekerja apabila menerima tegangan sebesar 5V dan pemicu yang sesuai dengan kebutuhannya. Karena modul sensor ultrasonik tidak akan aktif apabila menerima tegangan di bawah 5V atau di atas 5V maka digunakan LM7805 untuk memberikan tegangan kepada modul sensor ultrasonik.

 Cara kerja sensor ultrasonik adalah:
  1.  trigger modul sensor ultrasonik menerima sinyal pemicu dengan tonminimal 10µs dan periode sinyal pemicu sebesar 60ms.
  2. modul sensor ultrasonik akan memancarkan sinyal dengan frekuensi sebesar 40kHz melalui pemancar sensor.
  3. modul sensor ultrasonik akan menerima pantulan sinyal yang telah dikirimkan oleh pemancar sensor. Pantulan sinyal yang diterima memiliki frekuensi yang sama dengan yang dipancarkan sebelumnya yaitu 40kHz.
  4. jarak benda yang menjadi pemantul sinyal pada saat mengukur jarak dapat diketahui dari delay waktu sensor menerima pantulan sinyal. Semakin lama delay waktu yang ada, semakin jauh jarak benda yang diukur.
Untuk mengetahui jarak benda yang telah diukur menggunakan modul sensor ultrasonik dapat diketahui menggunakan rumus:
Nilai ton dapat diperoleh dari mengalikan jumlah kotak pada layar osiloskop pada saat sinyal on dengan skala time/div pada osiloskop.
grafik sensor ultrasonik


3. Komponen Rangkaian [back]

  • kapasitor
  • resistor
  • IC NE555
  • ultrasonik
  • Regulator 7805


4. Rangkaian [back]

5. Video [back]


6. Link Download [back]
Link download vidio disini
Link download rangkaian disini
Link download HTML disini
Link download datasheet disini
Link download library sensor ultrasonik disini

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Komentar (Atom)