Sensor Ultrasonik dan Aplikasinya

Pengertian Sensor Ultrasonik

       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).

Cara Kerja Sensor Ultrasonik

          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 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

                            

Gambar cara kerja sensor ultrasonik dengan transmitter dan receiver (atas), sensor ultrasonik dengan single sensor yang berfungsi sebagai transmitter dan receiver sekaligus

Aplikasi Sensor Ultrasonik

• Bidang Kesehatan : Untuk melihat organ-organ dalam tubuh manusia seperti untuk mendeteksi tumor, liver, otak dan menghancurkan batu ginjal yaitu pada alat USG (ultrasonografi)

• Bidang Industri : Untuk mendeteksi keretakan pada logam, meratakan campuran besi dan timah, meratakan campuran susu agar homogen, mensterilkan makanan yang diawetkan dalam kaleng, dan membersihkan benda benda yang sangat halus. 

• Bidang Pertahanan : Sebagai radar atau navigasi, di darat maupun di dalam air, mengukur kedalaman palung laut, mendeteksi ranjau, dan menentukan posisi sekelompok ikan. 

Sensor Ultrasonik HC-SR04

 Gambar sensor ultrasonik HC-SR04

          Sensor HC-SR04 adalah sensor pengukur jarak berbasis gelobang ultrasonik. Prinsip kerja sensor ini mirip dengan radar ultrasonik di pancarkan kemudian diterima balik oleh receiver ultrasonik. Jarak antara waktu pancar dan waktu terima adalah representasi dari jarak objek.

Spesifikasi Sensor HC-SR04
1. Jangkauan deteksi kisaran 2 - 400 cm
2. Sudut deteksi terbaik adalah 15 derajat
3. Tegangan kerja 5V DC
4. Resolusi 1 cm
5. Frekuensi Ultrasonik 40 kHz
6. Dapat dihubungkan langsing ke kaki mikrokontroler

Sensor HC-SR04 menggunakan 4 pin, yaitu :

• VCC     : sebagai masukan aliran listrik
• Trigger : untuk trigger keluarnya sinyal dari sensor
• Echo     : untuk menangkap sinyal pantul dari benda
• Ground : sebagai keluaran aliran listrik

Rangkaian Sensor Ultrasonik

Piezoelektrik
Piezoelektrik berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.

Transmitter
Transmitter adalah sebuah alat yang berfungsi sebagai pemancar gelombang ultrasonik dengan frekuensi tertentu (misal, sebesar 40 kHz) yang dibangkitkan dari sebuah osilator.

 

Gambar rangkaian dasar dari transmitter ultrasonik

Receiver

Receiver terdiri dari transduser ultrasonik menggunakan bahan piezoelektrik, yang berfungsi sebagai penerima gelombang pantulan yang berasal dari transmitter.

 

Gambar rangkaian dasar receiver sensor ultrasonik

Gambar Rangkaian dengan Proteus

Download :

   1. HTML (disini)   

   2. Rangkaian dan Program Sensor Ultrasonik (disini)