PING SENSOR (ULTRASONIC SENSOR)

oleh :ANGGA PANCA ALAM ANUGRAH JULIAN PRIMADANA P 105514050 105514257

S1 PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA 2011

PING SENSOR (ULTRASONIC SENSOR)A. PENGERTIANSensor ultrasonic adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara dan digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu objek tertentu didepanya, frekuensi kerjanya pada daerah di atas gelombang suara dari 40 KHz hingga 400 KHz. Sensor ultrasonic terdiri dari dua unit yaitu unit pemancar dan unit penerima.

Sensor PING merupakan sensor ultrasonik yang dapat mendeteksi jarak obyek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi 40 KHz dan kemudian mendeteksi pantulannya. Kelebihan sensor ini adalah hanya membutuhkan 1 sinyal (SIG) selain jalur 5V dan GROUND. Sensor ini dapat mengukur jarak antara 3 cm sampai 300 cm. keluaran dari sensor ini berupa pulsa yang lebarnya merepresentasikan jarak. Lebar pulsanya bervariasi dari 115 uS sampai 18,5 mS. Pada dasanya, Ping))) terdiri dari sebuah chip pembangkit sinyal 40KHz, sebuah speaker ultrasonik dan sebuah mikropon ultrasonik. Speaker ultrasonik mengubah sinyal 40 KHz menjadi suara sementara mikropon ultrasonik berfungsi untuk mendeteksi pantulan suaranya.

B. Spesifikasi sensor ultrasonik PING :1.

2. 3. 4. 5.

Kisaran pengukuran 3 cm 300 cm Input trigger positive TTL pulse, 2 us min, 5 us tipikal Echo hold off 750 us dari of trigger pulse Delay before next measurement 200 us Brust indikator LED menampilkan aktivitas sensor

C. Prinsip kerjaPrinsip kerja dari sensor ultrasonik adalah sebagai berikut :

PING)))========================|BENDA| t 1. Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20kHz, biasanya yang digunakan untuk mengukur jarak benda adalah 40kHz. Sinyal tersebut di bangkitkan oleh rangkaian pemancar ultrasonik. Sinyal yang dipancarkan tersebut kemudian akan merambat sebagai sinyal / gelombang bunyi dengan kecepatan bunyi yang berkisar 340 m/s. Sinyal tersebut kemudian akan dipantulkan dan akan diterima kembali oleh bagian penerima Ultrasonik. Setelah sinyal tersebut sampai di penerima ultrasonik, kemudian sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jaraknya. Jarak dihitung berdasarkan rumus : S = 340.t/2 dimana S adalah jarak antara sensor ultrasonik dengan bidang pantul, dan t adalah selisih waktu antara pemancaran gelombang ultrasonik sampai diterima kembali oleh bagian penerima ultrasonik.

2.

3.

Modul sensor PING mendeteksi jarak objek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik (40 kHz) selama tBURST (200 s) kemudian mendeteksi pantulannya. Modul sensor PING memancarkan gelombang ultrasonik sesuai dengan kontrol dari mikrokontroler pengendali (pulsa trigger dengan tOUT min. 2 s). Gelombang ultrasonik ini merambat di udara dengan kecepatan 344 meter per detik, mengenai objek dan memantul kembali ke sensor. Modul sensor PING mengeluarkan pulsa output high pada pin SIG setelah memancarkan gelombang ultrasonik dan setelah gelombang pantulan terdeteksi modul sensor PING akan membuat output low pada pin SIG. Lebar pulsa High (tIN) akan sesuai dengan lama waktu tempuh gelombang ultrasonik untuk 2 kali jarak ukur dengan objek. Berikut adalah data hasil penghitungan waktu yang diperlukan modul sensor Ping untuk menerima pantulan pada jarak tertentu.

Perhitungan ini didapat dari rumus berikut: S = (tIN x V) 2 Dimana : S = Jarak antara sensor ultrasonik dengan objek yang dideteksi V = Cepat rambat gelombang ultrasonik di udara (344 m/s) tIN = Selisih waktu pemancaran dan penerimaan pantulan gelombang

D. KELEBIHAN PING SENSOR1. Jangkaun sensor ultrasonik dalam mendeteksi objek penghalang relative luas dibanding sensor infra Merah atau sensor laser. Dalam hal ini jika objek tidak tegak lurus dengan sensor ultrasonik, masih dapat terdeteksi keberadaan objek tersebut Makin tinggi gelombang suara makin pendek panjang gelombang, berarti difraksi disekitar halangan yang akan diukur dimensinya makin berkurang, hal ini memudahkan untuk meluruskan atau memfokuskan ultrasonik Digunakan dalam berbagai bidang , misalnya dalam bidang kedokteran. Radiasi dari gelombang ultrasonik yang dipancarkan tidak berbahaya.

2. 3.

E. KEKURANGAN PING SENSOR1. 2. 3. 4. 5. Sensor ultrasonik memiliki sudut buka yang cukup besar, sehingga tidak begitu baik dalam menentukan halangan. Sensor ultrasonik dapat menerima frekuensi lain sehingga sensor seakan akan mendeteksi halangan yang sebenarnya tidak ada. Jika sudut yang dibentuk sensor dan objek terlalu besar maka sinyal tidak akan terpantul ke penerima, sehingga dimungkinkan objek tidak akan terdeteksi oleh sensor. Semakin jauh jarak objek yang terdeteksi, maka posisi objek tersebut semakin tidak diketahui secara pasti. Jika objek yang dideteksi berukuran besar dan berbentuk tidak beraturan atau jumlahnya banyak, maka dimungkinkan terjadi pantulan-pantulan, sehingga jarak yang terdeteksi oleh sensor tidak merefleksikan jarak objek yang sebenarnya

F. Aplikasi sensor ultrasonic1. 2. 3. 4. 5. Detector jarak pada mobil Pengukur kedangkalan air sungai (level air) Pengukur tinggi badan Pengatur rem otomatis Robot pemadam api