Cara Kerja Sensor Ultrasonik

3 min read

Sensor Ultrasonik Adalah ?☑️ Berikut penjelasan lengkap apa itu sensor ultrasonik, Fungsi, Cara Kerja☑️ dan contoh penggunaannya☑️

Anda membutuhkan alat khusus ketika ingin mengukur jarak dengan jangkauan jauh, kedalaman laut, dan mendeteksi keberadaan logam. Alat seperti ini memakai prinsip kerja sensor ultrasonik.

Secara umum, penggunaan sensor ini mirip seperti kelelawar yaitu memancarkan bunyi lalu menerima pantulan. Selanjutnya, perhitungan jarak dilakukan berdasarkan waktu tempuh dan estimasi kecepatan bunyi. Ini merupakan penggambaran bagaimana alat dan sensor tersebut bekerja.

Sensor Ultrasonik Adalah?

sensor ultrasonik
Gambar Sensor Ultrasonik

Pengertian sensor ultrasonik adalah sensor yang bekerja berdasarkan pantulan gelombang suara untuk mendeteksi keberadaan sebuah objek tertentu yang ada di depannya.

Sensor jenis ini menggunakan bunyi ultrasonik 20.000 Hz ++ untuk mendapatkan jarak dan waktu tertentu. Selain mengukur jarak, fungsi sensor ultrasonik juga mampu mendeteksi keretakan dan tipe benda yang berhasil memantulkan sinyal.

Misalnya, sebuah logam diberikan ultrasonik dan hasilnya satu bagian sinyal dikembalikan dengan baik. Kemungkinannya adalah area tertentu di logam tidak lagi memiliki permukaan sempurna karena ada retak atau rusak.

Sensor ultrasonik terdiri dari dari dua unit, yaitu unit pemancar dan unit penerima. Struktur unit pemancar dan penerima. Frekuensi kerjanya pada  daerah  di  atas  gelombang  suara dari 40 KHz hingga 400 KHz.

Fungsi Sensor Ultrasonik

fungsi sensor ultrasonik

Fungsi dasar dari sensor ultrasonik adalah mengubah listrik menjadi mekanik yang mampu memproduksi bunyi dengan frekuensi gelombang yang sudah ditentukan. Berikut 6 fungsi sensor ultrasonik yang digunakan dalam berbagai bidang industri :

  • Sebagai Radar & Navigator

Navigator dan radar sangat berguna di bidang militer dan transportasi. Militer juga memakai sensor ini untuk deteksi keberadaan benda atau apapun yang berada di sekitar. Sensor tersebut sebagai sumber data sebelum menjalankan misi.

  • Sistem Navigasi Robot

Robot tertentu misalnya detektor logam menggunakan sensor yang mampu memancarkan bunyi ultrasonik. Fungsinya seperti radar dan kelelawar sehingga bergerak tanpa menabrak sesuatu yang keras.

  • Alat Pengukur Jarak dan Kedalaman

Sensor ultrasonik arduino sering dipakai untuk alat ukur jarak sederhana. Alat seperti ini tersedia secara luas untuk beberapa kebutuhan dari level keseharian misalnya mengetahui kedalaman sumur hingga proyek lebih kompleks.

Anda juga dapat membuat alat sendiri dengan komponen sensor ultrasonik hc-sr04 yang terintegrasi ke pc atau laptop sebagai pengolah data.

  • Alat Kedokteran & Kesehatan

Ultrasonografi atau USG merupakan alat di bidang kedokteran untuk mengecek kondisi dalam tubuh terutama kehamilan. Cara kerjanya menggunakan prinsip sensor ultrasonik yaitu mengirim gelombang secara live lalu membuat interpretasi hasil pantulan dalam bentuk video.

  • Sistem Otomatis Industri

Sensor ultrasonik juga dipakai di industri yaitu mesin dan pabrik untuk mengolah sesuatu. Keberadaan sensor ini sangat penting untuk kalibrasi dan memastikan tidak ada kendala.

  • Bidang Pertambangan

Pertambangan seperti minyak juga menggunakan alat detektor berdasarkan sensor elektronik. Alat ini juga berfungsi mengenali tipe logam. Saat memantulkan ke suatu permukaan benda, hasil pantulan akan berbeda antara satu logam dan lainnya. Dengan

Cara Kerja Sensor Ultrasonik

cara kerja sensor ultrasonik
Gambar Cara Kerja Sensor Ultrasonik

Pada dasarnya cara kerja sensor ultrasonik adalah mengubah besaran  fisis  (berupa bunyi) menjadi  besaran  listrik  dan  sebaliknya. Transmitter mengirimkan seberkas gelombang ultrasonik, yang kemudian akan diukur waktu yang dibutuhkan hingga datangnya pantulan dari objek tersebut.

Prinsip kerja sensor ultrasonik menggunakan metode pantulan untuk menghitung jarak antara objek dengan sensor.

Pengukuran jarak objek dengan sensor ini dapat dihitung dengan perkalian antara kecepatan rambat dari gelombang suara ultrasonik pada media rambat dengan setengah waktu yang digunakan sensor ultrasonik untuk memancarkan gelombang suara ultrasonik dari rangkaian pemancar (Tx) menuju objek hingga diterima kembali oleh rangkaian penerima (Rx).

Ada beberapa point terkait dengan cara kerja sensor ultrasonik yang perlu anda perhatikan, apa saja point nya ? Silahkan simak dibawah ini :

  • Gelombang ultrasonik

Cara kerja sensor ultrasonik berdasarkan gelombang bunyi lebih dari 20 khz. Manusia tidak dapat mendengarnya tetapi beberapa hewan seperti kelelawar dapat menangkap frekuensi tersebut. Anda tidak perlu khawatir dengan resiko karena bunyi tersebut tidak akan mengganggu aktivitas harian.

  • Pemancar dan penerima

Bunyi berasal dari pemancar lalu diarahkan ke suatu target. Setelah itu, bunyi menyentuh benda dengan kerapatan padat dan dipantulkan kembali sesuai arah tertentu. Selanjutnya, penerima atau receiver bertugas menangkap hasil pantulan.

  • Kecepatan bunyi dan waktu

Secara normal, kecepatan bunyi sekitar 300-350 m/s yang dapat dikategorikan sebagai ultrasonik.

  • Mengukur jarak

Dari data sensor ultrasonik, Anda dapat memperkirakan jarak antara sensor dan benda yang berhasil memantulkan bunyi tersebut. Perhitungan ini akan menjadi estimasi sebelum melakukan penelitian lebih lanjut.

Gambaran Prinsip Kerja Sensor Ultrasonik :

Sebuah kristal piezoelectric dihubungkan dengan mekanik jangkar dan hanya dihubungkan dengan diafragma penggetar. Tegangan bolak-balik  yang  memiliki  frekuensi kerja 40 KHz – 400 KHz diberikan pada plat logam.

Struktur atom dari kristal piezoelectric akan berkontraksi (mengikat), mengembang atau menyusut terhadap polaritas tegangan yang diberikan dan ini disebut dengan efek piezoelectric.

Kontraksi yang terjadi diteruskan ke diafragma penggetar sehingga terjadi gelombang ultrasonik yang dipancarkan ke udara (tempat sekitarnya). Pantulan gelombang ultrasonik akan terjadi bila ada objek tertentu dan pantulan gelombang ultrasonik akan diterima kembali oleh unit  sensor  penerima.

Selanjutnya  unit sensor penerima akan menyebabkan diafragma penggetar akan bergetar dan efek piezoelectric menghasilkan sebuah tegangan bolak-balik dengan frekuensi yang sama

Komponen Sensor Ultrasonik

  • Piezoelektrik

rangkaian Piezoelektrik

Rangkaian sensor ultrasonik sederhana tidak sulit untuk dibuat. Akan tetapi, Anda membutuhkan komponen yang tepat lalu disambungkan agar saling terintegrasi. Bagian penting adalah piezoelektrik yaitu semacam alat pengubah listrik ke bunyi. Ini merupakan sumber dari gelombang ultrasonik yang nanti dipancarkan.

  • Pemancar atau Transmitter

rangkaian Transmitter

Komponen berikutnya adalah pemancar atau transmitter yang berguna melanjutkan sinyal gelombang bunyi yang sudah diproduksi. Alat ini dapat menyatu dengan komponen sebelumnya atau dibuat terpisah. Selain bertugas sebagai pemancar, fungsi lain adalah repeater atau menguatkan sinyal agar mampu menjangkau jarak lebih jauh.

  • Receiver

rangkaian Receiver

Gambar sensor ultrasonik menunjukkan satu komponen khusus disebut receiver. Ini merupakan bagian yang menerima sinyal  hasil pantulan. Ada sistem dimana transmitter dan receiver berada di satu komponen.

Penggunaannya lebih efisien tetapi jangkauan dan kapasitas bunyi terbatas. Anda lebih baik membuat sensor dimana receiver dan transmitter diletakkan terpisah sehingga mudah mengukur data.

Info Elektronika Lainnya :
Cara Kerja Mikrometer Sekrup Cara Kerja Jangka Sorong
Cara Kerja Sensor Suhu Cara Kerja Sensor Cahaya

Harga sensor ultrasonik sebenarnya cukup terjangkau di toko elektronik. Ini adalah tipe sensor yang sering dipakai untuk alat detektor sederhana. Produk terdiri dari berbagai tipe dan merk. Anda memilih yang sesuai kebutuhan atau membeli alat jadi tanpa harus merangkai dari awal.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *