Senin, 25 September 2023

SENSOR ULTRASONIC PENGUKUR JARAK

Tujuan Pembelajaran

 

Þ      Peserta dapat mengaplikasikan sensor Ultrasonic dengan menggunakan Arduino dan menggunakan penampil LCD display sebagai alat pengukur jarak.

 Indikator Pencapaian Kompetensi

 

Setelah pembelajaran peserta dapat :

 

Þ  Membuat Sketch program Arduino untuk aplikasi sensor Ultrasonic.

 

Þ  Merangkai rangkaian aplikasi sensor Ultrasonic dengan Arduino.

 

Þ  Menjalankan Sketch program aplikasi sensor Ultrasonic dengan Arduino.

  

Waktu            4 x 45 menit

  

Alat dan Bahan

 

Þ  Trainer Arduino UNO

 

Þ  Kabel downloader USB

 

Þ  Kabel jumper dupon male-male

 

Þ  Kabel jumper dupon male-female

 

Þ  LCD display 16x2

 

Þ  Sensor Ultrasonic HC-SR04

 

Þ  Trimpot 10k

 

Þ  Resistor 330 ohm

 

Þ  Penggaris 30cm

 

Þ  Meteran 3m

  

Keselamatan Kerja

 

Þ  Gunakan peralatan sesuai fungsinya

 

Þ  Hati-hati  dalam  menginstal  program,  baca  baik-baik  petunjuk  penggunaan  alat  dajobsheet yang ada.

URAIAN MATERI

 

Gelombang ultrasonik merupakan gelombang yang umum digunakan untuk radar untuk mendeteksi keberadaan suatu benda dengan memperkirakan jarak antara sensor dan benda tersebut. Dalam ebook ini, kita akan mempelajarinya dengan salah satu sensor ultrasonik HC- SR04 sebab sensor ini juga relatif terjangkau untuk pembelajaran. Bentuk fisik dari sensor ini tampak seperti gambar di bawah.

Gambar 1. Sensor ultrasonik HC-SR04



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 bisa 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


Pada sensor ultrasonik, gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui sebuah alat yang disebut dengan piezoelektrik dengan frekuensi tertentu. Piezoelektrik ini akan menghasilkan gelombang ultrasonik (umumnya berfrekuensi 40kHz) ketika sebuah osilator diterapkan pada benda tersebut. Secara umum, alat ini akan menembakkan gelombang ultrasonik menuju suatu area atau suatu target. Setelah gelombang menyentuh permukaan target, maka target akan memantulkan kembali gelombang tersebut. Gelombang pantulan dari target akan ditangkap oleh sensor, kemudian sensor menghitung selisih antara waktu pengiriman gelombang dan waktu gelombang pantul diterima (Gambar 2).

Karena kecepatan bunyi adalah 340 m/s, maka rumus untuk mencari jarak berdasarkan ultrasonik adalah :


 

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.

HC-SR04 merupakan sensor ultrasonik siap pakai, satu alat yang berfungsi sebagai pengirim,  penerima,  dan  pengontrol  gelombang  ultrasonik.  Alat  ini  bisa  digunakan  untuk mengukur jarak benda dari 2cm - 4m dengan akurasi 3mm. Dengan demikian, untuk menghitung jarak yang hanya maksimal 4 m maka rumus di atas harus dimodifikasi atau disesuaikan satuannya. Mikrokontroller bisa bekerja pada order mikrosekon (1s = 1.000.000 μs) dan satuan jarak bisa kita ubah ke satuan cm (1m = 100 cm). Oleh sebab itu, rumus di atas bisa diupdate menjadi:

PERCOBAAN 1

 

  1.  Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah!


Þ  Siapkan semua komponen yang diperlukan, kemudian rangkai seperti gambar di atas.


2. Buka program Arduino, dan ketiklah sketch program berikut!

 

#include <LiquidCrystal.h>

 #define trigger 18

 #define echo 19

 LiquidCrystal lcd(2,3,4,5,6,7);

 float time=0,distance=0;


 void setup()

 {

 lcd.begin(16,2);

 pinMode(trigger,OUTPUT);

pinMode(echo,INPUT);

 lcd.print("Pengukur Jarak");

 lcd.setCursor(0,1);

 lcd.print("Ultrasonic");

 delay(3000);

 lcd.clear();

 lcd.print("SMKN 1 WEBAR");

 lcd.setCursor(0,1);

 lcd.print("KELAS XI AV ");

 delay(3000);

 }

 void loop()

 {

 lcd.clear();

 digitalWrite(trigger,LOW);

 delayMicroseconds(2);

 digitalWrite(trigger,HIGH);

 delayMicroseconds(10);

 digitalWrite(trigger,LOW);

 delayMicroseconds(2);

 time=pulseIn(echo,HIGH);

 // distance=time*343.64/20000;

 distance=(time/2)/28.5;

 lcd.clear();

 lcd.print("Jarak :");

 lcd.print(distance);

 lcd.print("cm");

 lcd.setCursor(0,1);

 lcd.print("Jarak :");

 lcd.print(distance/100);

 lcd.print("m");

 delay(1000);

}


3. Setelah selesai membuat Sketch, lanjutnya tekan tombol upload untuk mengirim Sketch program ke board Arduino untuk dijalankan. Tombol upload adalah menu panah arah ke kanan di bawahnya menu Edit.

4. Tunggu beberapa saat untuk proses mengirimkan sketch program ke board ArduinoDitandai  tulisan  Compailing  sketch pada  pojok  kiri  bawah layar  prograM Arduino.

5. Setelah selesai tulisan menjadi Done uploading”. Lihat apa yang terjadi pada LCD dan jelaskan apa yang Anda dapat dari pengamatan tersebut. Tuliskan di tempat yang telah disediakan!

6.    Uji coba pengukur jarak dengan sensor ultrasonic ini dengan menggunakan penggaris, bandingkan jarak penggaris dengan hasil ukur yang ditunjukkan di LCD display. Catat hasilnya ke dalam tabel 1 yang disediakan. Lengkapilah tabel 1.

 

 

Pertanyaan/Tugas

 

        1. Hasil pengamatan Percobaan 1 langkah 5.

 

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 





0 comments:

Posting Komentar