Pengertian dan Cara Kerja Sensor Ultrasonik HC-SR04

Sensor ultrasonik merupakan sensor yang menggunakan gelombang ultrasonik. Gelombang ultrasonik yaitu gelombang yang umum digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu benda dengan memperkirakan jarak antara sensor dan benda tersebut. Sensor ini berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik begitu pula sebaliknya. Gelombang ultrasonik memiliki frekuensi sebesar 20.000 Hz. Bunyi tersebut tidak dapat didengar oleh telinga manusia. Bunyi tersebut dapat didengar oleh hewan tertentu seperti anjing, kelelawar dan kucing. Bunyi gelombang ultrasonik dapat merambat melalui zat cair, padat dan gas. Benda cair merupakan media merambat yang paling baik untuk sensor ultrasonik jika dibandingkan dengan benda padat dan gas. Oleh karena itu, sensor ultrasonik banyak digunakan pada kapal selam dan alat khusus untuk mengukur kedalaman air laut. 

 

Cara Kerja Sensor Ultrasonik

 

Cara kerja sensor ultrasonik berdasarkan prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan jarak suatu benda menggunakan frekuensi tertentu. Gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui sebuah alat yang disebut dengan piezoelektrik menggunakan frekuensi tertentu. Piezoelektrik tersebut akan menghasilkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi 40KHz ketika sebuah osilator diterapkan pada benda tersebut. Pada umumnya, alat tersebut akan menembakkan gelombang ultrasonik menuju suatu area atau suatu target. Ketika gelombang sudah menyentuh permukaan target, maka target akan memantulkan kembali gelombang tersebut. Kemudian gelombang pantulan yang dihasilkan dari target akan ditangkap oleh sensor. Setelah itu, sensor akan menghitung selisih antara waktu pengiriman gelombang dan waktu gelombang pantul yang diterima. 

 

Baca juga : Sensor Ultrasonik HC-SR04 

 

Berikut ini cara kerja sensor ultrasonik secara detail :

•  Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan frekuensi dan durasi waktu tertentu. Sinyal tersebut memiliki frekuensi di atas 20 kHz. Frekuensi yang umum digunakan untuk mengukur jarak benda yaitu 40 kHz.

•  Sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan sekitar 340 m/s. Ketika membentur suatu benda, maka sinyal tersebut akan dipantulkan oleh benda tersebut.

•  Sinyal akan diproses untuk menghitung jarak benda tersebut setelah gelombang pantulan sampai di alat penerima.

 

Aplikasi Sensor Ultrasonik

 

Pengaplikasian sensor ultrasonik dalam bidang kesehatan, gelombang ultrasonik digunakan untuk melihat organ tubuh manusia seperti mendeteksi tumor, liver, otak dan menghancurkan batu ginjal. Selain itu, gelombang ultrasonik juga dimanfaatkan pada alat USG (ultrasonografi) yang biasa digunakan oleh dokter kandungan.

 

Dalam bidang industri, gelombang ultrasonik digunakan untuk meratakan campuran susu agar homogen, mendeteksi keretakan pada logam, mensterilkan makanan yang diawetkan dalam kaleng, meratakan campuran besi dan timah dan membersihkan benda-benda yang sangat halus. Gelombang ultrasonik juga bisa digunakan untuk mendeteksi keberadaan mineral maupun minyak bumi yang tersimpan di dalam perut bumi.

 

Dalam bidang pertahanan, gelombang ultrasonik digunakan sebagai radar atau navigasi di darat maupun di dalam air. Gelombang ultrasonik digunakan oleh kapal pemburu untuk mengetahui keberadaan kapal selam, dipasang pada kapal selam untuk mengetahui keberadaan kapal yang berada di atas permukaan air, mengukur kedalaman palung laut, mendeteksi ranjau, dan menentukan puosisi sekelompok ikan.

 

Baca juga : Menggali Deep Learning dalam Data Science: Konsep dan Aplikasi

 

Sensor Ultrasonik HC-SR04

 

Sensor ultrasonik HC-SR04 merupakan sensor siap pakai yang berfungsi sebagai pengirim, penerima dan pengontrol gelombang ultrasonik. Sensor ini bisa digunakan untuk mengukur jarak benda dari 2 cm – 4 m dengan akurasi 3 mm. Sensor ultrasonik memiliki 4 pin, pin Vcc, Gnd, Trigger, dan Echo. Pin Vcc digunakan sebagai listrik positif dan Gnd sebagai ground. Pin Trigger digunakan untuk trigger keluarnya sinyal dari sensor dan pin Echo untuk menangkap sinyal pantul dari benda. Cara menggunakan sensor ini yaitu ketika diberikan tegangan positif pada pin Trigger selama 10uS, maka sensor akan mengirimkan 8 step sinyal ultrasonik dengan frekuensi 40 kHz. Selanjutnya, sinyal akan diterima pada pin Echo. Untuk mengukur jarak benda yang memantulkan sinyal tersebut, maka selisih waktu ketika mengirim dan menerima sinyal digunakan untuk menentukan jarak benda tersebut.