Sensor Ultrasonik Ping
Sensor ultrasonik ping adalah perangkat elektronik berupa sensor yang digunakan untuk mengukur jarak antara sensor tersebut dengan sebuah objek atau permukaan lain yang berada dalam areanya. Sensor ini bekerja dengan prinsip memancarkan gelombang ultrasonik untuk menghitung waktu tempuh sinyal yang dipantulkan kembali dari objek yang diukur ke receiver sensor ping tersebut.
Sensor ultrasonik ini banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti kendaraan otonom, robotika, mengukur jarak, menghindari hambatan, dan sebagainya.
Adapun cara kerja sensor jarak ultrasonik umumnya adalah sebagai berikut:
1. Sumber gelombang ultrasonik: Sensor ini memiliki transduser (pengirim sinyal) ultrasonik yang berfungsi untuk mengirimkan gelombang suara ultrasonik ke arah objek yang ingin diukur jaraknya.
2. Pantulan gelombang: Ketika gelombang ultrasonik mencapai objek, maka sebagian dari gelombang akan dipantulkan kembali ke sensor ultrasonik tersebut karena perbedaan kepadatan atau sifat akustik objek tersebut.
3. Waktu kembali gelombang pantulan: Sensor kemudian akan menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk kembali setelah dipantulkan oleh objek namun ada objek yang memiliki bahan tidak memantulkan gelombang ultrasonik tersebut. Dengan mengetahui kecepatan suara di udara, sensor dapat menghitung jarak antara sensor dan objek.
4. Perhitungan jarak: Berdasarkan pada waktu kembali gelombang ultrasonik tersebut, sensor dapat melakukan perhitungan sederhana sehingga dapat menentukan jarak dengan menggunakan rumus kecepatan suara di udara dan waktu tempuh gelombang.
Keuntungan dari sensor jarak ultrasonik adalah kemampuannya untuk bekerja dalam berbagai kondisi lingkungan, termasuk dalam gelap atau pada permukaan yang tidak berwarna. Namun, sensor ini memiliki kelemahan yaitu ketepatan pengukurannya dapat dipengaruhi oleh faktor lingkungan tertentu, seperti suhu dan kelembaban.
Sensor jarak ultrasonik ini tersedia dalam berbagai ukuran dan jenis, dari sensor portabel hingga sensor yang lebih kompleks dan terintegrasi dalam sistem elektronik yang lebih besar. Sebagai teknologi yang cukup umum dan terjangkau, sensor jarak ultrasonik telah digunakan secara luas dalam berbagai aplikasi di berbagai industri.
Namun sensor ini juga tersedia dalam bentuk module yang dapat diaplikasikan dengan kontroller. Sehingga dapat dibuat aplikasi yang dikehendaki oleh pembuatnya. Contoh kontroller tersebut adalah Arduino.
Untuk kontrol menggunakan arduino, sensor ini terdiri dari 2 merek yaitu sensor ultrasonik parallax dan Sensor ultrasonik HC SR04.
Sensor PING mendeteksi jarak obyek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi sebesar 40 KHz dan kemudian mendeteksi waktu pantulannya. Sensor Ping dikembangkan dan dibuat oleh Parallax, namun berbeda dengan sensor ultrasonic HC SR04.
Adapun secara fisik perbedaan antara kedua sensor ini yaitu Sensor ultrasonic tipe PING Parallax dan HC SR04 terletak pada bagian inputnya. Sensor PING memiliki 3 pin, sedangkan sensor HC SR04 memiliki 4 pin.
Pada sensor HC pin Trigger dan output terpisah, sedangkan pada sensor Ping Parallax disatukan. Adapun Tampilan sensor jarak PING ditunjukkan pada Gambar berikut:
Berikut adalah Spesifikasi Sensor PING Parallax
- Jangkauan jarak pembacaan: 2cm sampai kisaran 400 -500cm
- Sudut yang dideteksi terbaik adalah 15 derajat
- Memiliki Tegangan kerja 5V DC
- Mempunyai Resolusi 1cm
- Bekerja pada Frekuensi Ultrasonik 40 kHz
- Dapat dihubungkan secara langsung ke kaki mikrokontroler
Pada dasanya, Sensor ini terdiri dari sebuah chip yang membangkitkan sinyal 40KHz, terdapat sebuah speaker ultrasonik dan sebuah mikropon ultrasonik. Speaker ultrasonik pada sensor ini mengubah sinyal 40 KHz menjadi suara sementara mikropon ultrasonik mempunyai fungsi untuk mendeteksi pantulan suara dari speaker tersebut.
Adapun Pin sinyal dapat langsung disambungkan dengan mikrokontroler tanpa menggunakan tambahan komponen apappun. Ping hanya akan mengirimkan suara ultrasonik ketika terdapat pulsa trigger dari mikrokontroler / kontroller (Pulsa high selama 5uS ).
Suara ultrasonik tersebut yang mana dengan frekuennsi sebesar 40KHz akan dipancarkan selama 200uS. Kemudian Suara ini akan merambat di udara dengan kecepatan 344.424m/detik ( atau 1cm setiap 29.034uS), mengenai objek yang akan diukur jaraknya Dan kemudian suara tersebut akan terpantul kembali ke Speaker sensor tersebut.
Selama proses menunggu pantulan, Sensor ping akan mengeluarkan sebuah pulsa. Pulsa ini akan terhenti (low) jika suara pantulan terdeteksi oleh Speaker dari sensor ping tersebut. Oleh sebab itu lah lebar pulsa tersebut dapat mewakili jarak antara sensor Ping dengan objek yang akan diukur jaraknya.
Untuk penjelasan serta prinsip kerjanya sama saja dengan SRF04, hanya saja untuk sensor PING Parallax ini hanya menggunakan 3 pin, yang terdiri dari pin trigger sama echo digunakan dalam 1 pin, sehingga dengan menggunakan sensor PING Parallax kita dapat menghemat penggunaan Input/Output dari mikrokontroler atau Arduino yang kita pakai.
Penerapan Sensor PING
Adapun penerapan sensor PING Parallax banyak digunakan pada Robot Obstacle seperti robot pemadam api dan robot line follower. Selain itu juga dipakai sebagai alarm dan security deteksi objek. Harga sensor PING Parallax jauh lebih mahal jika dibandingkan dengan sensor tipe HC SR04 yaitu sekitar 300rb sampai 500rb rupiah.
Namun masing-masing sensor ini memiliki kehandalannya masing-masing. Namun dari segi harga, sensor Sensor ultrasonik HC SR04 ini mempunyai harga yang jauh lebih murah, sehingga dapat terjangkau oleh penggunanya.
