Sensor Ultrasonik

Sensor Ultrasonik adalah alat elektronika yang kemampuannya bisa mengubah dari energy listrik menjadi energy mekanik dalam bentuk gelombang suara ultrasonic. Sensor ini terdiri dari rangkaian pemancar Ultrasonic yang dinamakan transmitter dan penerima ultrasonic yang disebut receiver. Alat ini digunakan untuk mengukur gelombang ultrasonic. Gelombang ultrasonic adalah gelombang mekanik yang memiliki cirri-ciri longitudinal dan biasanya memiliki frekuensi di atas 20 Khz. Gelombong Utrasonic dapat merambat melalui zat padat, cair maupun gas. Gelombang Ultrasonic adalah gelombang rambatan energi dan momentum mekanik sehingga merambat melalui ketiga element tersebut sebagai interaksi dengan molekul dan sifat enersia medium yang dilaluinya.

Prinsip kerja dari sensor ultrasonik adalah sebagai berikut :

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.
2. 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.
3. Setelah sinyal tersebut sampai di penerima ultrasonik, kemudian sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jaraknya. Jarak dihitung berdasarkan rumus :
4.  S = V.t/2
5. Ket, S  = jarak antara sensor ultrasonik dengan bidang pantul
6.         V = Kecepatan bunyi
7. T = selisih waktu antara pemancaran gelombang ultrasonik sampai diterima kembali oleh bagian penerima ultrasonik.
8. 
   
9. Sensor Ultrasonik terdiri dari 2 unit yaitu :
   ·         Pemancar Ultrasonik (Transmitter)
      Pemancar Ultrasonik ini berupa rangkaian yang memancarkan sinyal sinusoidal berfrekuensi di atas 20 KHz menggunakan sebuah transducer transmitter ultrasonik. Sinyal 40 kHz dibangkitkan melalui mikrokontroler. Sinyal tersebut dilewatkan pada sebuah resistor sebesar 3kOhm untuk pengaman ketika sinyal tersebut membias maju rangkaian dioda dan transistor. Kemudian sinyal tersebut dimasukkan ke rangkaian penguat arus yang merupakan kombinasi dari 2 buah dioda dan 2 buah transistor. Ketika sinyal dari masukan berlogika tinggi (+5V) maka arus akan melewati dioda D1 (D1 on), kemudian arus tersebut akan membias transistor T1, sehingga arus yang akan mengalir pada kolektotr T1 akan besar sesuai dari penguatan dari transistor. Ketika sinyal dari masukan berlogika tinggi (0V) maka arus akan melewati dioda D2 (D2 on), kemudian arus tersebut akan membias transistor T2, sehingga arus yang akan mengalir pada kolektotr T2 akan besar sesuai dari penguatan dari transistor. Resistor R4 dan R6 berfungsi untuk membagi tengangan menjadi 2,5 V. Sehingga pemancar ultrasonik akan menerima tegangan bolak – balik dengan Vpeak-peak adalah 5V (+2,5 V s.d -2,5 V)
   ·         Penerima Ultrasonik (Receiver)
      Penerima Ultrasonik ini akan menerima sinyal ultrasonik yang dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan karakteristik frekuensi yang sesuai. Sinyal yang diterima tersebut akan melalui proses filterisasi frekuensi dengan menggunakan rangkaian band pass filter (penyaring pelewat pita), dengan nilai frekuensi yang dilewatkan telah ditentukan. Kemudian sinyal keluarannya akan dikuatkan dan dilewatkan ke rangkaian komparator (pembanding) dengan tegangan referensi ditentukan berdasarkan tegangan keluaran penguat pada saat jarak antara sensor kendaraan mini dengan sekat/dinding pembatas mencapai jarak minimum untuk berbelok arah. Dapat dianggap keluaran komparator pada kondisi ini adalah high (logika ‘1’) sedangkan jarak yang lebih jauh adalah low (logika’0’). Logika-logika biner ini kemudian diteruskan ke rangkaian pengendali (mikrokontroler).

                           

                 Gambar Sensor Ultrasonik

        Ada beberapa penjelasan mengenai gelombang ultrasonic. Sifat dari gelombang ultrasonik yang melalui medium menyebabkan getaran partikel dengan medium aplitudo sama dengan arah rambat longitudinal sehingga menghasilkan partikel medium yang membentuk suatu rapatan atau biasa disebut Strain dan tegangan yang biasa disebut Strees. Proses lanjut yang menyebabkan terjadinya rapatan dan regangan di dalam medium disebabkan oleh getaran partikel secara periodic selama gelombang ultrasonic lainya. Gelombang ultrasonic merambat melalui udara dengan kecepatan 344 meter per detik, mengenai obyek dan memantul kembali ke sensor ultrasonik. Seperti yang telah umum diketahui, gelombang ultrasonik hanya bisa didengar oleh makhluk tertentu seperti kelelawar dan ikan paus. Kelelawar menggunakan gelombang ultrasonic untuk berburu di malam hari sementara paus menggunakanya untuk berenang di kedalaman laut yang gelap.

     

       Contoh Aplikasi :

    Sensor ultrasonic banyak digunakan di berbagai perangkat pengukur jarak. sebagai contoh di dunia robotika sensor ini digunakan sebagai indra utama untuk navigasi robot. sebagai contoh tipe ultra sonic yang banyak digunakan adalah tipe SRF, dan PING pada perinsipnya sensor jarak ultra sonic menggunakan prinsip kerja yang sama, yaitu pngirim sinyal dan penerima sinyal (transmitter and receiver). sensor ini bekerja pada frequency 40 Khz.

      

         Ide Pengembangannya:

     

     Aplikasi Sensor Ultrasonik untuk Pendeteksi Jarak Mobil Menggunakan Tampilan LCD.

     

    Alat pengukur jarak dengan ultrasonik dapat memberitahukan jarak saat ini terhadap benda dengan menggunakafi microcontroller.. Alat pengukur jarak ini

 menggunakan sensor ultrasonic sehingga dapat menggantika alat ukur analog. Dimana

 sensor ultrasonic ini memanfaatkan sifat gelombang suara. Sifat dari gelombang suara iniadalah mernantul apabila mengenai benda penghalang.

 Alat pengukur jarak ultrasonik digital ini bekerja pada frekuensi 40 kllz ,

 dengan menggunakan sensor ultrasonik PING, prinsip kerja dari alat ini adalah

 menghitung selartg waktu antara saat pulsa ultrasonic dipancarkan dan saat pulsa

 ultrasonic diterima. Selang waktu ini merupakan sebuah data yang akan diolah oleh

 microcontro!1er untuk dijadikan suatu besaran jarak dalam satuan centimeter.

 Alat ukur jarak berbasis microcontroller AT89S51 yang dapat menampilkan

 hasil pengukuran sampai 6 digit angka dalam satuan centimeter dengan akurasi alat 0-

 2 cm, presisi 0-0,06 serta resolusi alat ukur sebesar satu mikrometer. Alat yang

 dirancang dapat menjangkau jarak pengukuran sampai dengan 300 cm dengan jarak

 minimal pengukuran 3 cm.

Ajang Kontes Robot Indonesia 2014 
KRI 2014 Tingkat Regional II 

Robot Seni Indonesia dengan sensor suara. Dok. panitia KRI 2014 regional II

Dari sebanyak 30 kampus di Jawa Barat, Banten, dan DKI Jakarta, tim robot asal kota Bandung berhasil mendominasi juara pertama pada ajang Kontes Robot Indonesia 2014 KRI 2014 tingkat regional II di kampus Universitas Taruma Negara (Untar). Tim asal kampu di Bandung meraih juara pertama di empat kategori, dari lima kategori yang dilombakan.

KRI 2014 Regional II yang digelar pada 24 – 26 April 2014 diikuti oleh 72 tim dari 30 perguruan tinggi.

 Kontes ini mempertandingkan lima kategori, yaitu:

1.  Kontes Robot ABU Indonesia (KRAI);

2.  Kontes Robot Pemadam Api Indonesia (KRPAI) tipe beroda,

3.  Kontes Robot Pemadam Api Indonesia (KRPAI) tipe berkaki,

4.  Kontes Robot Seni Indonesia (KRSI),dan

5.  Kontes Robot Sepak Bola Indonesia (KRSBI). 

• Untuk kategori Kontes Robot Pemadam Api Indonesia (KRPAI) tipe beroda:

1.      Juara pertama adalah Tim Azkaizan 4WD (Universitas Telkom),

2.      Juara kedua Tim Thunder Bolt V.3 (Universitas Maranatha), dan

3.      uara ketiga Siliwangi II (Politeknik Negeri Bandung). 

• Untuk Kontes Robot Pemadam Api Indonesia (KRPAI) tipe berkaki :

1.      Juara satu adalah Tim Yudhistira 2 (Politeknik Negeri Bandung),

2.      Juara kedua Renato (Universitas Indonesia),dan

3.      Juara ketiga Arjuna  (Universitas Telkom).

• Sementara Untuk Kontes Robot Seni Indonesia (KRSI):

1.      Juara pertama adalah Isola (Universitas Pendidikan Indonesia),

2.      Juara kedua Dago Concordia (Institut Teknologi Bandung), dan

3.      Juara ketiga Ashvara (Universitas Indonesia). 

• Pada Kontes Robot Sepak Bola Indonesia (KRSBI):

1.      Juara pertama adalah Dago Hoogeshool (Institut Teknologi Bandung),

2.      Juara kedua Isola S3 (Universitas Pendidikan Indonesia), dan

3.      Juara ketiga Balaputramakara (Universitas Indonesia).

• Selanjutnya untuk kategori Kontes Robot ABU Indonesia (KRAI):

1.               Juara pertama diraih oleh Tim El-Forza 14 (Politeknik Negeri Jakarta),

2.               Juara kedua Tim Robunta (Universitas Tarumanagara), dan

3.             Juara ketiga Tim Blue Deep (Universitas Budi Luhur).

1     “Semua tim kategori bergengsi ini memiliki kemampuan yang merata. Terbukti pada putaran final kategori Kontes Robot ABU antara Politeknik Negeri Jakarta dan Untar berlangsung ketat. Pada kategori ini juga juri memberikan penghargaan Desain Terbaik untuk Robunta Universitas Tarumanagara dan Strategi Terbaik untuk Blue Deep Universitas Budi Luhur,” kata Prof. Dr. Agustinus Purna Irawan, S.T., M.T., Ketua Panitia KRI Regional II di Jakarta Sabtu (26/04/2014).

Para pemenang kontes robot tingkat regional II ini selanjutnya akan mengikuti koontes robot tingkat nasional yang akan digelar di Yogyakarta pada bula Juni 2014 mendatang. Mereka akan merebut posisi Indonesia mawakili Kontes Robot Internasional ABU Robocon 2014 yang akan berlangsung di Punne – India, pada 24 Agustus tahun 2014 mendatang.

Sumber : http://kabarkampus.com/2014/04/mahasiswa-bandung-juara-kontes-robot-di-untar/

Link Video Masing-Masing Kategori Kontes Robot Indonesia :

1.  Kontes Robot ABU Indonesia (KRAI): 

http://www.youtube.com/watch?v=vsdCl0mYIX0

2.  Kontes Robot Pemadam Api Indonesia (KRPAI) tipe beroda :

http://www.youtube.com/watch?v=QePdVUjdb3Y 

3.  Kontes Robot Pemadam Api Indonesia (KRPAI) tipe berkaki:

http://www.youtube.com/watch?v=yBJJsNXOMoQ

4.  Kontes Robot Seni Indonesia (KRSI):

http://www.youtube.com/watch?v=53dK5TAkeNs

5.  Kontes Robot Sepak Bola Indonesia (KRSBI):

http://www.youtube.com/watch?v=OAF8fd0t9Dg

Sensor Temperatur dan Kelembaban SHT II/75 

Sensor Relative Humidity dan Temperatur

Maind Map Sensor Suhu IC LM35

Sensor Sinar

Sensor Sinar  terdiri dari 3 kategori. Fotovoltaic atau sel solar adalah alat sensor sinar yang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik, dengan adanya penyinaran cahaya akan menyebabkan pergerakan elektron dan menghasilkan tegangan. Demikian pula dengan Fotokonduktif (fotoresistif) yang akan memberikan perubahan tahanan (resistansi) pada sel-selnya, semakin tinggi intensitas cahaya yang terima, maka akan semakin kecil pula nilai tahanannya. Sedangkan Fotolistrik adalah sensor yang berprinsip kerja berdasarkan pantulan karena perubahan posisi/jarak suatu sumber sinar (inframerah atau laser) ataupun target pemantulnya, yang terdiri dari pasangan sumber cahaya dan penerima.

                                                             Sensor-cahaya-photoconductive

Ø  Fotovoltaic (Solar Cell/Fotocell)

Berfungsi untuk mengubah sinar matahari menjadi arus listrik DC. Tegangan yang dihasilkan sebanding dengan intensitas cahaya yang mengenai permukaan solar cell. Semakin kuat sinar matahari tegangan dan arus listrik Dc yang dihasilkan semakin besar.

 Simbol dari Solar Cell

Bahan pembuat solar cell adalah silicon, cadmium sullphide, gallium arsenide danselenium.

Ø  Fotoconductiv

Berfungsi untuk mengubah intensitas cahaya menjadi perubahan konduktivitas. Kebanyakan komponen ini erbuat dari bahan cadmium selenoide atau cadmium sulfide.
Tipe-tipe Fotoconductiv:

LDR (Light Dependent Resistor)

Berfungsi untuk mengubah itensitas cahaya menjadi hambatan listrik. Semakin banyak cahaya yang mengenai permukaan LDR hambatan listrik semakin besar.

Prinsip Kerja Sensor Cahaya / LDR

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) adalah salah satu jenis resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai hambatan pada Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. LDR sering disebut dengan alat atau sensor yang berupa resistor yang peka terhadap cahaya. Biasanya LDR terbuat dari cadmium sulfida yaitu merupakan bahan semikonduktor yang resistansnya berupah-ubah menurut banyaknya cahaya (sinar) yang mengenainya. Resistansi LDR pada tempat yang gelap biasanya mencapai sekitar 10 MΩ, dan ditempat terang LDR mempunyai resistansi yang turun menjadi sekitar 150 Ω. Seperti halnya resistor konvensional, pemasangan LDR dalam suatu rangkaian sama persis seperti pemasangan resistor biasa.

Contoh Aplikasi LDR Sebagai Sensor Cahaya yaitu : Rangkaian Alarm,Indikator,Counter (Penghitung),dan Fungsi Potensiometer.

Ide Pengembangannya :

APLIKASI SENSOR CAHAYA UNTUK ALARM ANTI PENCURI

(LIGHT SENSOR AS ANTI-THEFT ALARM)

Alarm yang dapat mendeteksi pergerakan seseorang saat rumah dalamkondisi kosong, ditinggalkan oleh pemiliknya. Alat ini mempunyai prinsip kerjayaitu mendeteksi bayangan seseorang yang melewati titik tertentu. Perancangandan pembuatan perangkat ini menggunakan sensor cahaya berupa LASER danLDR yang dirangkai dengan transistor sebagai saklar otomatis serta LED dantelepon rumah untuk melakukan panggilan kepada nomor telepon pemilik rumah.Komponen yang dipakai dalam pembuatan perangkat ini antara lain IC LM7805,LASER pointer, resistor, transistor BC108, LED,Relay dan telepon rumah.Perancangan dan pembuatan alat menggunakan software multisim 10.1 sebagaisimulator rangkaian, dan  software eagle 5.1.1 untuk mendesain jalur rangkaian pada papan PCB. Saat cahaya LASER tidak sampai ke LDR karena terhalang olehsesuatu, maka rangkaian output yang berupa indikator LED dan panggilan daritelepon rumah akan aktif.

Contohnya : alarm, sensor cahaya, saklar otomatis,relay.

Maind Map Sensor Suhu 

Bimetal,Thermokopel,Thermistor

SENSOR MAGNET

Sensor Magnet Adalah rangkaian elektronik  yang menggunakan gelombang magnet sebagai input untuk menggerakkan output.

    Sensor Magnet atau disebut juga relai buluh, adalah alat yang akan terpengaruh medan magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran. Seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet di sekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan, asap ataupun uap.
    Pada awalnya sensor magnet memungkinkan navigasi atas lautan  dengan merasakan kutub magnet bumi. Penginderaan medan magnet telah sangat diperluas di dunia industri dan telah diadaptasi berbagai sensor magnetik untuk mendeteksi keberadaan, kekuatan, atau arah medan magnetik tidak hanya dari Bumi, tetapi juga dari  magnet permanen, gangguan kendaraan, aktivitas gelombang otak, dan bidang yang dihasilkan dari
arus listrik . Sensor magnetik dapat mengukur sifat tanpa kontak fisik dan telah menjadi kontrol sistem navigasi.
    Sensor Magnet atau disebut juga relai buluh, adalah alat yang akan terpengaruh medan magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran. Seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet di sekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan, asap ataupun uap.
Sebuah sensor medan magnet langsung dapat merasakan medan magnet dari magnet permanen, elektromagnet, atau arus. Dalam merasakan kehadiran benda besi, magnet biasing sering digunakan. Magnet biasing magnetizes feromagnetik obyek seperti gigi gigi, dan sensor mendeteksi medan magnet gabungan dari magnet obyek dan magnet biasing. Sebuah magnet biasing ditempelkan ke sensor dalam posisi sedemikian rupa sehingga pengaruh langsung terhadap sensor minimal. Biasanya magnet biasing adalah

dipasang di bagian atas sensor dengan sumbu tegak lurus magnet dengan sumbu sensitif dari sensor.

Gambar Aplikasi Sensor Magnet

Gambar Rangkaian 1.

          Rangkaian diatas menggunakan sensor magnet reed switch untuk menggerakkan LED.Pada rangkaian ini menggunakan prinsip pembagi tegangan antara kaki basis transistor. Cara kerja rangkaian adalah jika pada reed switch didekati medan magnet maka hambatan kontak reed switch akan menghubung. Hal ini menyebabkan arus negatif masuk ke kaki transistor, maka transistor tidak akan mengantar arus. Pada saat reed switch dijauhkan dari medan magnet maka kontak reed switch akan membuka, maka arus listrik posistip akan masuk ke kaki basis. Transisotr akan mengalirkan arus negative yang akan menyalakan LED.

                   Medan magnet dapat menggunakan magnet batang. Contoh aplikasi sederhana adalah indicator atau alarm untuk pintu dibuka atau ditutup.Untuk pengembangan lebih lanjut LED dpat ditambah relay driver untuk mengendalikan alarm atau sirine maupun beban listrik yang lebih besar misalnya lampu AC 220V.

Gambar Rangkaian 2.

          Jika pada rangkaian diatas menggunakan transistor, maka pada rangkaian berikut menggunakan SCR (Silicon Controlled Rectifier). Jika menggunakan rangkaian dengan basis transistor seperti rangkaian sebelumnya, maka jika input tidak ada maka rangkaian tidak bekerja, pada rangkaian berikut menggunakan pengunci SCR agar ketika rangkaian aktif, maka rangkaian akan tetap aktif meskipun input sudah tidak ada. Rangkaian dapat diaplikasikan misalnya pada alarm.

          SCR akan mengalirkan arus listrik dari anoda ke katoda jika pada kaki gate diberi tegangan positif. SCR akan terus mengalirkan arus meskipun kaki gate sudah tidak dialiri tegangan positif lagi. Untuk mereset rangkaian dengan cara memutus tegangan dari sumber atau dengan cara menghubung singkat kaki anoda dan katoda sesaat.

Cara kerja rangkaian adalah reed switch harus didekati oleh magnet, sehingga kontak reed switch akan menutup. Dengan menutupnya kontak, maka arus yang masuk ke kaki gate SCR adalah negative dan SCR tidak bekerja. Jika magnet dijauhkan dari reed switch, maka kontak reed switch akan membuka hal ini menyebabkan arus positif masuk ke kaki SCR, maka SCR akan bekerja terus meskipun magnet didekatkan kembali ke reed switch.

Pada awalnya sensor magnet memungkinkan navigasi atas lautan  dengan merasakan kutub magnet bumi. Penginderaan medan magnet telah sangat diperluas di dunia industri dan telah diadaptasi berbagai sensor magnetik untuk mendeteksi keberadaan, kekuatan, atau arah medan magnetik tidak hanya dari Bumi, tetapi juga dari  magnet permanen, gangguan kendaraan, aktivitas gelombang otak, dan bidang yang dihasilkan dari

arus listrik . Sensor magnetik dapat mengukur sifat tanpa kontak fisik dan telah menjadi kontrol sistem navigasi.

 Prinsip Sensor Magnet :

   SENSOR MAGNET adalah berdasarkan Hukum Faraday dimana apabila sebuah penghantar memotong suatu medan magnet maka pada kedua ujung penghantar tersebut akan menimbulkan Gaya Gerak Listrik (GGL)) atau Electromagnetic Force (Emf). Besaran Emf tersebut  adalah tergantung kepada kuat medan magnet dan kecepatan pemotongan. Contoh Sensor yang menggunakan Prinsip Kerja Electrromagnetic ini adalah Speed Detector/Tacho Generator, Sensor Vibrasi, dan Microphone/Sensor Suara.

  Apabila Sensor tersebut menerima getaran maka batang magnet tersebut akan ikut bergetar dan medan magnet tersebut akan terpotong-potong oleh gulungan kawat sehingga kedua ujung gulungan kawat tersebut akan menimbulkan tegangan.

Gambar. Sensor vibrasi

Sedangkan Untuk Sensor Suara atau Microphone menggunakan prinsip kerja yang berkebalikan dengan Prinsip Kerja sensor vibrasi Tersebut.

Ide Pengembangan :

 Buka pintu Mobil pakai SmartPhone

Menggandeng sebuah perusaahn penyedia telekomunikasi bernama OnStar, semua pemilik mobil di bawah naungan General Motors dapat mengunduh sebuah aplikasi yang memungkinkan Smartphone menjadi remote mobil.
Smartphone atau ponsel pintar yang Anda gunakan nantinya tidak hanya berfungsi untuk alat komunikasi tetapi untuk membuka pintu kendaraan bahkan juga untuk mencari kendaraan saat diparkir.
Untuk mendapat aplikasi ini, pemilik kendaraan harus mendaftarkan diri ke General Motor terlebih dahulu. Tercatat 1,5 juta pemilik kendaraan di bawah naungan General Motors mendaftarkan diri untuk menjadikan ponsel pintar mereka sebagai remote mobil.

http://teguhpati.blogspot.com/2013/01/jenis-jenis-sensor-bagian-i.html

http://bocah-cakil.blogspot.com/2013/02/prinsip-kerja-sensor-elektromagnetik.html