Sensor Gerak Menggunakan Sensor Ultrasonik Tipe HC-SR04 dengan IC NE555
1. Mampu memahami menenai sensor ultrasonik dan dapat mengaplikasikan sensor.
2. Mampu menggunakan proteus dan mengaplikasikannya.
3. Mampu memahami rangkaian sensor ultrasonik.
2. Alat dan Bahan [back]
1. NE555
Ic timer 555 merupakan ic atau sirkuit terpadu (chip)
yang digunakan dalam berbagai aplikasi pewaktuan, sumber pulsa gelombang, serta
aplikasi osilator.
Secara fisik ic 555
berbentuk dip atau dual inline package dengan package 8 pin.
Spesifikasi ic 555
·
Tegangan masukan /
catu daya : 4.5 ∼ 15 v
·
Besaran arus untuk 5
vdc : 3 ∼ 6 ma
·
Besaran arus untuk 15
vdc : 10 ∼ 15 ma
·
Maksimum output arus :
200 ma
·
Daya : 600 mw
·
Suhu kerja antara : 0
to 70 °c
2.
Kapasitor 0.5 pf
Kapasitor adalah
salah satu jenis komponen elektronika yang memiliki kemampuan dapat menyimpan
muatan arus listrik di dalam medan listrik selama batas waktu tertentu dengan
cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan arus listrik tersebut.
Saat kapasitor sudah
terisi penuh dengan arus listrik, maka kapasitor tersebut akan mengeluarkan
muatannya, dan kembali mengisinya lagi seperti awal.
3. Resistor 1kohm
Resistor adalah
komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran
listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.
4. Sensor ultrasonik
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.
Gelombang ultrasonik
adalah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi sangat tinggi yaitu 20.000 hz.
5. Relay
Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Berikut adalah simbol dari komponen relay.
6. Batterai
Batteray berfungsi sebagai sumber arus dan tegangan yang menyuplai rangkaian counter ini.
7. Ground
3.Dasar Teori [back]
Fungsi
grounding adalah untuk memberikan perlindungan pada seluruh
sistem. Grounding berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke
bumi atau tanah saat terjadi kebocoran isolasi atau percikan api pada
konsleting.
8. Kabel
Kabel berfungsi sebagai penghubung rangkaian agar rangkaian timer counter dapat berfungsi dengan baik
Sensor ultrasonik adalah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis(bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya.
cara kerja sensor ultrasonik:
penjelasan:
·
Sinyal
dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan frekuensi tertentu dan dengan
durasi waktu tertentu. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20kHz. Untuk
mengukur jarak benda (sensor jarak), frekuensi yang umum digunakan adalah
40kHz.
·
Sinyal
yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan sekitar
340 m/s. Ketika menumbuk suatu benda, maka sinyal tersebut akan dipantulkan
oleh benda tersebut.
·
Setelah
gelombang pantulan sampai di alat penerima, maka sinyal tersebut akan diproses
untuk menghitung jarak benda tersebut. Jarak benda dihitung berdasarkan rumus :
S = 340.t/2
Rangkaian sensor ultrasonik ini menggunakan NE555 yang outputnya berupa waktu pantulan gelombang.
Bagian internal IC NE555
Penjelasan pin:
PIN
|
KEGUNAAN
|
1
|
Ground
(0V), adalah pin input dari sumber tegangan DC paling negative
|
2
|
Trigger,
input negative dari lower komparator (komparator B) yang menjaga osilasi
tegangan terendah kapasitor pada 1/3 Vcc dan mengatur RS flip-flop
|
3
|
Output,
pin keluaran dari IC 555.
|
4
|
Reset,
adalah pin yang berfungsi untuk me reset latch didalam IC yang akan
berpengaruh untuk me-reset kerja IC. Pin ini tersambung ke suatu gate
(gerbang) transistor bertipe PNP, jadi transistor akan aktif jika diberi
logika low. Biasanya pin ini langsung dihubungkan ke Vcc agar tidak terjadi
reset
|
5
|
Control
voltage, pin ini berfungsi untuk mengatur kestabilan tegangan referensi input
negative (komparator A). pin ini bisa dibiarkan tergantung (diabaikan),
tetapi untuk menjamin kestabilan referensi komparator A, biasanya dihubungkan
dengan kapasitor berorde sekitar 10 nF ke pin ground
|
6
|
Threshold,
pin ini terhubung ke input positif (komparator A) yang akan me-reset RS
flip-flop ketika tegangan pada pin ini mulai melebihi 2/3 Vcc
|
7
|
Discharge,
pin ini terhubung ke open collector transistor internal (Tr) yang emitternya
terhubung ke ground. Switching transistor ini berfungsi untuk meng-clamp node
yang sesuai ke ground pada timing tertentu
|
8
|
Vcc,
pin ini untuk menerima supply DC voltage. Biasanya akan bekerja optimal jika
diberi 5V s/d 15V. Supply arusnya dapat dilihat di datasheet, yaitu sekitar
10mA s/d 15mA.
|
- Tegangan sumber operasi tunggal 5.0 V
- Konsumsi arus 15 mA
- Frekuensi operasi 40 KHz
- Minimum pendeteksi jarak 0.02 m (2 cm)
- Maksimum pendeteksian jarak 4 m
- Sudut pantul gelombang pengukuran 15 derajat
- Minimum waktu penyulutan 10 mikrodetik dengan pulsa berlevel TTL
- Pulsa deteksi berlevel TTL dengan durasi yang bersesuaian dengan jarak deteksi
- Dimensi 45 x 20 x 15 mm
Fungsi Pin-pin HC-SR04 :
- VCC = 5V Power Supply. Pin sumber tegangan positif sensor.
- Trig = Trigger/Penyulut. Pin ini yang digunakan untuk membangkitkan sinyal ultrasonik.
- Echo = Receive/Indikator. Pin ini yang digunakan untuk mendeteksi sinyal pantulan ultrasonik.
- GND = Ground/0V Power Supply. Pin sumber tegangan negatif sensor.
Grafik Respon Waktu Sensor Ultrasonik
Pada grafik diatas terlihat bahwa hasil pengukuran sensor ultrasonik ini tidak linier. Hasil pengukuran ini tidak linier ini disebabkan karena sensor ini sangat peka terhadap perubahan sudut pantulan. Sedikit saja posisi sudut sensor dengan halangan didepannya bergeser, maka tegangan output akan berkurang.
4.Percobaan [back]
Prinsip kerja:
Sensor Ultrasonik menerima gelombang dari IC NE555. Pada NE555, NE555 mendapatkan tegangan melalui VCC sebesar 5 Volt (pada pin kaki 8). Kapasitor terhubung dengan Control Voltage (5) yang berguna untuk menyeimbangkan tegangan referensi pada kaki negatif komparator. Trigger (2) dan Threshold (6) berguna untuk mengatur agar tidak terjadinya logika LOW Karena apabila terjadi logika low maka flip flop akan tereset. Flip flop (4) berfungsi untuk menyimpan data sementara pada IC dan akan akan aktif jika diberi arus serta menghasilkan gelombang Sensor Ultrasonik menerima tegangan dari VCC sebesar 5 Volt. Gelombang tadi yang dihubungkan dengan trigger. Kemudian pulsa tersebut diubah oleh pizeoelektrik dari pulsa menjadi gelombang bunyi dengan dengan frekuensi sebesar 40 kHz yang kemudian dipancarkan melalui pemancar ultrasonik yang disebut transmiter tranducer. Setelah gelombang menyentuh permukaan benda maka gelombang tersebut dipantulkan kembali ke Sensor Ultrasonik melalui penerima gelombang bunyi yang disebut Receiver Tranduser. Dan setelah itu gelombang dialirkan ke pin Echo dalam bentuk tegangan kemudian dialirkan ke relay. Kemudian relay akan memindahkan switch dan membuat Lampu menyala pada rangkaian tersebut.
P.s untuk menggunakan Ultrasonic sensor pada proteus download terlebih dahulu librarynya,
6.Link Download [back]
Datasheet NE555 - download
Datasheet LM324 - download
Datasheet MAX3232 - download
Datasheet HCSR04 - download
Datasheet Relay - download
Simulasi Proteus - download
Video Rangkaian Simulai - download
Library Sensor Ultrasonik - download
File Html - download
