Apa itu sensor ultrasonik?

Penjelasan 

Sensor ultrasonik adalah perangkat yang mengukur jarak dengan memancarkan gelombang suara berfrekuensi tinggi (>20 kHz) dan mengukur waktu yang dibutuhkan gelombang tersebut untuk memantul kembali setelah mengenai suatu objek. Materi lengkap sensor ultrasonik mencakup cara kerjanya (menggunakan prinsip ekolokasi, seperti pada lumba-lumba), bagian-bagiannya (terutama transmitter dan receiver yang menggunakan teknologi piezoelektrik), rumus dasar perhitungan jarak, serta berbagai aplikasi dan kekurangannya. 

Cara Kerja

1. Sensor mengirimkan pulsa gelombang ultrasonik ke arah suatu objek.

2. Gelombang tersebut memantul kembali dari permukaan objek.

3. Sensor mendeteksi waktu tempuh pulang-pergi gelombang suara.

4. Dengan menggunakan rumus, sensor menghitung jarak dari sensor ke objek.

Bagian-bagian Utama 

•Transmitter (Pemancar): Komponen yang menghasilkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi tertentu (misalnya \(40\;kHz\)) menggunakan osilator dan kristal piezoelektrik.

•Receiver (Penerima): Komponen yang mendeteksi dan menerima gelombang suara pantulan.

Piezoelektrik: Bahan (seperti keramik atau kristal) yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik (getaran) untuk menghasilkan suara, dan sebaliknya mengubah getaran menjadi energi listrik saat gelombang pantulan diterima. 

Aplikasi

•Sensor jarak pada mobil (misalnya sensor parkir).

•Robotika edukatif untuk deteksi rintangan.

•Otomasi industri untuk kontrol presisi.

•Mengukur ketinggian cairan dalam tangki (seperti tandon air). 

Kelebihan

1. Dapat bekerja di berbagai kondisi pencahayaan.

2. Cocok untuk mendeteksi objek dari berbagai bahan (padat, cair).

3. Tidak terpengaruh oleh densitas atau viskositas bahan bakar, sehingga cocok untuk sensor bahan bakar. 

Kekurangan

1. Sensitif terhadap perubahan suhu dan kelembaban yang dapat mempengaruhi kecepatan suara.

2. Dapat kesulitan mendeteksi objek yang memiliki permukaan lembut seperti busa atau tekstil karena gelombang diserap.

3. Permukaan yang tidak beraturan atau kasar dapat menyebabkan pantulan yang tidak akurat.

4. Tidak efektif untuk mendeteksi objek dengan diskontinuitas yang sejajar dengan gelombang suara.

5. Memiliki "dead zone" (zona mati) di dekat sensor di mana objek tidak dapat dideteksi.