Pada saat akan melakukan pengukuran jarak yang jauh, kedalaman laut, ataupun deteksi logam, diperlukan alat khusus. Alat untuk melakukan hal seperti itu menggunakan prinsip kerja dengan sensor ultrasonik.
Pemakaian dari alat khusus tersebut hampir sama dengan yang dilakukan oleh kelelawar dalam mendeteksi benda-benda di sekitarnya. Prinsipnya, bunyi akan dipancarkan dan kemudian akan diterima gelombang pantulannya.
Lalu, untuk menghitung jaraknya akan didasarkan dari waktu tempuh serta estimasi kecepatan bunyinya. Secara sederhana, kurang lebih seperti itulah gambaran dari prinsip kerja sensor tersebut dalam pengukuran jarak.
Mengenal Sensor Ultrasonik
Pada bagian pertama ini, akan dijelaskan lebih jauh lagi tentang pengertian dari sensor ini. Secara umum, sensor ultra sonik ini merupakan sensor yang menggunakan dasar pantulan gelombang suara dalam mendeteksi posisi objek tertentu di depannya.
Alat ini akan memakai bunyi ultrasonik 20.000 Hz ++ guna memperoleh ukuran waktu serta jarak tertentu. Selain dapat mengetahui jarak, fungsi lain dari perangkat ini adalah mengetahui tipe benda dan juga keretakan pada benda yang memantulkan suaranya.
Sebagai contoh, suatu logam diberikan gelombang ultrasonik dan akhirnya terdapat satu gelombang bisa dikembalikan secara baik. Berdasarkan kondisi itu bisa diprediksi bahwa terdapat lokasi tertentu di bagian logam yang permukaannya tidak sempurna.
Dilihat dari penyusunnya, sensor ini mempunyai dua bagian unit, yakni unit penerima dan juga pemancar. Kedua unit tersebut frekuensi kerjanya di atas sinyal/gelombang suara 40 KHz sampai dengan 400 KHz.
Komponen Dari Sensor Ultrasonik
Terdapat beberapa komponen penyusun dari sensor ini. Berikut adalah penjelasan tentang berbagai macam komponen tersebut supaya Anda bisa lebih memahami tentang perangkat sensor ultra sonik ini.
1. Piezoelektrik
Dalam pembuatan sensor dalam bentuk sederhana, sebenarnya tidaklah terlalu sulit. Namun, untuk melakukannya Anda memerlukan komponen tepat untuk kemudian disambungkan supaya dapat saling terintegrasi.
Salah satu komponen penting tersebut bernama piezoelektrik, yakni alat yang dapat mengubah listrik menjadi bunyi. Alat Piezoelektrik merupakan sumber dari sinyal gelombang yang nanti akan dipancarkan.
2. Transmitter (Pemancar)
Berikutnya, ada juga komponen penting di dalam sensor ini bernama transmitter atau biasa dikenal dengan pemancar. Komponen tersebut berfungsi dalam meneruskan gelombang bunyi yang telah diproduksi sebelumnya.
Pembuatan dari komponen ini dapat dibuat secara menyatu ataupun terpisah. Selain berfungsi sebagai pemancar gelombang, alat tersebut juga dapat menguatkan gelombang sinyal supaya dapat meraih jarak lebih jauh lagi.
3. Receiver (Penerima)
Komponen berikutnya yang terdapat pada alat sensor jenis ini adalah receiver atau penerima. Bagian tersebut berfungsi untuk menerima sinyal gelombang yang diperoleh dari hasil pantulan.
Dalam penerapannya, terdapat sistem transmitter dan receiver yang dijadikan satu komponen. Penggunaan dari sistem seperti itu memang efisien, namun kapasitas serta jangkauan dari bunyinya jadi terbatas.
Sebagai saran, dalam penyusunan komponen ultrasonik sebaiknya memang dilakukan secara terpisah. Tujuan menggunakan sistem terpisah tersebut adalah agar dapat memudahkan Anda dalam proses pengukuran data dari pantulan gelombang yang didapatkan.
Fungsi Sensor Ultrasonik
Telah diketahui bersama bahwa fungsi utama dari sensor jenis ini adalah untuk mengubah listrik menjadi mekanik sehingga dapat memproduksi bunyi pada frekuensi gelombang sesuai yang ditentukan. Namun, selain itu tentu terdapat berbagai macam fungsi lainnya.
Dengan mengetahui fungsi-fungsi tersebut, Anda dapat mengerti tentang apa saja kegunaan dari alat sensor tersebut. Nah, berikut ini adalah berbagai macam fungsi sensor ultrasonic yang biasa digunakan pada bidang industri.
1. Menjadi Navigator dan Radar
Fungsi pertama dari alat ini adalah dapat menjadi navigator ataupun radar. Seperti diketahui, pada bidang transportasi dan militer, kehadiran radar serta navigator ini sangat diperlukan demi kelancaran kegiatan.
Pada bidang militer, sensor ultrasonic dapat digunakan dalam mendeteksi adanya benda atau hal apapun di sekitar lokasi. Dengan adanya data dari alat itu, militer bisa mempunyai data lengkap sebelum mulai menjalankan misinya.
2. Navigasi Robot
Selanjutnya, Anda juga dapat menemui komponen ini pada sistem navigasi robot. Penggunaan alat tersebut biasanya ditemukan pada robot tertentu seperti detektor logam yang memerlukan sensor supaya bisa menemukan logam di area tertentu.
3. Pengukur Jarak Dan Kedalaman Tempat
Fungsi lainnya adalah dapat membantu dalam pengukuran jarak ataupun kedalaman suatu tempat. Fungsi tersebut dapat ditemukan dalam beberapa tingkat kebutuhan sehari-hari seperti untuk mencari tahu dalamnya sumur sampai dengan proyek yang lebih rumit.
Lebih jauh lagi, ada juga yang membuat alat sendiri menggunakan peralatan sensor ini. Biasanya, alat seperti itu akan terintegrasi langsung ke perangkat PC sehingga dapat digunakan untuk pengolahan data.
4. Alat Medis
Pada dunia medis, komponen pendeteksi gelombang ini juga dapat memberikan manfaat. Contohnya adalah pada penerapan alat USG atau Ultrasonografi yang dapat digunakan untuk melihat kondisi tubuh khususnya pada kehamilan.
Cara kerja alat tersebut memakai prinsip mengirimkan gelombang secara langsung ke objek. Selanjutnya, akan dibuat interpretasi gambaran dari hasil pengiriman gelombang tersebut ke dalam bentuk video.
5. Otomatisasi Industri
Pada pabrik-pabrik industri juga memakai konsep dari sensor ultra sonik ini pada mesinnya. Kehadiran dari alat tersebut tentu memiliki peranan cukup penting terutama dalam hal kalibrasi serta untuk memastikan tidak terjadi suatu kendala apapun.
6. Pertambangan
Dalam bidang pertambangan minyak, alat detektor juga menggunakan prinsip sensor. Alat sensor tersebut dapat berfungsi untuk mengenali berbagai macam tipe logam yang terdapat di lokasi pertambangan.
Prinsipnya, gelombang akan dipancarkan ke permukaan benda di tempat pertambangan. Nantinya, dari hasil pantulan gelombang tersebut dapat diketahui perbedaan antara logam yang satu dengan jenis logam lainnya.
Cara Kerja Sensor Ultrasonik
Secara sederhana, cara kerja dari sensor seperti ini adalah mengubah besaran fisis dalam hal ini bunyi menjadi ke besaran listrik ataupun sebaliknya. Transmitter sebagai pemancar akan memancarkan gelombang yang selanjutnya akan dapat diukur waktu yang diperlukan sampai datangnya pantulan objek.
Jadi, dapat diketahui bahwa prinsip kerja alat tersebut memakai metode pantulan supaya dapat memperhitungkan jarak objek ke alat sensornya. Terkait dengan cara kerjanya, terdapat beberapa point penting yang dapat diperhatikan.
Dengan memahami setiap poin tersebut, Anda dapat lebih mudah untuk memahami cara kerja dari alat tersebut. Nah, berikut ini adalah penjelasan tentang poin-poin penting tersebut.
1. Gelombang Ultrasonik
Cara kerja dari sensor menggunakan sinyal gelombang bunyi dengan besar lebih dari 20 KHz. Gelombang tersebut tidak bisa didengarkan oleh telinga manusia, namun untuk beberapa jenis hewan tertentu seperti kelelawar masih bisa menangkap frekuensinya.
Meskipun gelombangnya terbilang tinggi, namun hal tersebut tidak akan memberikan pengaruh ataupun risiko pada manusia. Hal itu membuat aktivitas harian yang dilakukan tidak akan mengalami gangguan karena alat tersebut.
2. Tentang Pemancar dan Penerima Gelombang
Gelombang bunyi dipancarkan dan diarahkan ke suatu objek. Selanjutnya, gelombang akan menyentuh objek dengan kerapatan yang padat dan kemudian akan dipantulkan kembali ke arah tertentu.
Hasil pantulan tersebut akan diterima oleh alat receiver pada sensor. Jadi, kurang lebih seperti itulah alur atau cara kerja dari pemancar sampai dengan gelombang kembali diterima oleh receiver (penerima).
3. Kecepatan Waktu dan Bunyi
Dalam keadaan normal, bunyi mempunyai kecepatan di kisaran 300 sampai dengan 350 m/s. Kecepatan tersebut merupakan jenis kecepatan yang termasuk dalam kategori ultra sonik.
4. Mengukur Jarak
Berdasarkan data yang diperoleh dari sensor, Anda dapat memperhitungkan jarak dari sensor ke objek yang memantulkan gelombang. Dari hasil perhitungan tersebut bisa dijadikan sebagai estimasi sebelum melangkah lebih jauh dalam penelitian.
Peranan dari sensor ultrasonik memang besar sekali terutama dalam bidang industri. Berkat adanya sensor tersebut, manusia dapat melakukan pengukuran dan perhitungan jarak jauh, kedalaman tempat, ataupun mengetahui logam dengan lebih mudah.