sensor ultrasonik












MENGUKUR JARAK DENGAN ULTRASONIK.


1. Tujuan [back]

 a. Mengetahui pengertian sensor ultrasonik
 b. Mengetahui fungsi komponen yang digunakan
 c. Membuat rangkaian aplikasi sensor ultrasonik
 d. Mengetahui prinsip kerja sensor ultrasonik


2. Alat dan Bahan [back] .
a.  NE555
b. Kapasitor 0.5pF
c. Resistor 1k ohm
d. Sensor Ultrasonik
e. ADC0804
f. Button
g. Potensiometer
h. DC Voltmeter
i. BCD 74LS48
j. Seven Segmen Common Cathoda


3. Dasar Teory [back]

a. NE555
Rangkaian sensor ultrasonik ini menggunakanNE555 yang outputnya berupa waktu pantulan gelombang.
Pada dasarnya aplikasi utama IC NE555 ini digunakan sebagai Timer (Pewaktu) dengan operasi rangkaian monostable dan Pulse Generator (Pembangkit Pulsa) dengan operasi rangkaian astable. Selain itu, dapat juga digunakan sebagai Time Delay Generator dan Sequential Timing. NE555 yang mempunyai 8 pin (kaki),pada dasarnya aplikasi utama IC NE555 ini digunakan sebagai Timer (Pewaktu).




b. Kapasitor

Kapasitor (C = Capacitor) atau juga disebut Kondensator (Condensator) merupakan Komponen Elektronika Pasif yang bisa menyimpan muatan listrik dalam waktu yang sementara dengan satuan kapasitansinya yakni Farad




c
c. Resistor
Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir.

 d. Analog To Digital Converter (ADC)
ADC adalah pengubah input analog menjadi kode – kode digital. ADC banyak digunakan sebagai Pengatur proses industri, komunikasi digital dan rangkaian pengukuran/ pengujian. Umumnya ADC digunakan sebagai perantara antara sensor yang kebanyakan analog dengan sistim komputer seperti sensor suhu, cahaya, tekanan/ berat, aliran dan sebagainya kemudian diukur dengan menggunakan sistim digital (komputer).
Prinsip kerja ADC adalah mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk besaran yang merupakan rasio perbandingan sinyal input dan tegangan referensi. Sebagai contoh, bila tegangan referensi 5 volt, tegangan input 3 volt, rasio input terhadap referensi adalah 60%. Jadi, jika menggunakan ADC 8 bit dengan skala maksimum 255, akan didapatkan sinyal digital sebesar 60% x 255 = 153 (bentuk decimal) atau 10011001 (bentuk biner).


signal = (sample/max_value) * reference_voltage
= (153/255) * 5
= 3 Volts



Grafik:




Karakteristik ADC 0804 adalah sebagai berikut:

    Memiliki 2 masukan analog : Vin (+) dan Vin(-) sehingga memperbolehkan masukan selisih (diferensial). Dengan kata lain, tegangan masukan analog yang sebenarnya adalah selisih dari masukan kedua pin [ analog Vin = Vin(+) – Vin(-)]. Jika hanya satu masukan maka Vin(-) dihubungkan ke ground. Pada operasi normal, ADC menggunakan Vcc = +5V sebagai tegangan referensi, dan masukan analog memiliki jangkauan dari 0 sampai 5 V pada skala penuh.
    Mengubah tegangan analog menjadi keluaran digital 8 bit. Sehingga resolusinya adalah 5V/255 = 19.6 mV
    Memiliki pembangkit detak (clock) internal yang menghasilkan frekuensi f=1/(1,1RC), dengan R dan C adalah komponen eksternal.
    Memiliki koneksi ground yang berbeda antara tegangan digital dan analog. Kaki 8 adalah ground analog. Pin 10 adalah ground digital.

CARA KERJA ADC0804

Pertama-tama chip select ( CS ) diaktifkan dahulu dengan cara memberikan logika nol, apabila ADC yang dipakai hanya satu maka cukup hubungkan saja kaki CS ke ground, sehingga ADC akan selalu dalam keadaan aktif. Kemudian Start of Conversion ( SOC ) dilakukan dengan mememberi logika High-Low-High pada kaki WR. Setelah menerima kondisi tersebut, ADC 0804 mulai melakukan konversi yang memerlukan waktu sekitar 64 periode sinyal denyut pada kaki clock. Setelah proses konversi selesai , ADC akan memberikan logika nol pada kaki INTR yang akan menginterupsi mikrokomputer, sehingga mikrokomputer tahu bahwa proses konversi telah selesai. Berikutnya mikrokomputer mulai mengambil data hasil konversi yang telah selesai, untuk mengambil data mikrokomputer harus meMberikan logika nol terlebih dulu pada kaki RD. setelah logika nol diterima oleh kaki RD, akan mengakibatkan penyangga ( tristate buffer ) pada DB0-DB7 “membuka”, sehingga data hasil konversi bisa diambil oleh BDC
DATA SHEET ADC 0804

e. Seven Segmen
Piranti tampilan modern disusun sebagai pola 7-segmen atau dot matriks.Jenis 7-segmen, sebagaimana namanya, menggunakan pola tujuh batang yang disusun membentuk angka 8 seperti ditunjukkan pada gambar 3.1.Menurut kesepakatan, huruf-huruf yang diperlihatkan dalam Gambar 3.1 ditetapkan untuk menandai segmen-segmen tersebut. Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi).

Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7-segmen, sehingga harus menggunakan decoder BCD ke 7-segmen sebagai antar muka. Decoder ini terdiri dari gerbang-gerbang logika yang masukannya berupa digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7-segmen.




f. Button
Berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dengan sistem kerja tekan unlock (tidak mengunci).


g. Dekoder BCD Ke 7 Segment(Data Sheet)
Dekoder merupakan rangkaian elektronika yang berfungsi untuk menampilkan kode-kode biner menjadi karakter yang dapat dipahami secara visual. Decoder BCD ke 7 segment merupakan rangkaian elektronika yang berfungsi untuk mengubah kode BCD menjadi karakter tampilan angka desimal yang dapat dilihat secara visual. Ilustrasi dekoder BCD ke 7 segment dapat dipahami dari gambar berikut :

 Dekoder merupakan rangkaian elektronika yang berfungsi untuk menampilkan kode-kode biner menjadi karakter yang dapat dipahami secara visual. Decoder BCD ke 7 segment merupakan rangkaian elektronika yang berfungsi untuk mengubah kode BCD menjadi karakter tampilan angka desimal yang dapat dilihat secara visual. Ilustrasi dekoder BCD ke 7 segment dapat dipahami dari gambar berikut :

Data BCD 4 bit diubah menjadi tampilan visual angka desimal 0-9 menggunakan rangkaian logika dasar digital (AND, OR dan NOR). Data BCD 4 bit tersebut diubah sesuai nilai desimal seperti pada tabel berikut.
h. Karakteristik HC-SR04 : 
 1.Tegangan sumber operasi tunggal 5.0 V
 2. Konsumsi arus 15 mA
 3. Frekuensi operasi 40 KHz
 4. Minimum pendeteksi jarak 0.02 m (2 cm)
 5. Maksimum pendeteksian jarak 4 m
 6. Sudut pantul gelombang pengukuran 15 derajat
 7. Minimum waktu penyulutan 10 mikrodetik dengan pulsa berlevel TTL
 8. Pulsa deteksi berlevel TTL dengan durasi yang bersesuaian dengan jarak deteksi
 9. 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 sensor :  datasheet
4. Percobaan [back]

Kaki  output pada NE555  akan menghasilkan gelombang kotak yang dihubungkan  ke kaki trigger untuk mengaktifkan trigger yang akan membangkitkan sinyal ultrasonik.  Setelah gelombang ultrasonik dibangkitkan akan dipantulkan pada dinding pantul dan  dideteksi oleh kaki echo(output), Kaki echo akan diteruskan kepada kaki input pada ADC, lalu button disambungkan pada kaki INTR untuk mengaktifkan ADC. Sinyal yang diterima akan diterjemahkan oleh ADC kedalam bentuk sinyal digital. Kaki-kaki keluaran ADC tersebut dihubungkan ke BDC yang berfungsi sebagai decorder sebelum dihubungkan ke seven segmen. Jarak akan ditampilkan pada seven segmen dalam bentuk decimal sesuai dengan resistor variabel yang diatur.
 
5. Video [back]







6. Link Donwload [back]

file html:klik disini

file video:klik disini 




By di

2 komentar: