Pengertian dari Sensor ultrasonik HC SR04 adalah sebuah sensor yang menggunakan gelombang ultrasonik. Gelombang ultrasonik adalah gelombang dengan frekuensi yang sangat tinggi yang umum digunakan untuk mengetahui letak suatu objek dengan cara memperkirakan jarak antara sensor dan objek tersebut melalui proses pengiriman gelombang melalui transmiter (pengirim) dan penangkapan kembali gelombang tersebut menggunakan receiver (penerima).
Pada Sensor Ultrasonik HC-SR04 terdapat sepasang transducer ultrasonik yang mana salah satunya berfungsi sebagai transmitter (pengirim) yang mempunyai tugas untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal pulsa gelombang frekuensi suara ultrasonik dengan frekuensi 40KHz, sedangkan satunya lagi memiliki fungsi sebagai receiver (penerima) yang mempunyai tugas untuk menerima sinyal gelombang suara ultrasonik.
Sensor ultrasonik ini mengeluarkan bunyi. Dan bunyi dari sensor ultrasonik tersebut tidak dapat didengar oleh telinga manusia, namun bunyi tersebut dapat didengar oleh hewan tertentu seperti anjing, kelelawar serta kucing. Bunyi dari gelombang ultrasonik bisa merambat melalui baik zat cair, zat padat maupun zat yang berbentuk gas.
Zat cair adalah media rambat yang paling baik untuk sensor ultrasonik apabila dibandingkan dengan benda padat dan gas. Karena itulah, sensor ultrasonik dalam aplikasinya banyak digunakan pada kapal selam dan alat khusus untuk mengukur kedalaman laut.
Daftar Isi
Fungsi Sensor Ultrasonik HC SR04
Sensor ultrasonik HC SR04 adalah sebuah sensor yang mempunyai fungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan juga sebaliknya. Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang memiliki frekuensi 20.000 Hz.
Seperti yang disebutkan di atas bunyi ultrasonik tidak dapat di dengar oleh telinga manusia. Selain itu bunyi ultrasonik juga bisa merambat melalui zat padat, cair serta gas. Reflektivitas (pemantulan) bunyi ultrasonik pada permukaan zat padat hampir sama dengan reflektivitas bunyi ultrasonik pada permukaan zat cair, namun gelombang bunyi ultrasonik akan diserap oleh tekstil dan busa (Santoso, 2015).
Cara Kerja Sensor Ultrasonik HC SR04
Secara umum cara kerja sensor ultrasonik HC SR04 berdasarkan dengan prinsip kerja dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat digunakan untuk menentukan jarak letak suatu benda menggunakan frekuensi tertentu.
Gelombang ultrasonik dibangkitkan menggunakan sebuah alat yang disebut juga dengan piezoelektrik dengan menggunakan frekuensi tertentu. Alat piezoelektrik tersebut akan membangkitkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi 40KHz yaitu ketika sebuah osilator dipasang pada benda tersebut.
Secara umum, transmitter (pemancar) alat tersebut akan memancarkan gelombang ultrasonik menuju ke sebuah area / target / objek. Ketika gelombang ultrasonik tersebut sudah menyentuh permukaan target , maka target akan memantulkan kembali gelombang ultrasonik tersebut.
Setelah itu gelombang yang dipantulkan oleh target tersebut akan ditangkap oleh penerima(receiver) sensor. Kemudian, sensor akan menghitung selisih waktu pengiriman gelombang dan waktu gelombang pantul yang diterima.
Prinsip Kerja Sensor Ultrasonik HC SR04
Adapun prinsip kerja sensor ultrasonik HC SR04 secara detail sebagai berikut :
- Anda dapat menghubungkan pin VCC dan pin GND dengan sumber tegangan DC 5V dengan Ground (GND) nya.
- Beri sinyal / pulsa dari LOW ke HIGH ke LOW pada pin trigger selama 10μS (HIGH) Lihat gambar sinyal trigger input to module.
- Sinyal /gelombang akan dipancarkan oleh transmitter (pemancar) ultrasonik dengan frekuensi dan durasi waktu tertentu (sebanyak 8 cycle sonic burst). Sinyal tersebut mempunyai frekuensi di atas 20 kHz. Sedangkan frekuensi yang umum digunakan untuk mengukur jarak suatu benda yaitu 40 kHz.
- Gelombang / sinyal yang telah dipancarkan tersebut akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan sekitar 340 m/s. Ketika sinyal tersebut membentur sebuah benda, maka sinyal tersebut akan dipantulkan kembali oleh benda tersebut (kecuali benda tersebut terbuat dari bahan busa atau tekstil).
- Selama proses mengirim hingga menerima sinyal tersebut, Module sensor ultrasonic akan mengeluarkan pulsa (tegangan) pada pin ECHO selama durasi waktu mengirim sampai menerima sinyal yang telah dipancarkan.
- Waktu inilah nantinya yang akan kita konversi ke jarak dengan menggunakan kontroller (seperti mikrokontroller Arduino dan lainnya).
- Objek yang akan diukur jaraknya, jangkauan luasnya tidak boleh kurang dari 0,5 meter persegi
- Anda dapat mengusahakan agar permukaan benda yang akan diukur mempunyai permukaan yang rata karena permukaan yang tidak rata dapat mempengaruhi hasil pengukuran (hasil pengukuran berubah-ubah)
Jadi dari cara kerja inilah anda bisa mengetahui fungsi pin trigger dan echo pada sensor ultrasonik.
Datasheet Sensor Ultrasonik HC SR04
Jika anda membutuhkan datasheet sensor ultrasonik HC SR04 dalam bentuk pdf, anda bisa mendownloadnya dari link berikut ini (datasheet sensor ultrasonik HC SR04).
Dalam datasheet sensor ini terdapat spesifikasi lengkap dari sensor tersebut. Silahkan, Anda bisa mendownloadnya.
Spesifikasi Sensor Ultrasonik HC SR04
Adapun spesifikasi sensor Ultrasonik HC SR04 kami sajikan di bawah ini dalam bentuk list sebagai berikut:
- Working Voltage (Tegangan Kerja) : 5 V DC
- Working Current (Arus Kerja) : 15mA
- Working Frequency (Frekuensi Kerja) : 40Hz
- Max Range (Maksimum Jangkauan) : 4 meter
- Min Range (Minimum Jangkauan) : 2 cm
- Measuring Angle (Sudut yang diukur) : 15 derajat
- Trigger Input Signal (Pin Sinyal input trigger) : 10uS TTL pulsa
- Echo Output Signal (Pin Sinyal keluaran ECHO) : Input TTL lever signal and the range in proportion (Input dalam bentuk sinya TTL /Time to Live level sinyal dan jarak yang diterima proposional)
- Dimension 45*20*15mm (Ukuran dimensi fisik dari modul ini adalah 45 mm panjang x 20 mm lebar x 15 mm tinggi)
Rangkaian Sensor Ultrasonik Arduino
Setelah anda memahami tentang sensor ultrasonik berikut ini adalah Rangkaian Sensor Ultrasonik Arduino. Pada rangkaian ini, kami menggunakan Sensor Ultrasonik dan Arduino Uno R3 sebagai kontrollernya.
Sebelum membuat rangkaian sensor ultrasonik dengan kontrollernya, ada baiknya saya jabarkan dulu alat dan bahan yang digunakan.
Alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut:
- Arduino Uno R3: 1 buah
- Bread board: 1 buah
- Kabel penghubung secukupnya
- Sensor ultrasonik HC SR04 1 buah
- Kabel data USB ke Arduino Uno R3 1 buah
Anda dapat merangkai sensor ultrasonik dan arduino seperti gambar di bawah:
Setelah yakin rangkaian sudah terpasang dengan benar, kemudian anda dapat membuat program arduino dengan menggunakan editor Arduino IDE.
Program Sensor Ultrasonik HC SR04
Berikut ini adalah program sensor ultrasonik HC SR04 :
int pinTrigger = 12; // membuat varibel pinTrigger yang di set ke-pin 3
int pinEcho = 11; // membuat variabel pinEcho yang di set ke-pin 2
long durasi, jarak; // membuat variabel durasi dan jarak
void setup() {
pinMode(pinTrigger, OUTPUT); // set pin trigger menjadi OUTPUT
pinMode(pinEcho, INPUT); // set pin echo menjadi INPUT
Serial.begin(9600); // menggunakan komunikasi Serial dengan komputer
}
void loop() {
// program di bawah ini agar pin trigger memancarkan suara ultrasonic
digitalWrite(pinTrigger, LOW);
delayMicroseconds(8);
digitalWrite(pinTrigger, HIGH); //memberi sinyal trigger high ke pin triger
delayMicroseconds(8); // menunda selama 10 detik trigger ke pin trigger
digitalWrite(pinTrigger, LOW);
delayMicroseconds(8);
// program dibawah ini membaca pin echo dan menghitung
//jarak berdasarkan waktu pulsa yang keluar dari pin Echo
durasi = pulseIn(pinEcho, HIGH); // menerima suara ultrasonic
jarak = (durasi / 58); //mengubah durasi menjadi jarak (cm) konversi
//dari echo ke cm dibagi 58 lihat datasheet
//anda bisa mengkalibrasi nilai 58 (merubahnya menjadi
//kurang lebig 58) sampai hasil jarak yang terbaca
// sama dengan jarak yang diukur dengan
//alat ukur meteran (untuk kalibrasi pembanding)
Serial.println(jarak); // menampilkan jarak pada Serial Monitor
}
Demikian program untuk membaca jarak yang akan ditampilkan pada serial monitor Arduino IDE.
Berikut ini hasil dari program dan simulasi (https://www.tinkercad.com/things/jrzRoyszd3m-sensor-ultrasonik-hc-sr04) yang dijalankan:
Demikianlah artikel ini, semoga anda dapat mengerti tentang sensor ultrasonik HC SR04, terima kasih telah berkunjung