Rangkaaain Sensor Ultrasonic Sederhana

Rangkaian Pemancar Ultrasonik

Rangkaian pemancar ultrasonik di atas adalah merupakan rangkaian pembangkit sinyal suara frekuensi tinggi dengan memanfaatkan multivibrator astable IC 555. Jadi sebenarnya untuk rangkaian pemancar ini anda bebas menggunakan rangkaian apa saja yang penting bisa membangkitkan frekuensi cukup tinggi. Anda bisa menggunakan rangkaian oscillator transistor, oscillator gerbang logika atau jenis oscillator lainnya, karena memang yang penting bisa menghasilkan sinyal yang berfrekuensi tinggi. Untuh contoh rangkaian pemancar ultrasonik kali ini menggunakan IC 555 yang merupakan IC serbaguna dan mudah diaplikasikan dengan fungsi yang bervariatif. Bahkan dengan IC555 ini anda juga bisa membuat rangkaian FM modulator dengan modulasi yang bisa dikatakan hampir sempurna, hanya saja memang IC555 ini tidak mampu berkerja dengan baik pada frekuensi yang sangat tinggi hingga MHz. Tapi untuk sinyal suara ultrasonic yang range frekuensinya hanya berkisar ribuan Hz, maka IC ini sangat bisa untuk diandalkan. Perhitungan frekuensinya juga sangat mudah dan akurat, sehingga anda bisa dengan mudah menentukan frekuensi dari pancaran suara ultrasonic yang anda perlukan. Untuk mengetahui rumus perhitungan frekuensi yang dihasilkan anda bisa membaca postingan saya tentang multivibrator astable di blog ini.

Prinsip kerja rangkaian pemancar ultrasonik diatas tidak ada bedanya dengan rangkaian astable 555, dimana nilai frekuensi yang dihasilkan ditentukan oleh nilai VR1, R1, R2 dan C1. Hanya saja dianggap sebagai pemancar gelombang ultrasonic dikarenakan sinyal frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh rangkaian diubah kedalam bentuk gelombang suara dengan bantuan loudspeaker dan juga penambahan dua buah transistor pada jalur output hanya dimaksudkan sebaga driver loudspkear agar output IC555 tidak terbebani oleh impedansi loudspeaker yang sangat rendah. Sebagai catatan bahwa gelombang suara yang mempunyai range frekuensi diatas 20 KHz disebut dengan gelombang ultrasonik. Sedangkan jika sinyal frekuensi tinggi tersebut anda hubungkan dengan batangan logam maka hantaran gelombang yang dihasilkan disebut dengan gelombang radio.

 Pemancar penerima gelombang ultrasonik ini biasanya dimanfaatkan untuk mengukur jarak suatu benda dengan melakukan perhitungan waktu dari pantulan gelombang ultrasonik tersebut. Ada juga yang memanfaatkan gelombang ultrasonik ini untuk mengusir binatang-binatang pengganggu yang tidak diinginkan seperti nyamuk, tikus, serangga dan jenis binatang lainnya. Hal ini karena kebanyakan pendengaran binatang bisa mencapai frekuensi puluhan ribu hertz (ultrasonik) dibandingkan pendengaran manusia yang hanya maksimum 20 Khz.

II. Rangkaian Penerima Ultrasonik

Pada rangkaian sensor ultrasonik diatas juga sebenarnya mempunyai cara kerja yang cukup sederhana. Dimana tidak ada sistem modulasi atau pengiriman data yang diterapkan, rangkaian penerima ini hanya difungsikan untuk mengaktifkan relay pada saat adanya pancaran sinyal ultrasonic dari rangkaian pemancar. Beban yang akan anda saklarkan terserah anda, karena sudah berada diluar sistem rangkaian. Apakah ingin membunyikan sirine atau menghidupkan lampu semuanya terserah anda. Bahkan untuk beban yang memakai tegangan PLN 220 volt juga bisa.

Coba perhatikan rangkaian penerima ultrasonik diatas, menurut analisa saya adalah sbb:

1. Loudspeaker tweeter atau mikrofon digunakan sebagai penangkap gelombang suara ultrasonik.
2. Gelombang ultrasonik yang diterima kemudian diperkuat dengan menggunakan dua buah transistor.
3. Sebagai pemilih frekuensi digunakan kapasitor tapis C5 dengan nilai 560 nF, disamping itu juga dibantu oleh R14 (100 Kohm).
4. IC Op-Amp pada rangkaian penerima ini hanya dimaksudkan sebagai pembanding bukan sebagai penguat.
5. Sebagai referensi pembanding digunakan potensio VR2 yang membagi tegangan supply 9 volt menjadi dua bagian tegangan.
6. Jika tegangan pada input positif Op-Amp (pin3) lebih besar dibanding tegangan pada terminal negatif op-amp (pin2), maka tegangan keluaran akan mendekati tegangan suppy (secara teori jika tidak ada beban), dan jika sebaliknya maka tegangan keluaran adalah 0 volt.
7. Dua buah transistor pada jalur keluaran op-amp berguna sebagai driver relay, sehingga arus sebagian besar mengalir dari transistor bukan dari output op-amp.

Sebagai kesimpulan dari rangkaian pemancar penerima ultrasonik atau sensor ultrasonik ini adalah bahwa :

• Sinyal listrik dengan frekuensi diatas 20 Khz jika anda hubungkan dengan loudspeaker maka akan menghasilkan gelombang ultrasonik.
• Kecepatan rambat dari gelombang suara jauh lebih kecil dari gelombang elektromagnetik (radio) sehingga bisa dilakukan perhitungan waktu sebagai dasar perhitungan jarak suatu benda.

www.electronic-circuits-diagrams.com

Selamat Mencoba !!!!