fbpx

Sensor Jarak : Prinsip Kerja, Jenis Dan Aplikasinya

Apa-Itu-Sensor-Jarak-Prinsip-Kerja-Jenis-Dan-Aplikasnya
Ada banyak jenis sensor jarak seperti ultrasonik, IR, Proximity, laser, dll. Memilih jenis sensor yang tepat untuk proyek Arduino atau Raspberry PI yang Kita buat menjadi tugas yang sulit untuk di tangani.

Share This Post

Share on facebook
Share on linkedin
Share on twitter
Share on email

Ada banyak jenis sensor jarak seperti ultrasonik, IR, Proximity, laser, dll. Memilih jenis sensor yang tepat untuk proyek Arduino atau Raspberry PI yang Kita buat menjadi tugas yang sulit untuk di tangani.

Karenannya, Hari ini Kelas PLC akan sharing mengenai:

  • Apa itu sensor jarak dan bagaimana cara kerja sensor jarak ?
  • Jenis sensor jarak
  • Membandingkan sensor jarak: Bagaimana memilih sensor jarak ?

Apa Itu Sensor Jarak ?

Sensor jarak adalah sensor yang digunakan untuk menentukan kedekatan suatu objek tanpa adanya kontak fisik.

Bagaimana cara kerja sensor jarak ?

Biasanya terkait dengan sensor ultrasonik, ini berfungsi dengan mengeluarkan sinyal (tergantung pada teknologi; gelombang ultrasonik, IR, LED, dll.) Dan mengukur perubahan ketika sinyal kembali.

Ukuran perubahan bisa dalam bentuk

  • Waktu yang dibutuhkan sinyal untuk kembali
  • Intensitas sinyal yang dikembalikan

Sensor Jarak VS Sensor Proximity

Karena sensor jarak umumnya dapat dikaitkan dengan sensor proximity karena korelasi yang serupa, fungsionalitas kedua sensor dapat dengan mudah disalahpahami. Karenanya, berikut perbandingan singkat antara keduanya untuk membantu Kita memahami perbedaan antara sensor jarak dan sensor proximity.

  • Sensor proximity mendeteksi jika suatu objek berada dalam area penginderaan tempat sensor dirancang untuk beroperasi. Karenanya, tidak serta merta menunjukkan jarak antara sensor dan objek.
  • Sensor jarak merasakan jarak dari objek dan alat pengukur melalui arus keluarannya. Arus bisa dalam bentuk gelombang ultrasonik, laser, IR, dll.

Materi : Sensor Proximity

Jenis Sensor Jarak

Sekarang setelah kita memiliki pemahaman tentang apa itu sensor jarak, kita akan menyelami berbagai sensor pengukuran jarak yang ada di pasaran, masing-masing dengan teknologi penginderaannya sendiri.

Berikut daftar berbagai jenis sensor jarak!

Sensor jarak ultrasonik

Jenis sensor pengukur jarak yang paling umum adalah Sensor Ultrasonik. Juga dikenal sebagai sensor Sonar, ini mendeteksi jarak ke objek dengan memancarkan gelombang ultrasonik frekuensi tinggi.

Bagaimana cara kerja sensor ultrasonik ?

cara-kerja-sensor-ultrasonik
  1. Sensor ultrasonik memancarkan gelombang suara berfrekuensi tinggi ke arah objek target
  2. Objek target mengambil gelombang suara
  3. Gelombang suara kemudian dipantulkan dan dipantulkan kembali menuju sensor ultrasonic
  4. Waktu yang dibutuhkan gelombang suara untuk kembali digunakan sebagai pengukuran jarak.

Untuk apa Sensor Ultrasonik digunakan ? Aplikasi utama

Sekarang setelah kita memahami cara kerja sensor ultrasonik, kita akan melihat kegunaannya. Berikut adalah aplikasi sensor jarak ultrasonik yang umum digunakan:

  • Pengukuran Jarak
  • Sensor robotic
  • Smart cars : Ya, Tesla menggunakan sensor ultrasonik sebagai bagian dari program Autopilot-nya!
  • Unmanned aerial vehicles (UAV) atau Kendaraan udara tanpa awak

Kelebihan Sensor Ultrasonik

  • Tidak terpengaruh oleh warna dan transparansi objek karena mendeteksi jarak melalui gelombang suara.
  • Berfungsi dengan baik di tempat yang redup.
  • Cenderung mengkonsumsi arus / daya yang lebih rendah.

Kekurangan Sensor Ultrasonik

  • Jangkauan deteksi terbatas.
  • Resolusi rendah dan refresh rate lambat, membuatnya tidak cocok untuk mendeteksi target yang bergerak cepat.
  • Tak dapat mengukur jarak benda yang bertekstur / permukaan ekstrim.

Sensor jarak Inframerah

Kedua dalam daftar ini adalah sensor jarak inframerah, Jika di artikan dalam Bahasa inggris adalah sensor jarak infrared atau disingkat IR. Paling sering dikaitkan dengan Sharp GP2Y0A21YK0F, ia melakukan penginderaan jarak atau kedekatan melalui pancaran sinar IR dan menghitung sudut refleksi.

Sensor Inframerah hadir dengan dua lensa:

  1. Lensa pemancar LED IR yang memancarkan berkas cahaya.
  2. Photodetector yang sesuai dengan posisi di mana sinar yang dipantulkan akan jatuh.

Bagaimana cara kerja sensor jarak Inframerah ?

Sensor jarak IR bekerja melalui prinsip triangulasi; mengukur jarak berdasarkan sudut sinar yang dipantulkan.

Berikut ilustrasi cara kerja sensor jarak IR melalui triangulasi:

Image

  1. Cahaya inframerah dipancarkan dari pemancar LED IR.
  2. Pancaran cahaya mengenai objek (P1) dan dipantulkan pada sudut tertentu.
  3. Cahaya yang dipantulkan akan mencapai PSD / Photodetector (U1).
  4. Sensor di PSD kemudian akan menentukan posisi / jarak objek reflektif tersebut.

Untuk apa sensor Inframerah digunakan? Aplikasi Utama

  • TV, komputer, laptop
  • Pengukuran jarak
  • Sistem keamanan
  • Aplikasi monitoring dan control

Kelebihan sensor Inframerah

  • Dari faktor ukurannya yang kecil. Sensor IR umum seperti yang dari Sharp cenderung berukuran lebih kecil
  • Berlaku untuk penggunaan siang hari dan malam hari
  • Amankan komunikasi melalui garis pandang
  • Mampu mengukur jarak benda yang memiliki permukaan kompleks tidak seperti sensor ultrasonic

Kekurangan sensor Inframerah

  • Rentang pengukuran terbatas
  • Dipengaruhi oleh kondisi lingkungan dan benda keras; tidak dapat digunakan melalui dinding atau pintu

Sensor jarak laser: Sensor LiDAR

LiDAR adalah singkatan dari Light Detection and Ranging, dapat dianggap sebagai sensor jarak laser. Ini mengukur jangkauan target melalui gelombang cahaya dari laser, bukan gelombang radio atau suara.

Bagaimana cara kerja LiDAR ?

Ada berbagai cara untuk menjelaskan cara kerja LiDAR (Mis. Triangulasi, basis pulsa, dll.), Tetapi cara berikut ini yang paling mudah:

Cara-kerjas-sensor-LiDAR
  1. Transmitter pada perangkat LiDAR memancarkan sinar laser ke target object
  2. pulse dari laser kemudian diambil oleh target dan dipantulkan kembali
  3. Jarak kemudian dihitung dengan menggunakan hubungan antara kecepatan konstan cahaya di udara dan waktu antara pengiriman / penerimaan sinyal

Untuk apa LiDAR digunakan ? Aplikasi utama

  • Pemantauan lingkungan; kehutanan, pemetaan tanah, dll.
  • Pengukuran jarak
  • Kontrol dan keamanan mesin
  • Robotika

Kelebihan Lidar

  • Rentang dan akurasi pengukuran tinggi
  • Kemampuan untuk mengukur struktur 3D
  • Tingkat pembaruan cepat; cocok untuk benda yang bergerak cepat
  • Panjang gelombang kecil dibandingkan dengan sonar dan radar; pandai mendeteksi benda kecil
  • Berlaku untuk pemakaian pada siang dan malam hari

Kekurangan Lidar

  • Biaya lebih tinggi dibandingkan dengan ultrasonik dan IR
  • Berbahaya bagi mata telanjang; Perangkat LiDAR kelas atas mungkin menggunakan pulsa LiDAR yang lebih kuat yang dapat memengaruhi mata manusia

Sensor Jarak LED Time-Of-Flight

Terakhir, kita akan melihat pada sensor LED time-of-flight. Paling sering dikaitkan dengan VL53L0X, ini adalah bagian dari spektrum LiDAR yang lebih luas, yang menggunakan teknologi time-of-flight dalam mengukur jarak.

Apa itu Time-Of-Flight dan bagaimana cara kerjanya?

Sensor Time-of-Flight adalah salah satu sensor yang mengukur waktu berlalu yang dibutuhkan untuk pulsa gelombang untuk memantulkan objek dan kembali ke sensor. Ini mampu menghasilkan gambar 3D X, Y, Z dengan satu snapshot dengan mengukur waktu yang dibutuhkan cahaya untuk bergerak dari pemancar ke penerima.

Dengan teknologi time-of-flight, ini memberikan manfaat yang signifikan dibandingkan metode penginderaan jarak lain yang tercakup:

  • Jangkauan lebih luas
  • Pembacaan lebih cepat
  • Akurasi lebih tinggi

Sensor time-of-flight bekerja mirip dengan sensor LiDAR, di mana:

  1. Transmitter pada perangkat time-of-flight memancarkan cahaya IR-LED ke objek target
  2. Pulsa dari LED kemudian diambil oleh target dan dipantulkan kembali
  3. Jarak kemudian dihitung dengan menggunakan hubungan antara kecepatan konstan cahaya di udara dan waktu antara pengiriman / penerimaan sinyal

Untuk apa Time-Of-Flight digunakan ? Aplikasi utama

  • Aplikasi industri
  • Machine vision
  • Robotika
  • People counting
  • Drone

Kelebihan sensor time-of-flight

  • Teknologi tersebut menawarkan rentang pengukuran yang tinggi berikut akurasinnya
  • Kemampuan pencitraan 3D
  • Digunakan dalam berbagai macam aplikasi karena kemampuannya untuk mengidentifikasi objek besar

Kekurangan sensor time-of-flight

  • Biaya lebih tinggi
  • Z depth resolution masih buruk dengan sistem umum yang menawarkan 1cm Z resolution

Perbandingan Sensor Jarak

Sekarang untuk membantu Sahabat memilih satu yang cocok dari empat jenis sensor jarak, Kelas PLC telah memberikan tabel ringkasan dengan pertimbangan yang harus Sahabat perhatikan saat membuat pilihan !.

Namun, seperti biasa, dengan keempat teknologi ini memiliki pro dan kontra, Sahabat masih harus terlebih dahulu mempertimbangkan tujuan / aplikasi yang Sahabat maksudkan; Pertama-tama, untuk apa Sahabat mencoba menggunakannya.

KontenSensor UltrasonikSensor InframerahSensor LidarTime-of-Flight
Suitablility for Long Range SensingNoNoYesYes
High reading frequencyNo NoYesYes
CostLowLowHighModerate
Suitability to use for complex objectsNoYesYesYes
Sensitive to external conditionsYesNoNoNo
3D imaging compatibleNoNoYesYes

Dengan tabel perbandingan di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa sensor jarak ultrasonik dan IR lebih cocok untuk proyek Arduino yang membutuhkan penginderaan jarak yang lebih pendek, di mana mereka masih sangat mampu.

Sensor LiDAR dan Time-of-flight akan direkomendasikan bagi mereka yang mencari kemampuan penginderaan lebih tinggi dan pencitraan 3D (3D imaging).

Sekian untuk sharing mengenai sensor jarak. Saya harap ini membantu Sahabat lebih memahami dan membuat keputusan pembelian yang lebih baik.

Jika Sahabat memiliki pertanyaan, mari kita diskusikan pada kolom komentar dibawah

Terimakasih sudah berkunjung dan belajar  di Kelas PLC.

Matari Lainnya : Dasar – Dasar Sinyal Analog 4-20 mA

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Subscribe To Our Newsletter

Get updates and learn from the best

Materi lainnya yang dapat sahabat pelajari

Apa-Itu-Sensor-Jarak-Prinsip-Kerja-Jenis-Dan-Aplikasnya
Belajar PLC

Sensor Jarak : Prinsip Kerja, Jenis Dan Aplikasinya

Ada banyak jenis sensor jarak seperti ultrasonik, IR, Proximity, laser, dll. Memilih jenis sensor yang tepat untuk proyek Arduino atau Raspberry PI yang Kita buat menjadi tugas yang sulit untuk di tangani.

Apakah Sahabat masih punya pertanyaan lain?