Selama bertahun-tahun, sensor ultrasonik telah dipakai dalam banyak sekali aplikasi termasuk pencari ikan, sensor parkir di kendaraan beroda empat dan alarm keamanan. Dalam artikel ini, kami mendeskripsikan karakteristik ultrasound dan penggunaan sensor ultrasonik, memakai sensor parkir sebagai contohnya. Dengan adanya teknologi sensor parkir mundur, ini sangat berkhasiat bagi pegemudi biar kendaraan yang dikemudikan tidak menabrak benda-benda dibelakang.
Karakteristik Ultrasound
Ultrasound ialah gelombang akustik dengan frekuensi yang sangat tinggi, di luar pendengaran manusia. Karena rentang frekuensi yang sanggup didengar dikatakan antara 20Hz dan 20kHz, ultrasound umumnya berarti gelombang akustik di atas 20kHz. Kelelawar, dengan gema-lokasi mereka (radar ultrasonik biologis), sanggup mendengar bunyi sampai 200kHz, jauh di luar kemampuan indera pendengaran manusia.
Ultrasound mempunyai beberapa karakteristik yang membuatnya sangat berkhasiat dan telah menjadikan penggunaannya dalam banyak aplikasi elektronik. Pertama, tidak terdengar oleh insan dan oleh alasannya itu tidak terdeteksi oleh pengguna. Kedua, gelombang ultrasound sanggup diproduksi dengan directivity tinggi. Ketiga, mereka ialah getaran kompresional bahan (biasanya udara). Akhirnya, mereka mempunyai kecepatan propagasi yang lebih rendah daripada gelombang cahaya atau radio.
Fakta bahwa Ultrasound tidak terdengar pada indera pendengaran insan merupakan faktor penting dalam aplikasi ultrasound. Misalnya, sistem sensor parkir kendaraan beroda empat menghasilkan tekanan bunyi lebih dari 100dB untuk memastikan penerimaan yang jelas. Ini setara dengan tekanan bunyi yang terdengar saat bangkit bersahabat dengan mesin jet.
Frekuensi tinggi Ultrasound (panjang gelombang pendek) memungkinkan directivity sempit, menyerupai dengan gelombang radio yang setara, gelombang mikro. Karakteristik ini dipakai dalam perawatan kerikil ginjal, di mana ultrasound yang dipancarkan dari luar badan difokuskan pada kerikil untuk memecahnya. Karena tingkat energinya rendah, itu tidak membahayakan tubuh.
Karena USG ialah getaran materi, itu juga sanggup dipakai untuk menyelidiki karakteristik bahan itu. Diagnosis ultrasonik memakai fitur ini untuk mendeteksi dan memvisualisasikan varians dalam reflektansi dan transmitansi yang sesuai dengan kadar air dan kepadatan bahan dalam medium, contohnya organ di badan Anda.
USG bergerak di udara sekitar 340m / s menyerupai bunyi lainnya. Waktu yang diharapkan untuk gelombang ultrasound untuk menempuh jarak 10cm ialah sekitar 3ms, dibandingkan dengan 3.3ns untuk cahaya dan gelombang radio. Ini memungkinkan pengukuran memakai pemrosesan sinyal kecepatan rendah.
Sensor ultrasonik untuk parkir
Mari kita lihat sensor parkir sebagai contoh. Sensor parkir memakai tipe sonar. Istilah sonar ialah kependekan untuk navigasi bunyi dan radar; itu dipakai untuk menghitung jarak dan / atau arah suatu objek dari waktu yang diharapkan untuk gelombang bunyi untuk melaksanakan perjalanan ke sasaran dan kembali. Sensor ultrasonik ialah speaker atau mikrofon yang memancarkan atau mendapatkan ultrasound. Ada juga tipe yang bisa menangani emisi dan penerimaan. Sensor parkir kendaraan dilengkapi dengan jenis sensor ini.
Sensor ultrasound awalnya ditemukan dipakai dalam kendaraan untuk mendeteksi kendala saat parkir (Gambar 1) tetapi kini berubah menjadi sistem parkir otomatis.
Gambar 1. Contoh sistem sensor parkir di kendaraan
Sistem ini mengendalikan kemudi, akselerasi dan pengereman secara otomatis, menurut zona parkir dan informasi lokasi yang diperoleh dari sensor ultrasonik, untuk mencapai parkir paralel dan parkir garasi.
Dalam kasus sonar belakang, dua sampai empat sensor ultrasonik dipasang di bumper belakang untuk mendeteksi kendala sampai 2 sampai 2,5m jauhnya. Jarak dikomunikasikan kepada pengemudi secara real time memakai banyak sekali bunyi buzzer. Bahkan pagar kawat sanggup dideteksi kalau cukup dekat.
Karakteristik utama sensor ultrasonik untuk sonar belakang ialah directivity, waktu dering, sensitivitas dan tekanan suara.
Directivity dari sensor ultrasonik sesuai dengan ukuran dan bentuk permukaan bergetar (yaitu memancarkan ultrasound) dan frekuensi di mana ia bergetar. Gambar 2 memperlihatkan directivity dari transduser tipe cakram.
Gambar 2. Memancarkan diameter permukaan dan direktivitas (nilai terhitung) untuk transduser tipe disk
Directivity sempit sanggup dicapai pada frekuensi yang lebih tinggi saat ukuran tetap sama, atau pada ukuran yang lebih besar saat frekuensi tetap sama. Perbedaan jarak deteksi dengan frekuensi yang bervariasi pada ukuran yang sama ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Frekuensi (directivity) dan imbas tanah
Dengan memakai frekuensi yang lebih tinggi dan menentukan penguat yang sesuai (gain), kita sanggup meningkatkan imbas objek tanah, menyerupai sumbat roda. Sementara directivity vertikal sempit meningkatkan kegunaan sensor, directivity horisontal yang lebih luas sanggup menawarkan cakupan yang lebih luas dengan sensor yang lebih sedikit. Sensor ultrasonik 'Asymmetric' (Gambar 4) dipakai dalam situasi menyerupai itu.
Gambar 4. Jenis Directivity untuk sensor ultrasonik
Karena sensor ultrasonik sonar belakang menangani pengiriman dan penerimaan ultrasound, kecuali gelombang bunyi yang memancar menghilang tanpa dering cepat, ia tidak sanggup mulai mendapatkan pantulannya. Semakin pendek waktu dering, semakin bersahabat jangkauan pendeteksian.
Casing untuk sensor ultrasound Murata, yang juga bertindak sebagai emitor ultrasound, ialah presisi yang dibentuk untuk beresonansi dengan frekuensi mengemudi. Ini ialah alasan untuk sensitivitas dan tekanan suaranya yang tinggi.
Gambar 5. Evolusi sensor ultrasonik untuk sonar belakang
Hampir setengah kendaraan gres di Eropa dan Asia mempunyai sensor parkir belakang. Teknologi ini diharapkan untuk mendapatkan popularitas di Amerika Utara juga. Kami berharap sanggup membantu meningkatkan keamanan dan kenyamanan kendaraan melalui penggunaan sensor ultrasonik.
Sumber Artikel : newelectronic
Sumber http://lksotomotif.blogspot.com/
EmoticonEmoticon