Prinsip kerja sensor ultrasonik wiring dan pemrograman arduino

Sensor ultrasonik: Pengertian, Prinsip Kerja, Wiring dan Pemrograman pada Arduino

Gambar Sensor Ultrasonik

1. Pengertian dan Prinsip Kerja

Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik).

Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi sangat tinggi yaitu 20.000 Hz. Bunyi ultrasonik tidak dapat di dengar oleh telinga manusia. Bunyi ultrasonik dapat didengar oleh anjing, kucing, kelelawar, dan lumba-lumba. Bunyi ultrasonik nisa merambat melalui zat padat, cair dan gas. Reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat padat hampir sama dengan reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat cair. Akan tetapi, gelombang bunyi ultrasonik akan diserap oleh tekstil dan busa.

Gambar Prinsip Kerja Sensor Ultrasonik

Prinsip kerja sensor ultrasonik yaitu transmiter pada sensor mengeluarkan gelombang suara saat pin Trig diset HIGH. waktu yang dibutuhkan untuk mengaktifkan pin Echo cukup 8 microseconds. Ketika ada benda di depannya maka gelombang suara yang dipancarkan akan memantul kemudian diterima oleh receiver. Dari prinsip kerja tersebut dapat diketahui jarak antara sensor dan benda yaitu setengah dari kecepatan suara dibagi waktu yang dibutuhkan gelombang suara dari transmiter sampai ke receiver.

Pemancar ultrasonik akan memancarkan gelombang dengan frekuensi 40kHz dengan jeda waktu tertentu.
Kecepatan rambat gelombang bunyi yaitu kisaran 340 m/s.

Sesudah gelombang pantulan mengenai alat penerima, gelombang tersebut akan diolah untuk dihitung jarak benda tersebut.

Rumus jarak benda dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

S = 340.t/2

S = Jarak
t = Selisih waktu dipancarkan dan waktu diterima gelombang

2. Wiring/Pengkabelan Sensor Ultrasonik

3. Pemrograman Arduino

#define echoPin 9 //Echo Pin

#define trigPin 10 //Trigger Pin

int maximumRange = 200; //kebutuhan akan maksimal range

int minimumRange = 00; //kebutuhan akan minimal range

long waktu, jarak; //waktu untuk kalkulasi jarak

 

void setup() {

Serial.begin (9600); //inisialiasasi komunikasi serial

//deklarasi pin

pinMode(trigPin, OUTPUT);

pinMode(echoPin, INPUT);

}

 

void loop() {

digitalWrite(trigPin, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(trigPin, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin, LOW);

waktu = pulseIn(echoPin, HIGH);

 delay(500);

//perhitungan untuk dijadikan jarak

jarak = waktu/58.2;

Serial.println("waktu = ");

Serial.println(waktu);

Serial.println("jarak = ");

Serial.println(jarak);

}

4. Simulasi

Gambar Simulasi pada Wokwi

Untuk melihat simulasi tersebut dapat dilakukan dengan klik https://wokwi.com/projects/350302614553887316

 Rangkaian Pneumatik Silinder Kerja Ganda

1. Pendahuluan

Kontrol rangkaian pneumatik, berdasarkan aliran udaranya dapat dibedakan menjadi 2 sistem yaitu: Sistem pengontrolan langsung dan sistem pengontrolan tak langsung. Kontrol yang paling sederhana dari silinder kerja tunggal atau kerja ganda adalah kontrol langsung. Kontrol langsung digunakan untuk silinder yang membutuhkan aliran udara sedikit, ukuran katup kontrol kecil dan gaya aktuasinya rendah. Jika katupnya besar, gaya aktuasi yang diperlukan akan terlalu besar untuk dilakukan operasi manual secara langsung. Silinder yang keluar dan masuk dengan cepat atau silinder dengan diameter piston besar memerlukan udara yang banyak. Untuk pengontrolannya harus dipasang sebuah katup kontrol dengan ukuran besar juga. Jika tenaga yang digunakan untuk mengaktifkan katup tidak mungkin dilakukan secara manual karena terlalu besar, maka harus dibuat rangkaian pengontrol tak langsung. Pada sistem ini, sebuah katub kecil digunakan untuk memberikan sinyal untuk mengaktifkan katup kontrol yang lebih besar.

2. Rangkaian Silinder Kerja Ganda

Prinsip konstruksi silinder kerja ganda adalah sama dengan silinder kerja tunggal, tetapi tidak memiliki pegas pengembali, dan dua lubang saluran dapat dipakai sebagai saluran masukan maupun saluran keluaran secara bergantian. Silinder kerja ganda mempunyai keuntungan yaitu bisa dibebani pada kedua arah gerakan batang pistonnya. Hal ini memungkinkan pemasangan yang lebih fleksibel. Seperti pada silinder kerja tunggal, pada silinder kerja ganda, piston dipasang dengan seal jenis O atau membran.

Jika silinder harus menggerakkan massa yang besar, maka dipasang peredam di akhir langkah untuk mencegah benturan keras dan kerusakan silinder. Proses peredaman dilakukan dengan jalan pada saat piston akan mencapai akhir langkah, peredam piston memotong langsung jalan arus pembuangan udara ke udara bebas. Untuk itu disisakan sedikit sekali penampang pembuangan yang umumnya dapat diatur. Sepanjang bagian terakhir dari jalan langkah, kecapatan masuk dikurangi secara drastis.

Gambar 13.3 Silinder Kerja Ganda

Katup 4/2 atau 5/2 dapat dipakai untuk mengontrol silinder kerja ganda. Katup tombol 4/2 (4/2 way push button valve) mempunyai 4 lubang yaitu dua lubang masukan, lubang keluaran, dan lubang pembuangan. Posisi kontak akan menentukan variasi aliran udara, tombol tekan untuk mengaktifkan dan pegas untuk kembali. Katup tombol 5/2 (5/2 way push button valve) mempunyai 5 lubang yaitu dua lubang masukan, lubang keluaran, dan dua lubang pembuangan.

Katup 4/2 pegas kembali (4/2 way pneumatic valve) mempunyai 5 lubang yaitu dua lubang masukan, lubang keluaran, lubang pembuangan, dan lubang sinyal. Bila lubang sinyal diberi aliran udara maka akan mengaktifkan katup dan sebaliknya bila aliran udara diputus maka katup akan kembali ke posisi awal karena terdorong oleh pegas kembali. Sedangkan katup 5/2 pegas kembali (5/2 way pneumatic valve) mempunyai 6 lubang yaitu dua lubang masukan, lubang keluaran, dua lubang pembuangan, dan lubang sinyal. Bila lubang sinyal diberi aliran udara maka akan mengaktifkan katup dan sebaliknya bila aliran udara diputus maka katup akan kembali ke posisi awal karena terdorong oleh pegas kembali.

Gambar 13.4 Katup 5/2 Pegas Kembali

3. Gambar Rangkaian Kendali Silinder Kerja Ganda

Komponen yang digunakan

1. Silinder kerja ganda

2. Katup kontrol 5/2 NO

3. Tombol kontrol katup 3/2 NO dengan pegas pengembali

Link Video Youtube : https://www.youtube.com/watch?v=NnKojEZnFkBQ

Macam-macam Header pada Pemrograman C++

Macam-macam File Header yang sering digunakan adalah sebagai berikut :

1)      stdio.h : Merupakan singkatan dari standar input output header yang digunakan sebagai standar input output operasi yang digunakan oleh bahasa C, akan tetapi bisa juga digunakan dalam bahasa C++. Fungsi-fungsi yang ada didalam stdio.h antara lain sebagai berikut :

• printf() : merupakan fungsi keluaran yang digunakan untuk menampilkan informasi/pesan kelayar secara terformat (menentukan tipe data yang akan dikeluarkan).

• puts() : merupakan fungsi keluaran yang digunakan untuk menampilkan informasi/pesan yang bertipe data string (tanpa harus melakukan penentuan tipe data terlebih dahulu).

• putchar() : merupakan fungsi keluaran yang digunakan untuk menampilkan informasi/pesan yang bertipe data char(tanpa harus melakukan penentuan tipe data terlebih dahulu).

• scanf() : merupakan fungsi masukan yang digunakan untuk menginputkan data numerik, karakter, dan string secara terformat (menentukan tipe data yang akan dimasukan).

• gets() : merupakan fungsi masukan yang khusus untuk menerima masukan tipe data string (tanpa harus melakukan penentuan tipe data terlebih dahulu).

 

2)      iostream.h : Merupakan singkatan dari input outout stream header yang digunakan sebagai standar input output operasi yang digunakan oleh bahasa C++. Fungsi-fungsi yang ada didalam iostream.h antara lain sebagai berikut :

• cout : merupakan fungsi keluaran pada C++ yang menampilkan data dengan tipe data apapun kelayar.

• cin : merupakan fungsi masukan pada C++  yang bisa memasukan data berupa numerik dan karakter.

• endl : merupakan suatu fungsi yang manipulator yang digunakan untuk melakukan perintah Newline atau pindah baris

 

3)      conio.h : Merupakan File Header yang berfungsi untuk menampilkan hasil antarmuka kepada pengguna. Fungsi -fungsi yang ada didalam conio.h antara lain sebagai berikut :

• getch() : merupakan singkatan dari get character and echo yang digunakan untuk menahan (pause) output suatu program dan akan kembali mengeksekusi setelah kita melakukan inputan baik itu tombol enter atau tombol lainnya dan inputan tersebut tidak ditampilkan dalam window.

• getche() : secara fungsi sama dengan getch() akan tetapi ketika melakukan inputan, inputan tersebut tampil dalam window.

• clrscr() : merupakan singkatan dari clear screen yang digunakan untuk membersihkan layar windows .

 

4)      math.h  : Merupakan file header yang berfungsi untuk operasi matematika.Fungsi-fungsi yang ada di math.h antara lain sebagai berikut :

• sqrt() : fungsi ini digunakan untuk menghitung akar dari suatu bilangan. Bentuk umum penulisannya  adalah sqrt(bilangan); .

• pow() : fungsi ini digunakan untuk menghitung hasil dari perpangkatan suatu bilangan . Bentuk umum penulisannya adalah pow(bilangan,pangkat); .

• sin(), cos(), tan() : fungsi ini digunakan untuk menghitung nilai sinus, cosinus, dan tangen dari sudut yang dimasukan. Bentuk umum penulisannya adalah sin(bilangan); .

 

5)      stdlib.h : Merupakan file header yang berfungsi untuk operasi pembanding dan operasi konversi. Fungsi-fungsi yang ada di stdlib.h antara lain sebagai berikut :

• max() : fungsi ini digunakan untuk menentukan nilai maximum dari 2 bilangan yang diinputkan. Bentuk penulisannya adalah max(bilangan1,bilangan2); .

• min() : fungsi ini digunakan untuk menentukan nilai minimum dari 2 bilangan yang diinputkan. Bentuk penulisannya adalah min(bilangan1,bilangan2); .

• atof() : fungsi ini digunakan untuk mengkonversi nilai string menjadi bilangan bertipe double. Bentuk umum penulisannya adalah atof(char nama_variabel); .

• atoi() : fungi ini digunakan untuk mengkonversi nilai string menjadi bilangan bertipe integer. Bentuk umum penulisannya adalah atoi(char nama_variabel); .

 

6)      string.h : Merupakan file header yang berfungsi untuk melakukan manipulasi string. Fungsi-fungsi yang ada di string.h antara lain sebagai berikut :

• strcpy() : fungsi ini digunakan untuk menyalin suatu string ke variabel tujuan. Bentuk umum penulisannya adalah strcpy(variabeltujuan, string); .

• strlen() : fungsi ini digunakan untuk menghitung jumlah karakter yang ada dalam suatu string. Bentuk umum penulisannya adalah strlen(string); .

• strcmp() : fungsi ini digunakan untuk membandingkan 2 buah string. Bentuk umum penulisannya adalah  strcmp(string1,string2); .

• strrev() : fungsi ini digunakan untuk membalikan urutan suatu string. Bentuk umum penulisannya adalah strrev (string); .

• strlwr() : fungsi ini digunakan untuk mengubah semua huruf menjadi huruf kecil. Bentuk umum penulisannya adalah strlwr(sterng); .

• strupr() : fungsi ini digunakan untuk mengubah semua huruf menjadi huruf kapital. Bentuk umum penulisannya adalah strupr(string); .

• strcat() : fungsi ini digunakan untuk menggabungkan 2 buah string, untuk menggunakan fungsi ini juga harus menambahkan file header ctype.h. Bentuk umum penulisannya adalah strcat(variabeltujuan, string); .

Tutorial Aplikasi Pemrograman C++ di Android 

Dcoder merupakan sebuah aplikasi yang digunakan untuk

memrogram dengan menggunakan berbagai macam jenis

bahasa pemrograman.

Aplikasi ini dapat digunakan untuk: 

• Menulis Naskah Program.

• Mengkompilasi Program ( Compile )

• Melakukan Pengujian Program ( Debugging )

• Mengaitkan Object dan Library ke Program ( Linking )

• Menjalankan Program ( Running )

Berikut ini adalah tampilan halaman pemrograman aplikasi Dcoder:

Gambar Tampilan Dcoder

Aplikasi Dcoder dapat didownload melalui playstore. 

Gambar Aplikasi Dcoder pada Playstore

Berikut ini langkah-langkah membuat program di smartphone

1. Buka aplikasi Dcoder. Klik Start Coding

2. Klik Create Code

3. Pilih C++. Klik Next

4. Beri nama file/program. Klik create file

5. Tampilan awal aplikasi. Klok Tombol Play untuk run program.

6. Gambar tampilan saat di run/compile

7. Untuk membuat enter perlu ditambah <<endl;

MACAM-MACAM GERBANG LOGIKA 

A. Gerbang NOT

Gerbang NOT sering disebut dengan inverter karena berfungsi sebagai pembalik logika keluaran terhadap logika masukan. Tanda lingkaran kecil pada gerbang ini merupakan tanda pembalik. Tanda ini banyak dijumpai dalam berbagai gerbang dengan fungsi yang hampir sama. Notasi dan tabel kebenaran untuk gerbang NOT seperti pada gambar di bawah.

 

 

Diagram ladder gerbang NOT ditunjukkan pada gambar di bawah.

 

 

B.  Gerbang AND

Keluaran gerbang AND akan berlogika 1 jika semua masukan bernilai 1. Notasi untuk gerbang AND seperti pada gambar di bawah.

 

 

Diagram ladder gerbang AND ditunjukkan pada gambar di bawah.

 

 

C.  Gerbang OR

Keluaran gerbang OR akan berlogika 1 jika salah satu masukan bernilai 1. Notasi untuk gerbang OR seperti pada gambar di bawah.

 

 

Diagram ladder gerbang OR ditunjukkan pada gambar di bawah.

 

 

D. Gerbang NAND

Gerbang NAND (NOT-AND) merupakan gabungan dari gerbang AND dan NOT. Keluaran gerbang ini berkebalikan terhadap keluaran AND. Notasi untuk gerbang NAND seperti pada gambar di bawah.

 

 

Diagram ladder gerbang NAND ditunjukkan pada gambar di bawah.

 

 

E.   Gerbang NOR

Gerbang NOR (NOT-OR) merupakan gabungan dari gerbang OR dan NOT. Keluaran gerbang ini berkebalikan dengan keluaran gerbang OR. Notasi untuk gerbang NOR seperti pada gambar di bawah.

 

 

Diagram ladder gerbang NOR ditunjukkan pada gambar di bawah.

 

 

F.   Gerbang EX-OR

Gerbang EX-OR atau X-OR atau Eksklusif OR mempunyai ciri khusus yaitu keluaran gerbang ini akan berlogika 1 jika logika masukan gerbang ini berbeda. Notasi untuk gerbang EX-OR seperti pada gambar di bawah.

 

 

Diagram ladder gerbang EX-OR ditunjukkan pada gambar di bawah.

 

 

G. Gerbang EX-NOR

Gerbang EX-NOR atau X-NOR merupakan gabungan dari gerbang EX-OR yang keluarannya di NOT kan. Sehingga keluaran gerbang ini berkebalikan dengan keluaran gerbang EX-OR. Keluaran gerbang ini berlogika 1 jika logika masukan gerbang ini sama. Notasi untuk gerbang EX-OR seperti pada gambar di bawah.

 

 

Diagram ladder gerbang EX-NOR ditunjukkan pada gambar di bawah.