Ultrasonic Proximity Sensor adalah jenis sensor kedekatan yang umum digunakan di banyak aplikasi manufaktur dan otomasi. Terutama untuk deteksi objek dan pengukuran jarak, umumnya digunakan dalam pemrosesan makanan dan minuman dan berbagai aplikasi pengemasan.
Ultrasonic Proximity Sensor bekerja pada frekuensi 40 kHz. Ini menggunakan dua transduser ultrasonik yang dibuat khusus: Satu transduser memancarkan suara 40kHz, sementara yang lain menerima suara 40kHz dan mengubahnya menjadi variasi listrik dengan frekuensi yang sama. Sensor kedekatan ultrasonik beroperasi dengan memancarkan dan menerima gelombang suara frekuensi tinggi. Frekuensi biasanya di urutan 200 kHz, yang terlalu tinggi untuk didengar telinga manusia. Sensor jarak ultrasonik menggunakan gelombang ultrasonik yang dipantulkan atau ditransmisikan untuk mendeteksi ada tidaknya komponen target. Outputnya adalah Boolean, yaitu sensor hanya mendeteksi apakah target berada atau tidak dalam jangkauan deteksi.
Baca Juga : Jenis dan Aplikasi Proximity Sensor
Prinsip Kerja Ultrasonic Proximity Sensor
Prinsip fisik dasar penginderaan ultrasonik adalah bahwa sensor mengirimkan pulsa ultrasonik dan menerima pulsa kembali. Menggunakan perbedaan waktu antara sinyal yang dikirim dan diterima, jarak ke objek dapat ditentukan. Desain yang umum adalah membangun pemancar dan penerima ke dalam wadah fisik yang sama, meskipun keduanya juga dapat ditempatkan di unit terpisah seperti sensor fotolistrik tertentu dengan pemancar dan detektor terpisah. Tempatkan pemancar dan penerima di unit yang sama menyederhanakan pemasangan dan pemasangan kabel.
Sensor jarak ultrasonik dengan pemancar dan penerima terintegrasi ke dalam satu wadah, menunjukkan gelombang suara yang dipancarkan dan gelombang yang dipantulkan dari objek yang terdeteksi.
Karena Ultrasonic Proximity Sensor menggunakan suara daripada cahaya, mereka dapat digunakan di mana sensor fotolistrik mengalami kesulitan, seperti dalam mendeteksi objek dan label plastik bening, permukaan yang sangat reflektif yang membuang sensor optik, atau bahkan level cairan. Mereka juga kebal terhadap kontaminan umum seperti debu, kelembapan, dan cahaya sekitar.
Baca Juga : Prinsip Kerja Dew Point
Bergantung pada persyaratan aplikasi, sensor jarak ultrasonik dapat dipasang dan dioperasikan dengan berbagai cara. Padahal, karena penginderaan itu sendiri didasarkan pada pancaran gelombang dan pendeteksiannya, cara pemasangannya dapat dilakukan secara paralel dengan sensor fotolistrik. Artinya, pengaturan dapat mencakup refleksi sederhana dari gelombang suara (seperti dalam mode retro-reflektif) atau dapat diatur untuk penginderaan tipe through-beam atau mode difus.
Untuk sebagian besar aplikasi penginderaan yang menggunakan sensor ultrasonik, sebaiknya memiliki pancaran keluaran yang cukup sempit untuk menghindari pantulan yang dapat menghasilkan pembacaan yang tidak akurat. Sinar yang lebih lebar akan menyebar ke area yang lebih luas dan dapat menyebabkan pola interferensi yang dapat menyebabkan pembacaan yang tidak akurat.
Selain sudut pancaran, pertimbangkan parameter lain seperti mode pengindraan optimal untuk aplikasi, rentang pengukuran yang diperlukan, jenis keluaran (keluaran analog atau sakelar/relai), serta ukuran, bentuk, dan bahan rumahan.
Ultrasonic Proximity Sensor memancarkan dan menerima gelombang suara. Sinyal pembawa adalah frekuensi tinggi, gelombang suara tak terdengar. Mereka mendeteksi keberadaan objek target di salah satu dari dua konfigurasi.
Baca Juga: Prinsip Kerja, Jenis, dan Aplikasi Limit Switch
- Sensor Diffuse atau Reflective memiliki pemancar dan penerima yang dikemas dalam wadah yang sama. Ketika target memasuki jangkauan penginderaan perangkat, gelombang ultrasonik dipantulkan kembali ke sensor.
- Sensor Opposed atau Thru-Beam memiliki pemancar dan penerima yang dikemas secara terpisah. Penerima dipasang menghadap pemancar dan ketika sebuah objek memasuki jangkauan penginderaan dari sensor lawan, itu memblokir sinyal yang ditransmisikan. Alih-alih mengaktifkan pemicu saat frekuensi diterima, pemicu diaktifkan saat sinyal terputus.
Mode Operasi
Ada dua mode operasi dasar: mode berlawanan dan mode menyebar (gema). Dalam mode berlawanan, satu sensor memancarkan gelombang suara dan sensor lainnya, dipasang berlawanan emitor, menerima gelombang suara. Dalam mode difus, sensor yang sama memancarkan gelombang suara dan kemudian mendengarkan gema yang memantul dari objek.
Baca Juga : Klasifikasi Sensor dan Transduser
Aplikasi Ultrasonic Proximity Sensor
- Pengukuran jarak
- Anemometer untuk deteksi kecepatan dan arah angin
- Proses produksi otomasi
- Deteksi cairan
- Kendaraan udara tak berawak (UAV) untuk pemantauan objek
- Robotika
Baca Juga : Prinsip Kerja dan Aplikasi Magnetic Proximity Sensor
Kelebihan Ultrasonic Proximity Sensor
- Deteksi tanpa kontak
- Tidak terpengaruh oleh warna objek dan transparansi
- Tidak terpengaruh oleh kondisi lingkungan eksternal, solusi andal
- Bekerja dengan baik di tempat-tempat dengan kondisi ekstrim
- Mampu digunakan di lingkungan gelap
- Konsumsi arus rendah
Kekurangan Ultrasonic Proximity Sensor
- Jangkauan deteksi terbatas meskipun mampu jangkauan yang lebih tinggi dibandingkan dengan sensor induktif dan kapasitif
- Tidak bekerja dalam ruang hampa karena sensor ultrasonik beroperasi melalui gelombang suara
- Tidak dapat mengukur jarak benda lunak atau benda dengan tekstur ekstrem
Baca Juga : Prinsip Kerja, Kelebihan, dan Aplikasi Optical Proximity Sensors
Kesimpulan
dari artikel yang telah kami paparkan diatas, yaitu tentang “Prinsip Kerja, Aplikasi, dan Kelebihan Ultrasonic Proximity Sensor” dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
- Ultrasonic Proximity Sensor adalah jenis sensor kedekatan yang umum digunakan di banyak aplikasi manufaktur dan otomasi.
- Ultrasonic Proximity Sensor bekerja pada frekuensi 40 kHz. Ini menggunakan dua transduser ultrasonik yang dibuat khusus: Satu transduser memancarkan suara 40kHz, sementara yang lain menerima suara 40kHz dan mengubahnya menjadi variasi listrik dengan frekuensi yang sama.
- Prinsip fisik dasar penginderaan ultrasonik adalah bahwa sensor mengirimkan pulsa ultrasonik dan menerima pulsa kembali. Menggunakan perbedaan waktu antara sinyal yang dikirim dan diterima, jarak ke objek dapat ditentukan.
- Ada dua mode operasi dasar, yaitu mode berlawanan dan mode menyebar (gema).
Sumber : www.solidswiki.com | www.linquip.com | www.motioncontroltips.com
