60
BAB IV ANALISIS DATA PENGUKURAN JARAK MENGGUNAKAN INFRA MERAH DAN ULTRASONIK
4.1 Karakteristik Infra Merah Untuk pengukuran, digunakan konversi intensitas dari fototransistor menjadi nilai tegangan yang kemudian dikonversi lagi menjadi data digital 10 bit (1023 maks) dengan nilai minimum di 0 dan maksimum di 5 volt. Konfigurasi peralatan yang saya buat untuk pengukuran ini adalah sebagai berikut :
Gambar 4.1
Konfigurasi deteksi intensitas terhadap jarak
Posisi infra led beam bersama dengan sensornya, yaitu fototransistor berada tegak lurus di depan objek datar. Pembacaan nilai pengukuran dilakukan secara bersamaan untuk tegangan keluaran fototransistor dan nilai konversi ADC untuk berbagai nilai jarak menggunakan objek-objek sebagai berikut :
Uji konversi ADC V
Digital
V
Digital
V
Digital
4640
826
2016
357
852
152
4190
745
1780
314
783
141
3780
676
1567
278
722
129
3553
616
1396
248
668
121
3201
564
1245
222
620
111
3002
519
1128
201
577
105
2698
479
1050
182
538
166
-
2318
411
936
Uji konversi ADC
1000
96
-
y = 0,176x R² = 0,999
Nilai Digital
800 600 400 200 0 0
1000
2000
3000
4000
5000
Tegangan (mV)
Gambar 4.2
Kurva linearitas nilai tegangan dan hasil konversi ADC
Dari uji konversi tegangan oleh ADC di atas, didapat hubungan linearitas ADC berbentuk : Digital = 0,176 x V(r);
Vadc = nilai digital : 0,176
(4.1)
kemudian menggunakan hubungan tersebut, setiap nilai digital yang didapat melalui pengukuran kemudian di konversi menjadi tegangan menurut ADC dengan pembulatan (dikarenakan data digital tidak menampung nilai desimal) dan ditabelkan bersama-sama dengan tegangan terukur menjadi tabel berikut ini : 61
r (cm)
Kertas HVS
Kertas HVS
Kardus
Kertas
Tembok
Cermin
V (r)
V-adc
V (r)
V-adc
V (r)
V-adc
V (r)
V-adc
V (r)
V-adc
V (r)
V-adc
1,5
-
-
-
-
-
-
4970
5045
-
-
-
-
2
-
-
-
-
3470
3563
4002
4097
4530
4818
-
-
2,5
-
-
4030
4176
2753
2773
3326
3403
3667
3722
-
-
3
-
-
2901
2994
2183
2205
2804
2852
3057
3051
-
-
3,5
4580
4761
2165
2227
1745
1744
2382
2432
2482
2420
-
-
4
3850
3892
1681
1710
1391
1392
2086
2108
2067
1977
-
-
4,5
3278
3324
1389
1415
1164
1148
1841
1864
1758
1693
-
-
5
2813
2818
1155
1148
973
955
1663
1682
1522
1443
-
-
5,5
2353
2375
977
983
816
795
1525
1545
1326
1261
-
-
6
1991
1977
853
841
727
699
1402
1438
1170
1125
-
-
6,5
1764
1767
773
750
625
614
1294
1307
1007
943
-
-
7
1522
1523
697
682
537
534
1197
1222
899
841
-
-
7,5
1355
1364
629
619
477
460
1113
1125
814
761
-
-
8
1211
1205
574
568
434
409
1042
1040
730
676
-
-
8,5
1072
1057
527
534
392
381
973
977
660
614
-
-
9
971
955
477
489
363
352
920
915
629
580
4640
4727
9,5
854
824
443
443
339
330
882
898
566
534
4190
4233
10
790
767
405
403
313
307
840
858
512
489
3780
3881
11
652
631
360
352
271
261
741
744
433
386
3201
3205
12
572
551
321
324
229
233
671
676
368
352
2698
2722
13
492
472
277
273
201
205
623
631
323
307
2318
2335
14
423
409
241
239
178
182
590
591
283
261
2016
2028
15
358
352
-
-
-
-
542
563
251
227
1780
1824
16
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1567
1580
17
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1396
1409
18
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1245
1261
19
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1128
1142
20
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1050
1034
21
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
936
943
22
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
852
864
23
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
783
801
24
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
722
733
25
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
668
688
26
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
620
631
27
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
577
597
28
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
538
545
Keterangan : V(r)(mV) ±0,5 mV dan V-adc(mV) ± 3 mV (ket: 3≈½(1/0,176)). 62
Hubungan r vs V(r) 6000 y = 29765x-1,89 R² = 0,999
Tegangan (V(r)) (mV)
5000 4000
y = 47122x-1,77 R² = 0,997
3000
y = 11973x-1,60 R² = 0,997 y = 15625x-1,58 R² = 0,997 y = 15379x-1,48 R² = 0,993 y = 8051,x-0,98 R² = 0,998
2000 1000 0 0
Gambar 4.3
5 10 Kertas HVS putih
r (cm) 15 Kertas HVS Hijau
Kardus biru tua
Kertas abu-abu
Tembok
Cermin
Kurva
hubungan
jarak
terukur
20
dengan
25
tegangan
fototransistor
Dari kedua grafik di atas, dapat disebutkan bahwa : 1.
ADC bekerja linear dalam selang konversinya, yaitu mulai dari 0 hingga tegangan referensi sebesar 4,7 volt dari regulator 5 volt.
2.
Dengan demikian, hubungan tegangan dan intensitas merupakan hubungan linear satu sama lain dengan persamaan Digital= |0,176 x V|
3.
Jarak yang diperbolehkan untuk pengukuran berada pada selang 2 cm hingga 12 cm untuk benda-benda dengan daya pantul sedang
4.
Hasil regresi menunjukkan bahwa semakin besar daya pantul benda, maka koefisien pangkat untuk persamaan y = k.x-c memiliki c yang mendekati 2 63
dan untuk benda yang menyerap sempurna akan memberikan c yang mendekati 1. 5.
Koefisien pantul dari benda kemudian ditentulan dari nilai konstanta c tersebut, dengan c=2 merupakan bidang pemantul sempurna dan c=0 merupakan bidang yang tidak memantulkan sinar infra merah.
6.
Nilai k bervariasi untuk berbagai bidang pantul benda dan sangat dipengaruhi oleh intensitas infra merah ambien. Besar nilai k ini perlu dikalibrasi untuk tiap pengukuran
7.
Bentuk persamaan hubungan jarak dengan V(r) untuk tiap objek kemudian didefinisikan sebagai : a. Cermin V(r) = 29765 . r -1,89 b. Kertas HVS putih V(r) = 47122 . r -1,77 c. Kardus biru tua V(r) = 11973 . r -1,60 d. Kertas HVS hijau V(r) = 15625 . r -1,58 e. Tembok V(r) = 15379 . r -1,48 ; dan f. Kertas abu-abu V(r) = 8051 . r -0,98
Berdasarkan hasil nomor 4 di atas, maka pendekatan jarak terukur menggunakan persamaan : rˆ = k .
I I0
(4.2)
64
Tidak lagi tepat untuk dilakukan, karena rentang koefisien pangkat bergerak dari 1 untuk benda yang sangat menyerap infra merah hingga 2 untuk benda yang memantulkan secara sempurna sinar infra merah. Atau ditulis dalam persamaan : I rˆ = k . I0
−
1 c
;
I <1 ; 1< c < 2 I0
(4.3)
Karena mikroprosessor yang digunakan tidak mampu menghitung akar pada rentang tersebut, maka pengolahan data selanjutnya harus dilakukan secara manual untuk didapatkan hasil yang lebih tepat. Persamaan-persamaan pada poin 7 di atas kemudian dibalik untuk mencari nilai r bersesuaian dengan jarak terukur melalui tabel berikut ini :
Keterangan : -
-
-
-
-
-
persamaan untuk kertas HVS putih
V rˆ = adc 47122
persamaan untuk kertas HVS hijau
V rˆ = adc 15625
persamaan untuk kardus boru tua
V rˆ = adc 11973
persamaan untuk kertas abu-abu
V rˆ = adc 8051
persamaan untuk tembok
V rˆ = adc 15379
persamaan untuk cermin
V rˆ = adc 29765
−
−
1 1, 77
−
1 1, 58
−
1 1, 6
1 0 , 98
−
1 1, 48
−
1 1,89
65
r (cm) 1,5 2 2,5 3 4,5 4 5,5 5 6,5 6 7,5 7 8,5 8 9,5 9 10,5 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
HVS Putih
HVS Hijau
Kardus Biru Tua Kertas Abu-abu
Tembok
Cermin
V-adc
rˆ
V-adc
rˆ
V-adc
rˆ
V-adc
rˆ
V-adc
rˆ
V-adc
rˆ
4761 3892 3324 2818 2375 1977 1767 1523 1364 1205 1057 955 824 767 631 551 472 409 352 -
3,7 4,1 4,5 4,9 5,4 6 6,4 7 7,4 7,9 8,5 9,1 9,8 10,2 11,4 12,3 13,5 14,6 15,9 -
4176 2994 2227 1710 1415 1148 983 841 750 682 619 568 534 489 443 403 352 324 273 239 -
2,3 2,8 3,4 4,1 4,6 5,2 5,8 6,4 6,8 7,3 7,7 8,1 8,5 9 9,5 10,1 11 11,6 13 14,1 -
3563 2773 2205 1744 1392 1148 955 795 699 614 534 460 409 381 352 330 307 261 233 205 182 -
2,1 2,5 2,9 3,3 3,8 4,3 4,9 5,4 5,9 6,4 7 7,7 8,3 8,6 9,1 9,4 9,9 10,9 11,7 12,7 13,7 -
5045 4097 3403 2852 2432 2108 1864 1682 1545 1438 1307 1222 1125 1040 977 915 898 858 744 676 631 591 563 -
1,6 2 2,4 2,9 3,4 3,9 4,5 4,9 5,4 5,8 6,4 6,8 7,4 8,1 8,6 9,2 9,4 9,8 11,4 12,5 13,4 14,4 15,1 -
4818 3722 3051 2420 1977 1693 1443 1261 1125 943 841 761 676 614 580 534 489 386 352 307 261 227 -
2,2 2,6 3 3,5 4 4,4 4,9 5,4 5,9 6,6 7,1 7,6 8,3 8,8 9,2 9,7 10,3 12,1 12,8 14,1 15,7 17,2 -
4727 4233 3881 3205 2722 2335 2028 1824 1580 1409 1261 1142 1034 943 864 801 733 688 631 597 545
9,3 9,8 10,3 11,4 12,4 13,5 14,5 15,3 16,5 17,6 18,6 19,6 20,7 21,7 22,8 23,7 24,8 25,7 26,9 27,7 29
66
Hubungan r dan
35,0 30,0
HVS Putih
25,0
HVS Hijau Kardus Biru Tua
20,0
Kertas Abu Abu-abu
15,0
Tembok
10,0
Cermin X=Y
5,0 0,0 0
Gambar 4.4
5
10
Hubungan
r
15
rˆ
20
25
30
terukur dengan r sebenarnya
Berdasarkan hasil no 5; maka sistem dapat digunakan untuk mencari koefisien pantul benda, dengan hubungan bahwa pemantul sempurna memiliki nilai c=2 dan bidang bukan pemantul memiliki nilai c=0 =0 maka nilai koefisien pantul benda bendabenda yang disebutkan diatas dapat dicari dengan membagi nilai c masing masing-masing benda dengan 2; sehingga didapat : •
Koefisien pantul untuk cermin adalah
1,89 : 2 ≈ 0,95
•
Koefisien pantul untuk kertas HVS putih adalah
1,77 : 2 ≈ 0,885 0,
•
Koefisien pantul untuk kertas HVS hijau adalah
1,60 : 2 ≈ 0,8
•
Koefisien pantul untuk kardus biru tua adalah
1,58 : 2 ≈ 0,79
•
Koefisien pantul untuk tembok adalah
1,48 : 2 ≈ 0,74 0,7 ; dan
•
Koefisien pantul untuk kertas abu-abu abu adalah
0,98 : 2 ≈ 0,49
67
Berdasarkan hasil no. 6 di atas, nilai k akan menyesuaikan dengan keadaan ruangan tempat mengukur, tentu saja untuk pengukuran intensitas pantul secara langsung. Nilai k ini memiliki rentang terrendah sebesar nilai intensitas (digital) infra merah dari ambien-nya itu sendiri dan nilai maksimum di sekitar 500.000 untuk benda yang bersifat pemantul sempurna.
Yang perlu diperhatikan adalah bahwa nilai k ini tidak dapat secara langsung dikaitkan dengan sifat fisis benda di depan sistem, karena nilai k ini diambil sebagai nilai pendekatan termudah untuk mencari nilai c benda/objek. Sebesar apapun nilai k ini, maka seharusnya pada r mendekati tak hingga, akan menghasilkan ŕ yang sama besar dengan nilai ambien-nya, sementara persamaanpersamaan di atas tidak memenuhi syarat tersebut. Persamaan yang lebih tepat berbentuk :
I = k ′ . r -C + I amb
(4.4)
Deteksi di atas dilakukan pada bidang permukaan. Alat tidak dapat mendeteksi benda di depannya jika berukuran lebih kecil/lebih ramping dari diameter ballpoint umum. Sebaran sinyal infra merah sesuai dengan karakteristik LED secara umum, yaitu penyebaran optimal tidak lebih dari 10°.
Alat ini juga memerlukan suatu ruangan dengan intensitas infra merah ruangan tidak terlalu besar, misalnya didalam ruang beratap. Alat ini tidak dapat bekerja di luar ruangan saat matahari bersinar terik di siang hari, atau pada objek dengan suhu tinggi yang memberi radiasi terlalu besar pada detektor. 68
4.2 Karakteristik Ultrasonik Setelah hardware dan software berhasil dimanufaktur, alat kemudian diuji kemampuannya. Berikut ini saya sampaikan data-datanya.
-
Power supply diberikan lebih dari +11,7 volt, kemudian keluaran tegangan dari IC 78L09 sebesar 9,03 volt dan keluaran dari IC 7805 sebesar 5,04 volt.
-
Penguatan yang semula direncanakan sebesar 1000 kali, terbatas pada suatu tegangan keluaran maksimum sebesar 6,5 Vpp yang tampak di osiloskop, keadaan ini membuat alat menjadi “aman” untuk beroperasi, karena tidak ada nilai yang terlalu besar untuk diproses.
Gambar 4.5
Sinyal deteksi yang ditangkap menggunakan osiloskop dengan skala 2 Volt/DIV
-
Tegangan yang dihasilkan setelah penyearahan menggunakan dioda dan kapasitor bernilai maksimum 7,2 volt, tegangan ini kemudian diperkecil sebelum dipotong di komparator, besar tegangan maksimum yang kemudian masuk ke komparator hanya sebesar 4,6 volt.
69
-
Tegangan yang dipotong untuk keabsahan deteksi yaitu sebesar 3,8 volt, sehingga sinyal dengan tegangan lebih besar dari 3,8 volt saja yang boleh masuk untuk interupsi. Nilai ini tidak dapat diperkecil lagi, dikarenakan ada tegangan bias yang bekerja pada op Amp 385N sebesar 3,5 volt yang dapat menyebabkan semua nilai merupakan sinyal deteksi.
-
Tegangan keluaran dari komparator sebesar 7,2 volt yang kemudian diperkecil menggunakan hambatan pembagi tegangan menjadi sebesar 4,26 volt yang kemudian masuk ke rangkaian penjaga sinyal.
-
Frekuensi yang paling mendekati 40 kHz yang bisa dihasilkan oleh PIC16F877 yang saya gunakan adalah sebesar 39,97 kHz (diukur menggunakan multimeter sunwa). Besar frekuensi ini masih direspon dengan baik oleh modul transmitter dan receiver ultrasonik yang saya gunakan.
Karakteristik dari sistem yang saya buat saya paparkan berikut ini.
-
Jarak terdekat yang dapat dibaca sejauh 22 cm (terbaca 27, diperbaiki secara software)
-
Jarak terjauh yang dapat dideteksi sejauh 3,52 m dengan objek yang diukur berupa karton dengan posisi benar-benar tegak lurus terhadap datangnya sinyal dengan sudut 0°. Skemanya adalah sebagai berikut.
70
Gambar 4.6
-
Posisi sensor terhadap target di depannya
Posisi terjauh yang pernah diuji dan menghasilkan nilai tegangan terukur setelah dikuatkan adalah sekitar 5 m dengan besar tegangan 1Vpp (nilai ini tidak masuk kedalam batas nilai yang diperbolehkan sebagai sinyal deteksi).
-
Jarak terjauh yang sangat valid menjadi data sinyal adalah sejauh 1,52 cm di depan sensor, di jarak ini, sinyal yang diterima masih mencapai peak sinyal.
Gambar 4.7
Sinyal untuk jarak kurang dari 1,5 meter
Pada gambar di atas, dapat kita lihat bahwa sinyal no 1 adalah sinyal yang ditangkap oleh receiver tepat saat transmitter mengirim sinyal 40 kHz, ini 71
terjadi karena posisi transmitter dan receiver berdekatan. Sinyal no 2, 3 dan 5 adalah sinyal tidak sah, yang berasal dari pantulan sinyal terhadap bendabenda yang tidak tepat di depan sensor. Sinyal no 4 merupakan sinyal yang sah yang terbaca dengan nilai di display 1,49 m. Puncak dari sinyal ini masih mencapai nilai maksimum setelah penguatan, sehingga nilainya masih sangat valid sebagai sinyal deteksi.
-
Untuk mendapatkan karakteristik sensor terhadap sudut deteksi saya menggunakan konfigurasi sebagai berikut.
Gambar 4.8
Konfigurasi karakterisasi sudut
72
Pengukuran di sepanjang garis menghasilkan grafik berikut :
Sebaran Intensitas Radian 4,5 4 3,5
Tegangan (V)
3 2,5 2 1,5 1 0,5 0
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
Sudut Deteksi (derajat)
Gambar 4.9
Kurva respon sensor terhadap pergeseran pada arah radial
sinyal sensor
Dari grafik di atas, dapat dianalisis bahwa daerah deteksi ultrasonik terbagi menjadi 3 daerah, yaitu :
o
Sudut 0° hingga arc tan = 9/50 = 10,2°
o
Sudut 12° hingga 20,8°
o
Sudut 22° hingga 40,0°
Daerah optimal untuk pengukuran adalah daerah pertama, yaitu dari -10° sampai +10°.
73
4.3 Analisis Infra Merah Fototransistor memiliki batas kemampuan deteksi maksimum, itu disebabkan karena batasan jumlah terjadinya pair production pada sambungan P-N nya yang sangat tergantung pada jumlah ikatan GaAs yang terdapat pada fototransistor serta tergantung juga pada besar beda potensial antara kolektor-emitter yang bisa diterima oleh fototransistor tersebut. Untuk penggunaan pada tegangan C-E sekitar 5 volt, beda potensial yang bisa dihasilkan oleh sistem yang telah dibuat akan selalu lebih kecil dari beda potensial C-E. Atau jika VCE setara dengan hasil konversi ADC sebesar 1023, maka nilai V keluaran tidak akan sampai pada nilai 1023. Setinggi apapun intensitas yang diterima oleh fototransistor akan menghasilkan nilai digital kurang dari 1023, seperti hasil yang saya peroleh dimana hasil maksimum tidak sampai pada angka 1000.
Pada rentang hasil konversi ADC dengan nilai lebih dari 900, hasil terbaca sudah tidak sesuai lagi, oleh karena itu, jika hasil pengukuran memiliki nilai di atas 900, maka pengukuran jarak akan memiliki tingkat kesalahan yang lebih besar daripada nilai-nilai konversi dibawah 900.
Dengan menyetel software sistem pada konversi intensitas ke nilai digital secara langsung, sistem ini dapat secara tidak langsung menjadi pengukur daya pantul bahan terhadap sinar infra merah. Koefisien pantul didpat dengan membagi koefisien pangkat pada regresi pangkat pada hubungan jarak dan intensitas dengan angka 2. Dengan sedikit modifikasi, yaitu dengan memisahkan detektor dan 74
transmitternya dan kemudian diletakkan saling berhadapan dibatasi oleh suatu objek, maka sistem juga dapat digunakan untuk menghitung daya serap bahan. Aplikasi daya serap bahan terhadap infra merah tersebut saat ini banyak digunakan untuk deteksi intensitas CO2.
Pengukuran jarak menggunakan metode ini sangat dipengaruhi oleh intensitas infra merah ambien. Intensitas sinar infra merah yang diterima oleh fototransistor merupakan hasil penjumlahan antara intensitas pantulan oleh objek di depan detektor yang sinarnya berasal dari LED disisi detektor dengan intensitas infra merah yang terdapat di lingkungan saat itu. Oleh karena itu, data yang diperlukan untuk perhitungan jarak didapatkan dengan cara mengurangkan nilai terukur dengan nilai intensitas ambien. I = I t − I amb I 0 = I max − I amb
(4.5)
I dan I0 masing-masing merupakan intensitas pantulan dan intensitas transmisi; It merupakan intensitas yang terbaca oleh fototransistor saat sinar LED dipantulkan ke fototransistor, sedangkan Iamb merupakan intensitas ambien yang diukur saat LED dalam keadaan padam; Imax merupakan intensitas transmisi maksimum yang diijinkan agar hasil pengukuran valid, dalam hal ini, besarnya antara 900 dan 1000, tepatnya 950. Nilai jarak terukur kemudian dihitung menggunakan persamaan :
V rˆ = k
−
1 c
(4.6) 75
Dengan V merupakan nilai V terukur oleh alat dan nilai k dan c nya disesuaikan dengan sifat pantul objek yang diukur dan intensitas ambiennya. Rentang jarak yang dapat terukur sangat tergantung pada selang intensitas yang diterima fototransistor antara
intensitas ambien dan intensitas
maksimum
yang
diperbolehkan sebesar 900.
Kesalahan ukur terutama disebabkan oleh pembulatan yang dilakukan oleh ADC baik saat mengkonversi tegangan menjadi nilai digital maupun saat mengalikan nilai digital tersebut dengan konstanta ADC nya sendiri. Kesalahan lain yang mungkin muncul juga dapat disebabkan oleh dimensi benda yang diukur jaraknya. Semakin luas permukaan objek ukur yang menghadap alat, maka semakin dekat pada sistem akan mengakibatkan pengurangan intensitas ambien oleh objeknya itu sendiri dikarenakan penutupan muka deteksi.
Perbaikan untuk alat ini agar dapat digunakan secara mobile adalah perbaikan hardware, yaitu dengan menambahkan suatu fungsi khusus untuk mengukur daya pantul benda dan secara software adalah pemasukan algoritma yang bisa menghitung akar secara dinamis dari 0 hingga akar pangkat 2.
76
4.4 Analisis Ultrasonik
Gambar 4.10
Visualisasi sinyal
Proses kerja sinyal digambarkan seperti gambar di atas. Sinyal dibaca pada 3 titik yaitu : (1) Sinyal pada kaki ke 1 IC 1 (op-amp LM833N) yaitu sinyal dari receiver setelah dikuatkan 1000 kali (2) Sinyal pada kaki ke 8 IC 3 (gerbang NAND 4011B), yaitu sinyal dari RA5 yang megatur fungsi RS-FF (3) Sinyal yang terbaca pada kaki ke 11 IC 3 (gerbang NAND 4011B), yaitu sinyal keluaran dari RS-FF yang masuk menuju CCP1 sebagai input penangkapan sinyal. 77
Karena lama waktu pembangkitan sinyal 40 kHz pada transmiter adalah 0,5 milisekon (20 gelombang x 25 µs = 500 µs), maka kaki ke 8 di IC 3 haruslah di set-off lebih lama dari 0,5 milisekon dimulai dari awal pembangkitan sinyal. Dengan begitu, sinyal transmisi tidak langsung diterima sebagai sinyal deteksi. Setelah set-off tersebut, kaki ke 8 di IC 3 di set-on. Hanya sinyal yang cukup kuat yang dapat masuk sebagai sinyal baca, ini dimaksudkan untuk mencegah terhitungnya noise sebagai sinyal deteksi. Dengan menggunakan rangkaian RSFF, nilai deteksi akan tetap dijaga H sampai kaki 8 IC3 si set-off kan lagi. Nilai yang menjadi rujukan untuk jarak yang terukur adalah lebar waktu propagasi/waktu senggang yang dicacah oleh TMR0.
Lama set-off kaki 8 IC3 dimulai dari pembangkitan sinyal telah di set selama 1 milisekon, oleh karena itu, jarak terdekat yang mungkin terdeteksi adalah : d=
v.t 343 m / s .1 ms = = 17,15 cm 2 2
(4.7)
Namun, setelah diuji coba, jarak terdekat ini menjadi sebesar 22 cm. Kesalahan utama terletak pada lama jeda yang diprogram kedalam PIC. Jarak terjauh ditentukan oleh lama satu proses transmisi sinyal, atau sama dengan lama TMR0 bekerja satu putaran, yaitu 256 x 256 = 65535 proses, atau 65,5 milisekon, sehingga jarak terjauh yang mungkin terdeteksi adalah : d=
343 m / s . 65,535 ms = 11,239 m 2
(4.8)
78
Namun, dikarenakan panjang sinyal hanya 0,5 milisekon, daya sinyal tidak mungkin mencapai jarak lebih dari 4 meter dan kembali dengan cukup kuat melewati komparator. Untuk mendapat jangkauan yang lebih jauh, maka panjang sinyal harus ditambah, namun akibat dari perubahan tersebut adalah ikut bertambahnya juga jarak terpendek yang boleh terukur.
Kalibrasi terhadap temperatur perlu dilakukan karena kecepatan bunyi di udara berubah terhadap temperatur. Kalibrasi ini dengan mengatur resistor variabel yang menahan tegangan yang masuk ke RA0 sebagai ADC. Kalibrasi dilakukan dengan cara melihat nilai yang ditampilkan di display pada keadaan berbeda untuk jarak yang sama. Jika dibutuhkan, dapat juga ditambahkan thermistor, dengan perubahan pada software tentunya.
Wilayah deteksi optimal dari sensor kurang dari 20°, wilayah ini merupakan wilayah pusat dari 3 wilayah yang masih mungkin dideteksi oleh sistem ultrasonik yang saya rancang. Kemampuan deteksi di wilayah 2 berguna untuk sistem robot yang akan dibangun, karena bisa mendeteksi benda-benda yang bisa jadi tiba-tiba muncul dari sebelah kanan atau kiri dari robot.
79
