Sensor Ultrasonik HC-SR04: Cara Kerja & Tutorial Arduino Lengkap
Sensor ultrasonik adalah perangkat elektronik yang digunakan untuk mengukur jarak suatu objek dengan memanfaatkan gelombang ultrasonik (gelombang suara dengan frekuensi lebih tinggi dari kemampuan pendengaran manusia, biasanya di atas 20 kHz). Sensor ini sering digunakan dalam berbagai aplikasi seperti robotika, otomotif, sistem keamanan, pengukuran level cairan, dan sebagainya.
🔧 Komponen Utama Sensor Ultrasonik (misalnya HC-SR04):
Transmitter (pemancar): Menghasilkan gelombang ultrasonik.
Receiver (penerima): Menerima gelombang ultrasonik yang dipantulkan kembali oleh objek.
Kontrol elektronik: Mengatur waktu pengiriman dan penerimaan sinyal serta menghitung jarak berdasarkan waktu tempuh.
🧪 Cara Kerja Sensor Ultrasonik:
Pemancaran Gelombang
Sensor mengirimkan gelombang ultrasonik melalui bagian transmitter (biasanya berbentuk seperti tabung kecil) selama sekitar 10 mikrodetik.
Pemantulan oleh Objek
Ketika gelombang mengenai permukaan objek, gelombang tersebut akan memantul kembali ke arah sensor.
Penerimaan Gelombang
Receiver menangkap gelombang pantul tersebut.
Penghitungan Jarak
Mikrokontroler menghitung waktu antara pengiriman dan penerimaan gelombang (time of flight). Kemudian menghitung jarak dengan rumus:
(Dibagi 2 karena gelombang melakukan perjalanan bolak-balik)
Kecepatan suara di udara sekitar 343 m/s atau 0.0343 cm/µs.
Contoh perhitungan:
Jika waktu tempuh adalah 500 mikrodetik:
📦 Spesifikasi Umum Sensor HC-SR04:
| Parameter | Nilai |
|---|---|
| Tegangan Operasi | 5V DC |
| Arus | < 15 mA |
| Jarak Deteksi | 2 cm – 400 cm |
| Akurasi | ±3 mm |
| Sudut Deteksi | ~15 derajat |
| Frekuensi Gelombang | 40 kHz |
💡 Kelebihan Sensor Ultrasonik:
Tidak terpengaruh oleh warna atau transparansi objek.
Dapat bekerja dalam kondisi cahaya minim atau gelap total.
Akurat untuk pengukuran jarak pendek hingga menengah.
Cocok untuk objek tidak logam (seperti tangan, dinding, air, dll).
⚠️ Kekurangan Sensor Ultrasonik:
Terpengaruh oleh suhu dan kelembaban (karena mempengaruhi kecepatan suara).
Tidak akurat untuk permukaan lunak atau menyerap suara.
Sudut deteksi sempit, perlu penyusunan strategis untuk area luas.
🤖 Contoh Aplikasi:
Robot Menghindari Halangan
Robot mengukur jarak ke depan. Jika terlalu dekat dengan dinding, robot berbelok.
Parkir Mobil Otomatis
Sensor mendeteksi jarak antara mobil dan benda di belakang untuk membantu parkir.
Alat Ukur Jarak Jinjing
Digunakan untuk mengukur dimensi ruangan.
Pengukur Ketinggian Air Otomatis
Sensor di atas tangki mendeteksi ketinggian air berdasarkan jarak antara sensor dan permukaan air.
