Arduino dan Sensor Ultrasonik HC-SR04

Pada bagian ini Arduino akan membaca input analog dari sensor ultrasonik HC-SR04 dimana sensor ini mempunyai jangkauan dari 2 cm sampai dengan 400 cm. Imput yang terbaca akan dikonversi ke dalam jarak dengan ukuran centimeter yang akan ditampilkan ada serial monitor Arduino IDE. Rangkaian dari proyek ini ditunjukkan pada gambar 1.1.

Gambar 1.1 Rangkaian Sensor Ultrasonik

Hardware yang dibutuhkan :

1. Sensor Ultrasonik HC-SR04

2. Arduino UNO

Keterangan Rangkaian dan Pemrograman :

1. Hubungkan pin VCC dari sensor ultrasonik HC-SR04 dengan pin VCC Arduino.

2. Hubungkan pin GND dari sensor ultrasonik HC-SR04 dengan Ground (GND) Arduino.

3. Hubungkan pin Trig (Trigger) dari sensor ultrasonik HC-SR04 dengan pin digital 4 Arduino.

4. Hubungkan pin Echo dari sensor ultrasonik HC-SR04 dengan pin digital 2 Arduino.

5. Setelah selesai membuat rangkaian, langkah selanjutnya adalah membuat sketch program pada software Arduino IDE. Sketch untuk rangkaian sensor ultrasonik ditunjukkan oleh contoh program Prog1.1.

6. Compile sketch yang telah dibuat

7. Hubungkan Arduino UNO dengan komputer menggunakan kabel USB dan upload  ke Arduino UNO yang digunakan.

8. Buka serial monitor pada Arduino IDE sehingga perubahan jarak yang dibaca dari sensor ultrasonik HC-SR04 dapat terlihat.

        Contoh Program : Prog1.1 Sensor Ultrasonik

Penjelasan :

1. Di awal program didefinisikan dahulu nama lain untuk pin digital Arduino yang dibutuhkan dengan pin triger dan pin echo dari sensor ultrasonik HC-SR04.

2. Pin triger dari sensor ultrasonik dihubungkan dengan pin digital 4 Arduino dan kemudian pin digital 4 tersebut diberi nama alias pin triger.

3. Pin echo dari sensor ultrasonik dihubungkan dengan pin digital 2 Arduino dan kemudian pin digital 2 tersebut diberi nama alias pin echo.

4. Selanjutnya pada rutin setup didefinisikan arah dari pin digital yang digunakan, pin triger diatur sebagai pin output dan pin echo sebagai pin input. Kemudian pengaturan baud rate untuk komunikasi serial sebesar 9600bps.

5. Pada rutin loop terdapat variabel durasi dan jarak dimana tipenya adalah long.

6. Langkah selanjutnya agar sensor ultrasonik ini dapat memulai membaca jarak, maka pin triger diberi nilai HIGH selama 10us sehingga modul sensor akan mengirimkan 8 cycle sonic burst dengan frekuensi 40KHz yang dibutuhkan echo. Pin echo digunakan untuk menangkap pantulan cahaya.

7. Pada baris instruksi durasi = pulseIn(pinecho, HIGH) digunakan fungsi pulseIn. Pada fungsi tersebut akan dihasilkan rentang waktu perubahan dari low menjadi high pada pinecho dan nilainya akan disimpan di variabel durasi, sehingga Arduino dapat mengetahui waktu yang dibutuhkan perjalanan suara dari bagian trigger dan kembali ke bagian echo (waktu pemantulan gelombang). 

8. Untuk menghitung jarak dalam centimeter dapat digunakan rumus jarak=durasi/58. Rumus tersebut di dapat dari datasheet sensor ultrasonik HC-SR04. Pada sketch dituliskan bahwa jarak=(durasi/2)/29, hal tersebut untuk memperjelas bahwa pada saat pemantulan gelombang terjadi dua kali jarak tempuh, yaitu jarak saat gelombang dipancarkan dari sensor ke objek dan jarak saat gelombang memantul dari objek ke sensor.

9. Pada program ini jarak yang akan dibaca sampai dengan 2 meter dengan delay 0,5 detik setiap selesai menampilkan data.

Output dari sketch ditunjukkan oleh gambar 1.2 yang menunjukkan perubahan jarak yang terbaca oleh sensor ultrasonik.

Gambar 1.2 Output sensor ultrasonik di serial monitor