Sensor Jarak Dijelaskan: Jenis, Penggunaan, dan Cara Memilih yang Tepat
Ada banyak sensor jarak seperti IR, Laser, ultrasonic, sensor time-of-flight (TOF) berbasis LED, dll. Oleh karena itu, memilih salah satu untuk proyek Anda bisa menantang.
Artikel hari ini mempelajari berbagai sensor jarak, aplikasi, keuntungan, dan kerugiannya. Mari kita mulai.
Apa itu Sensor Jarak?
Gambar 1: Sensor Inframerah Terpasang
Sensor jarak adalah perangkat elektronik yang mengukur jarak antara dua objek tanpa kontak fisik.
Oleh karena itu, menawarkan pengukuran, penempatan, dan jangkauan objek yang cepat dan akurat.
Cara Kerja Sensor Jarak?
Gambar 2: Kerja Sensor Ultrasonik
Semua sensor jarak memiliki prinsip operasi yang sama terlepas dari teknologi yang terlibat.
Jika Anda ingin mengukur jarak antara dua titik, berikut cara kerja sensor jarak Anda:
- Pertama, pengirim sensor jarak mengirim sinyal ke arah objek.
- Akibatnya, sinyal dipantul/bertabrakan setelah mengenai objek.
- Penerima sensor menerima sinyal yang dipantul.
- Kemudian menghitung penundaan dari saat sinyal ditransmisi dan diterima.
- Terakhir, menggunakan penundaan untuk menghitung jarak antara diri sendiri dan objek.
Penundaan yang diukur dapat dalam bentuk berikut:
- Perubahan fasa sinyal kembali
- Intensitas sinyal kembali
- Terakhir, penundaan waktu antara transmisi dan penerimaan sinyal
Apa Jenis-Jenis Sensor Jarak?
Sensor Jarak Ultrasonik
Gambar 3: Close-Up Helikopter Drone
Sensor jarak ultrasonik mengandalkan gelombang sonar/suara frekuensi tinggi untuk mengukur jarak ke objek.
Ini cara kerjanya:
- Sensor ultrasonik mengirim gelombang suara frekuensi tinggi ke arah objek/halangan.
- Pada saat yang sama, timer dimulai, dan seperti gema, gelombang memantul ke penerima sensor.
- Akibatnya, timer berhenti segera setelah sensor menerima sinyal yang dipantul.
- Terakhir, menghitung jarak antara objek dengan membandingkan waktu perjalan sinyal terhadap kecepatan suara.
Sensor Jarak Inframerah
Modul sensor ini menggunakan prinsip triangulasi atau mengukur jarak antara dua objek menggunakan sudut refleksi.
Ini cara kerjanya:
- Memancarkan sinyal cahaya inframerah melalui pemancar LED dan menerima sinyal yang dipantul pada detektor fotonik sensitif posisi (PSD) di posisinya.
- Terakhir, sensor PSD menentukan jarak objek refleksi menggunakan sudut refleksi.
Sensor Jarak Laser (LiDAR)
Gambar 4: Mobil Listrik Otonom Mandiri yang Menggunakan Lidar dan Sensor Keamanan
Light Detection and Ranging (LiDAR) adalah sensor jarak laser yang bekerja dengan cara berikut:
Pertama, pemancar memancarkan cahaya laser ke arah objek/halangan. Objek memantulkan sinyal/pulsa ke arah penerima LiDAR.
Dan akhirnya, sensor menghitung jarak antara dua objek dengan menggunakan hubungan antara kecepatan cahaya dan waktu.
Sensor Jarak Time-Of-Flight (TOF) berbasis LED
Sensor time-of-flight (TOF) mengukur jarak dengan menentukan waktu yang diambil oleh gelombang untuk berjalan dari pemancar dan kembali.
Akibatnya, menggunakan hubungan antara kecepatan cahaya di udara dan waktu penerbangan sinyal untuk mendapatkan jarak.
Oleh karena itu, dapat menghasilkan gambar 3D X, Y, dan Z menggunakan data dari satu tangkapan.
Keuntungan: Akurasi tinggi、Dapat mengidentifikasi objek besar、Mendukung imaging 3D
Kerugian: Mahal、Resolusi Z-depth buruk
Aplikasi: Robotika dan drone、Penglihatan mesin、Aplikasi industri、Perhitungan
Sensor Jarak Sonar
Memiliki prinsip kerja yang sama seperti sensor ultrasonik tetapi lebih unggel di bawah air. Untuk informasi Anda, ada dua jenis sensor sonar; pasif dan aktif.
- Pertama, sensor sonar aktif memancarkan sinyal dan menentukan jarak setelah menerima sinyal yang dipantul.
- Di sisi lain, sonar pasif tidak memiliki pemancar dan hanya menerima sinyal dari objek lain.
Aplikasi: Kontrol loop、Deteksi orang dan deteksi kapal selam、Kontrol tinggi tumpukan
Sensor Jarak Jarak Dekat
Gambar 5: Robot Penghisap Rumah Membersihkan Lantai di Apartemen
Sensor jarak jarak dekat mengukur jarak antara objek yang berdekatan. Mereka adalah sensor resolusi tinggi dan dapat memiliki rentang minimum dari 1 mm hingga 2.000 mm atau lebih.
Keuntungan: Konsumsi tegangan operasional rendah、Biaya rendah, dan akurat
Aplikasi: Deteksi orang dan pencarian jangkauan presisi、Pengontrol cahaya、Robot penghisap rumahan
Sensor Jarak Jarak Jauh
Sensor jarak jauh menggunakan prinsip time-of-flight berdenyut untuk mengukur jarak hingga 300 meter.
Keuntungan: Memiliki jangkauan lebih jauh、Sangat serbaguna, dan laju sampling
Kerugian: Mahal
Aplikasi: Konfirmasi beban dan penempatan kayu, Pemantauan kra, Pengukuran tingkat isian, kecepatan, dan ketinggian
Membandingkan Sensor Jarak
Kesesuaian untuk Sensors Jarak Jauh
Sensor LiDAR dan TOF memiliki kesesuaian untuk sensori jarak jauh, sedangkan sensor Ultrasonik dan IR tidak.
Frekuensi Pembacaan Tinggi
Sensor LiDAR dan TOF memiliki frekuensi pembacaan tinggi. Sebaliknya, sensor ultrasonik dan IR tidak.
Biaya
Sensor Ultrasonik dan IR murah dibandingkan LiDAR dan TOF. Selanjutnya, LiDAR adalah yang paling mahal dari keempat sensor jarak.
Kesesuaian untuk Digunakan pada Objek Kompleks
Sensor LiDAR, IR, dan TOF memiliki kesesuaian yang baik untuk digunakan pada objek kompleks. Namun, Anda hanya dapat menggunakan sensor ultrasonik untuk hal-hal sederhana.
Sensitif terhadap Kondisi Eksternal
Sensor LiDAR, IR, dan TOF sensitif terhadap kondisi eksternal, tidak seperti sensor ultrasonik yang tidak.
Kompatibel dengan Imaging 3D
Sensor LiDAR dan TOF kompatibel dengan imaging 3D, sedangkan sensor ultrasonik dan IR tidak.
Kesimpulan
Secara umum, sensor jarak memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan sehari-hari. Jika Anda berencana menggunakan satu dalam proyek Anda, pertimbangkan biaya, ukuran, kesesuaian, dan daya tahan.
Akhirnya, jika ada area abu-abu yang perlu klarifikasi, silakan hubungi kami. Kami akan merespons Anda secepat mungkin.
