PERANCANGAN ALAT UKUR KECEPATAN MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK DAN PRINSIP EFEK DOPPLER

Abstract

Abstrak

Penelitian laboratorium ini bertujuan untuk merancang alat ukur kecepatan menggunakan prinsip Efek Doppler yang diperoleh dari pengukuran perubahan frekuensi. Penelitian ini terdiri dari sistem mekanik dan sistem elektronik. Sistem elektronik meliputi rangkaian ultrasonik transmitter menggunakan IC NE555 yang menghasilkan output sinyal frekuensi sebesar ± 40 kHz dan rangkaian ultrasonik reciever akan menerima gelombang ultrasonik yang dikuatkan menggunakan OP-AMP TL081 dan diproses oleh mikrokontroler ATMega328. Sistem mekanik terdiri atas mobil-mobilan sebagai pemantul, lintasan mobil, dan dudukan sensor. Pengambilan data dilakukan dengan beberapa perubahan variabel diantaranya perubahan nilai tegangan dari 7 – 9,7 Volt dan jarak antar photogate 30 cm, 50 cm dan 70 cm sehingga didapatkan error terbesar berturut-turut yaitu 5,76%, 6,54% dan 12,26%. Hasil kesalahan tersebut diperoleh dari perbandingan alat pengukuran dengan Pasco Timer. Gerak motor pada sistem ini diasumsikan bergerak secara GLB, karena pembahasan mengenai teori efek dopler hanya berlaku pada sistem yang bergerak lurus beraturan. Percobaan ini masih kurang maksimal dikarenakan sensor ultrasonik bersifat fluktuatif adapun faktor yang mempengaruhi antara lain yaitu suhu, kelembaban dan gaya gesek udara serta sensor ultrasonik juga memiliki pancaran gelombang yang menyebar sehingga perlu dilakukan pemfokusan antara transmitter dan reciever agar dapat meningkatkan akurasi data dalam pengukuran.

Kata kunci : Efek Doppler, Sensor Ultrasonik, Kecepatan, Mikrokontroler.

Abstract

This laboratory study aimed to design a device based on Doppler Effect which use the change in frequency for measuring speed. This study consist of mechanical systems and electronic systems. Electronic systems include an ultrasonic transmitter circuit of IC NE555 which produces the output signal of frequency ± 40 kHz and ultrasonic receiver circuit will receive ultrasonic waves amplified using OP-AMP TL081 and processed by a microcontroller ATmega328. Mechanical system consist of cars as a reflector, track car, and sensor holder. Data collection was performed with a few changes including changes in the value of the variable voltage from 7 to 9,7 Volt and the distance between the photogate 30 cm, 50 cm and 70 cm so we get the most consecutive error is 5,76%, 6,54% and 12, 26%. The error results obtained from the comparison tool measurement with Timer Pasco. Movement of the motor in the system is assumed to move in uniform motion, because the discussion about theory of the Doppler Effect applies only to systems that moving uniformly. This experiment is not yet has maximum result because the ultrasonic sensor fluctuates as effect of temperature, humidity and air friction and ultrasonic sensors also have a wave beam that spreads so aligning the transmitter and reciever to increase data accuracy in the measurement is necessary.

Keywords: Doppler Effect, Ultrasonic Sensors, Speed, Microcontroller.