Sensor ultrasonik terdiri dari dua bagian. Bagian pertama yaitu bagian pemancar berfungsi untuk memancarkan gelombang ultrasonik. Gelombang yang akan dipancarkan ini dibangkitkan dengan menggunakan multivibrator. Rangkaian multivibrator salah satunya dapat dibangun menggunakan IC 555, seperti pada Gambar 2.8.
Gambar 2.8 Rangkaian Multivibrator Astabil IC 555
Rangkaian multivibrator diatas adalah rangkaian multivibrator IC 555 yang bekerja dalam operasi astabil (tidak stabil) artinya keluarannya akan selalu berayun dari taraf tinggi ke taraf rendah terus menerus sesuai dengan nilai resistor dan kapasitor luar yang diberikan.
(b)
Gambar 2.9 Operasi Astabil IC 555
(a) Tampak Bagian Dalam IC 555 Pada Rangkaian
Multivibrator Astabil.
(b) Bentuk Gelombang Pada Kapasitor Dan Output.
Cara kerja dari rangkaian multivibrator astabil IC 555 pada gambar 2.9a yaitu bila output Q rendah, transistor putus dan kapasitor diisi melalui tahanan total RA+RB dan tetapan waktu pengisian (RA+RB)C. Pada saat kapasitor diisi tegangan ambang naik sampai +2/3 VCC maka pembanding atas keluarannya tinggi dan menset flip-flop. Dengan output Q tinggi transistor jenuh dan menghubungkan kaki 7 dengan ground. Sekarang kapasitor dikosongkan melalui RB dan tetapan waktu pengosongan adalah RBC, bila tegangan kapasitor turun sedikit di bawah 1/3 VCC, output pembanding yang bawah menjadi tinggi dan mereset flip-flop, maka output Q menjadi rendah. Demikian seterusnya peristiwa ini terjadi berulang-ulang sehingga membuat output menjadi bergetar. Bentuk output multivibrator ini diperlihatkan pada Gambar 2.9b.
Karena keluarannya terus-menerus berayun dari level tinggi ke rendah dengan perioda T maka frekuensi operasi astabil dapat dihitung dengan persamaan 2.1 dan 2.2 :
Dimana:
f : Frekuensi osilasi (Hz)
T : Perioda satu siklus (s)
RA, RB : Tahanan (W)
C : Kapasitor eksternal (F)
Bagian yang kedua adalah bagian penerima. Bagian ini berfungsi menguatkan sinyal yang diterima dari bagian pemancar. Penguatan sinyal dilakukan dengan penguat membalik (inverting amplifier). Penguat membalik adalah rangkaian op-amp yang memperkuat sinyal masukan sekaligus membalikkan fasanya sehingga sinyal keluaran yang dihasilkan akan berlawanan dengan sinyal masukan. Gambar 2.10 memperlihatkan rangkaian penguat membalik beserta bentuk sinyal input dan output-nya.
Gambar 2.10. Rangkaian Penguat Membalik
Dari Gambar 2.10 dapat dilihat bahwa pada penguat membalik, sinyal input dihubungkan dengan masukan membalik melalui RA sedangkan masukan tak membalik dihubungkan ke ground. Sebagian dari output diumpankan kembali ke input melalui resistor umpan balik RB. Penguat ini termasuk penguat pembalik negatif. RA disebut sebagai elemen input, sedangkan RB disebut sebagai elemen umpan balik (feedback). Tegangan output dari penguat membalik di dapatkan dengan persamaan 2.3.
Dari persamaan 2.3, simbol minus (-) mengindikasikan bahwa jika tegangan inputnya positif maka tegangan keluarannya akan menjadi negatif (berlawanan dengan input) atau dapat dikatakan bahwa terjadi beda fasa 180o antara tegangan input dan output. Sedangkan gain loop-terbukanya didapatkan dengan persamaan 2.4:
Besarnya penguatan (gain) dari penguat membalik dapat kurang dari 1, lebih dari 1 atau sama dengan 1. Besarnya penguatan dipengaruhi oleh nilai resistansi RA dan RB. Semakin besar rasio antara RA dan RB maka penguatannya akan semakin besar.
Gambar 2.11. Rangkaian Penguat Membalik Dengan Penggeser Titik Nol
Resistor RA dan RB menentukan besar penguatan membaliknya, sedangkan R1 dan R2 berfungsi sebagai penggeser titik nol sinyal keluaran. Gambar 2.12 memperlihatkan sinyal masukan dan keluaran rangkaian penguat membalik dengan penggeser nol.
(a) (b)
Gambar 2.12 Perubahan Ttitik Referensi Nol Pada Penguat Membalik
(a) Penguat Membalik Tanpa Pengubahan Referensi Nol
(b) Penguat Membalik Dengan Pengubahan Referensi Nol
Besar V2’ ditentukan dengan menghitung nilai pembagi tegangan R1 dan R2, dihitung mengunakan persamaan 2.5.
V2’=
Tidak ada komentar:
Posting Komentar