Sensor Sonar
Sensor sonar atau ultrasonik menggunakan rambatan energi akustik pada frekuensi yang lebih tinggi dibanding pendengaran normal manusia untuk memperoleh informasi dari lingkungan.
Sonar adalah salah satu sensor yang populer di dalam robotika yang menghasilkan pulsa akustik dan sinyal echo (gema) untuk mengukur jarak dari suatu benda yang di deteksi[1]. Dengan kecepatan bunyi telah diketahui maka jarak dari benda adalah sebanding dengan waktu tempuh dari sinyal echo. Pada frekuensi ultrasonik energi sonar dipusatkan dalam suatu berkas cahaya serta menyediakan informasi secara langsung sebagai tambahan terhadap jarak.
Kelebihan dari sensor sonar adalah biaya yang murah,ringan,konsumsi daya yang rendah, dan perhitungan yang mudah, bila dibandingkan dengan sensor jarak yang lainnya. Dalam beberapa aplikasi, seperti di dalam air dan lingkungan dengan jarak penglihatan rendah, sonar sering digunakan.
Di dalam robotika, sensor sonar mempunyai tiga tujuan yang berbeda,
tetapi berhubungan,yaitu [2] :
1. Penghindaran rintangan (Obstacle avoidance): Gema (sinyal echo)pertama yang dideteksi pertama diasumsikan untuk mengukur jarak dari benda terdekat. Robot-robot menggunakan informasi ini untuk merencanakan lintasan di sekitar rintangan dan mencegah benturan/tabrakan.
2. Pemetaan sonar (Sonar Mapping): Beberapa sinyal echo(gema) yang
diperoleh dari pencarian secara putaran atau dari beberapa sensor sonar digunakan untuk membangun peta lingkungan. Seperti halnya tampilan pada radar,satu titik ditempatkan pada cakupan yang dideteksi.
3. Pengenalan objek (Object recognition): Satu urutan dari sinyal echo atau pemetaan sonar diproses untuk menggolongkan sinyal echo, lalu digunakan untuk menggambarkan struktur-struktur dar objek yang dideteksi. Bila berhasil, informasi ini akan bermanfaat untuk navigasi robot.
Gambar 2.1 – 2.3 menunjukan sebuah sistem sonar yang sederhana.
Sebuah transducer sonar,T/R,berlaku sebagai pemancar (T) untuk menghasilkan pulsa akustik (P) dan sebagai penerima(R) dari sinyal echo(E). Sebuah objek (O)terletak pada cakupan dari pancaran sonar, lalu memantulkan pulsa P. Sinyal yang dipantulkan oleh objek (O) ke tranduser akan dideteksi sebagai sinyal echo(gema).
Waktu tempuh echo t0, biasa disebut time-of-flight (TOF) yang diukur dari waktu pada saat pulsa ditransmisikan (Gambar 2.2). Jarak objek r0 (Gambar 2.3) dapat dihitung dengan rumus :
Dimana c merupakan kecepatan bunyi (besarnya adalah 344 m/s pada suhu dan tekanan standar). Angka 2 merupakan perjalanan sinyal dari P dan E untuk sekali pengukuran.
Sonar adalah salah satu sensor yang populer di dalam robotika yang menghasilkan pulsa akustik dan sinyal echo (gema) untuk mengukur jarak dari suatu benda yang di deteksi[1]. Dengan kecepatan bunyi telah diketahui maka jarak dari benda adalah sebanding dengan waktu tempuh dari sinyal echo. Pada frekuensi ultrasonik energi sonar dipusatkan dalam suatu berkas cahaya serta menyediakan informasi secara langsung sebagai tambahan terhadap jarak.
Kelebihan dari sensor sonar adalah biaya yang murah,ringan,konsumsi daya yang rendah, dan perhitungan yang mudah, bila dibandingkan dengan sensor jarak yang lainnya. Dalam beberapa aplikasi, seperti di dalam air dan lingkungan dengan jarak penglihatan rendah, sonar sering digunakan.
Di dalam robotika, sensor sonar mempunyai tiga tujuan yang berbeda,
tetapi berhubungan,yaitu [2] :
1. Penghindaran rintangan (Obstacle avoidance): Gema (sinyal echo)pertama yang dideteksi pertama diasumsikan untuk mengukur jarak dari benda terdekat. Robot-robot menggunakan informasi ini untuk merencanakan lintasan di sekitar rintangan dan mencegah benturan/tabrakan.
2. Pemetaan sonar (Sonar Mapping): Beberapa sinyal echo(gema) yang
diperoleh dari pencarian secara putaran atau dari beberapa sensor sonar digunakan untuk membangun peta lingkungan. Seperti halnya tampilan pada radar,satu titik ditempatkan pada cakupan yang dideteksi.
3. Pengenalan objek (Object recognition): Satu urutan dari sinyal echo atau pemetaan sonar diproses untuk menggolongkan sinyal echo, lalu digunakan untuk menggambarkan struktur-struktur dar objek yang dideteksi. Bila berhasil, informasi ini akan bermanfaat untuk navigasi robot.
Sebuah transducer sonar,T/R,berlaku sebagai pemancar (T) untuk menghasilkan pulsa akustik (P) dan sebagai penerima(R) dari sinyal echo(E). Sebuah objek (O)terletak pada cakupan dari pancaran sonar, lalu memantulkan pulsa P. Sinyal yang dipantulkan oleh objek (O) ke tranduser akan dideteksi sebagai sinyal echo(gema).
Waktu tempuh echo t0, biasa disebut time-of-flight (TOF) yang diukur dari waktu pada saat pulsa ditransmisikan (Gambar 2.2). Jarak objek r0 (Gambar 2.3) dapat dihitung dengan rumus :
Dimana c merupakan kecepatan bunyi (besarnya adalah 344 m/s pada suhu dan tekanan standar). Angka 2 merupakan perjalanan sinyal dari P dan E untuk sekali pengukuran.