Mengatasi Masalah Sensor Ultrasonik: Masalah Refleksi, Kebisingan, Dan Cross-over Menjadi Tantangan

Prinsip penerapansensor ultrasoniksederhana, nyaman dan berbiaya rendah. Namun saat ini terdapat beberapa tantangan dalam pengukuran level sensor ultrasonik, seperti masalah pantulan, noise dan crossover.

 

 

1. Masalah refleksi:

Objek yang terdeteksi biasanya tidak berada pada sudut yang ideal, sehingga mengakibatkansensor ultrasonikjarang mendeteksi objek dengan benar. Kesalahan utama meliputi:

▪Kesalahan trigonometri: Ketika benda yang diukur berada pada sudut tertentu dengan sensor jarak ultrasonik, terdapat kesalahan antara jarak yang terdeteksi dan jarak sebenarnya.

▪Pemantulan spekuler: Refleksi spekuler pada permukaan halus suatu benda mencegah gema gelombang suara, sehingga mengakibatkan ketidakmampuan mendeteksi objek dengan benar.

▪Beberapa refleksi: Saat mendeteksi sudut atau struktur serupa, gelombang suara diterima setelah beberapa refleksi, menyebabkan nilai deteksi sebenarnya berbeda dari nilai jarak sebenarnya.

Masalah ini dapat diatasi dengan menggunakan beberapa kumparan ultrasonik yang disusun miring untuk menyaring pembacaan yang benar.

2. Kebisingan:

Meskipun sebagian besarsensor ultrasoniksberoperasi pada frekuensi setinggi 40-45kHz, yang jauh lebih tinggi daripada frekuensi pendengaran manusia, lingkungan sekitar juga menghasilkan kebisingan pada frekuensi yang sama. Misalnya kebisingan berfrekuensi tinggi saat motor berjalan, kebisingan akibat gesekan roda dengan tanah keras, getaran robot itu sendiri, dan gelombang suara yang dikeluarkan oleh sensor robot lain. Hal ini dapat menyebabkan sensor menerima sinyal yang salah.

Untuk mengatasi masalah ini, gelombang ultrasonik yang dipancarkan dapat dikodekan, misalnya dengan memancarkan sekumpulan gelombang suara dengan panjang yang berbeda, dan hanya ketika detektor mendeteksi kombinasi gelombang suara yang sama barulah jarak dihitung. Hal ini secara efektif dapat menghindari kesalahan pembacaan yang disebabkan oleh kebisingan lingkungan.

3. Permasalahan lintas sektoral:

Ketika banyaksensor ultrasoniksdipasang pada mesin pada sudut tertentu, masalah crossover dapat terjadi. Misalnya, gelombang suara yang dipancarkan gelombang ultrasonik X ditangkap oleh sensor Z dan Y setelah refleksi cermin, menyebabkan Z dan Y menghitung nilai jarak yang salah berdasarkan sinyal.

Solusinya adalah dengan mengkodekan sinyal yang dipancarkan oleh masing-masing sensor untuk memastikannya masing-masingsensor ultrasonikhanya menerima sinyal akustiknya sendiri untuk menghindari interferensi silang.