ULTRA SONIK

uLtra sonik
Buat kamu yang menyimak pelajaran Fisika dengan baik, pastinya tahu dong tentang adanya macam-macam suara. Nggak hanya suara yang biasa kita dengar saja. Akan tetapi, ada juga suara yang jenisnya masuk dalam kategori infrasonik dan ultrasonik.

Kali ini, kita pengen ngebahas yang suara ultrasonik saja nih. Namanya saja ada ultra, pasti udah kebayang dong kalau jenis suara yang satu ini emang besar banget. Saking besarnya, kita sebagai manusia nggak akan mampu untuk mendengar jenis suara yang satu ini.

Kenapa bisa begitu? Soalnya suara ultrasonik ada di atas ukuran 20 KHz. Sedangkan telinga kita sebagai manusia biasa cuman bisa mendengar antara 20 Hz sampai 20 KHz.

Tapi, ada lho makhluk yang punya kemampuan untuk mendengar suara ultrasonik. Jenis hewan yang bisa mendengarkan suara ini hanya jenis hewan tertentu seperti lumba-lumba dan kelelawar.

“Lumba-lumba bahkan memanfaatkan ultrasonik untuk mengindera benda-benda di laut,” ujar Pak Hendawan Soebhakti, Dosen Teknik Elektro Politeknik Batam yang pada edisi kali ini akan menerangkan ke kita tentang suara ultrasonik.

Cara kerja si lumba-lumba yang terkenal sebagai hewan baik hati itu lah yang kemudian ditiru sama manusia untuk memanfaatkan keberadaan suara ultrasonik. Bagaimana cara kerja lumba-lumba yang berhubungan dengan suara ultrasonik kemudian ditiru oleh sistem kerja pengindera kapal selam.

Kalau dalam laut, kapal selam pasti akan sulit sekali mereka-reka apa yang ada di depan lintasannya. Jadi dengan sistem penginderaan yang memanfaatkan suara ultrasonik ini, kapal selam jadi mudah mengintai apa saja yang ada di depan lintasannya.

Apakah di depan lintasan ada kapal selam musuh, ranjau, buat mendeteksi kedalaman laut, sampai komunikasi di dalam laut, karena itu digunakanlah teknologi suara ultrasonik ini. (ika)

Tahu dari Pantulan Suara

Kamu mungkin masih bingung, bagaimana bisa ya kita tahu apakah di depan kapal selam itu ada benda tertentu atau sampai mengukur kedalaman laut hanya dengan menggunakan suara?

“Caranya kapal selam mengirimkan sebuah suara dan menghitung lamanya pantulan suara tersebut maka kita dapat mengetahui jarak kapal selam dengan benda tersebut,” jelas Pak Hendawan.

Jadi begini cara kerjanya, mula-mula suara dibunyikan. Terus, dihitung lama waktu sampai terdengar suara pantulannya. Nantinya jarak dapat dihitung dengan mengalikan kecepatan suara dengan waktu pantulan. Kemudian hasilnya dibagi 2.

“Misalnya lama waktu pantulan adalah 1 detik. Maka jaraknya adalah (344,424m/detik x 1 detik)/2 = 172m,” terang Pak Hendawan. Hehe… sedikit main hitung-hitungan juga ya?!

Tapi dari sinilah kita jadi bisa tahu kalau ternyata suara yang ultrasonik itu pun bisa lho ada manfaatnya. Karena begitu kuatnya, suara ini pun bisa dipantulkan dalam jarak jauh sehingga kita bisa tahu apakah ada sesuatu di depan kapal selam. (ika)

Didesain dengan Tehnik Robotika

Nggak hanya sekedar memantulkan suara dan perhitungannya, kita pun juga perlu tahu lho alat yang punya peran penting dalam kerja sistem ultrasonik tersebut. Dalam dunia robotika sendiri, ada sebuah alat yang disebut dengan Ping))) Ultrasonic Range Finder.

“Itu merupakan modul pengukur jarak dengan ultrasonic buatan Paralax Inc. yang didesain khusus untuk teknologi robotika. Dengan ukurannya yang cukup kecil yaitu 2,1cm x 4,5cm, sensor seharga Rp 300 ribu ini dapat mengukur jarak antara 3 cm sampai 300 cm,” terang Pak Hendawan.

Alat keluaran dari Ping))) itu sendiri menurut Pak Hendawan bentuknya berupa pulsa yang lebarnya merepresentasikan jarak. Lebar pulsanya bervariasi, mulai dari 115 uS sampai 18,5 mS.

“Pada dasanya, Ping))) terdiri dari sebuah chip pembangkit sinyal 40KHz, sebuah speaker ultrasonik, dan sebuah mikrofon ultrasonik. Speaker ultrasonik itu nantinya mengubah sinyal 40 KHz menjadi suara. Sedangkan mikrofon ultrasonik itu sendiri berfungsi untuk mendeteksi pantulan suaranya.

“Pada modul Ping))) terdapat 3 pin yang digunakan untuk jalur power supply (+5V), ground, dan signal. Pin signal dapat langsung dihubungkan dengan mikrokontroler tanpa tambahan komponen apapun,” imbuh Pak Hendawan.

Ping))) sendiri akan mendeteksi objek dengan cara mengirimkan suara ultrasonik dan kemudian “mendengarkan” pantulan suara tersebut. Ping))) hanya akan mengirimkan suara ultrasonik ketika ada pulsa trigger dari mikrokontroler.

Kerjanya, suara ultrasonik dengan frekuensi sebesar 40KHz akan dipancarkan selama 200uS. Suara ini akan merambat di udara dengan kecepatan 344,424m/detik atau 1cm/29,034uS dan ngena di objek untuk kemudian terpantul kembali ke Ping))).

Nah, selama menunggu pantulan, Ping))) akan menghasilkan sebuah pulsa. Pulsa ini akan berhenti ketika suara pantulan terdeteksi oleh Ping))). Oleh karena itulah lebar pulsa tersebut dapat merepresentasikan jarak antara Ping))) dengan objek. Selanjutnya mikrokontroler cukup mengukur lebar pulsa dan mengkonversinya dalam bentuk jarak.

Tapi sayangnya menurut Pak Hendawan, si Ping))) ini punya kelemahan juga nih. Ia tidak dapat mengukur objek yang permukaannya dapat menyerap suara. Misalnya kayak busa atau sound damper lainnya. Pengukuran jarak juga akan kacau jika permukaan objek bergerigi dengan sudut tajam, seperti kertas yang dilipat-lipat tempat kita meletakkan obat nyamuk bakar