32
KARYA TTJLIS ILMIAH APLIKASI TRANSDUSER ULTRASONIK AOKHZ UNTUK PENGUKUR JARAK ALTERNATTF Oleh: I Gde Antha Kasmawan, S.Si., M.Si. JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAF{ ILMU PENGETAHUAN AI-,AM UNTYERSITAS UDAYANA 2016

Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

  • Upload
    others

  • View
    13

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

KARYA TTJLIS ILMIAH

APLIKASI TRANSDUSER ULTRASONIK AOKHZ UNTUK

PENGUKUR JARAK ALTERNATTF

Oleh:

I Gde Antha Kasmawan, S.Si., M.Si.

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAF{ ILMU PENGETAHUAN AI-,AM

UNTYERSITAS UDAYANA

2016

Page 2: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

HALAMAN PENGESAHANKARYA TT]LIS ILMIAH

Judul Penelitian

Ketuaa. Namalengkapb. NIPc. JabatanFungsional

d. Program Studi

e. Nomor IIPf. Alamat surel (e-mail)

Aplikasi Transduser Ultrasonik 40 kHz untuk Pengukur

Jarak Alternatif

I Gde Antha Kasmawan, S.Si., M.Si.D6746241994021001

LektorFisika /081337314289

anthakar,[email protected]

[email protected]

Bukit Jimbaran, 27 Juli20l6

PenyrsunA Universitas Udayana

Made Suaskar4 M.Si.)ttt99702t00t

ory(I Gde Antha Kasmawaq S.Si.,M.Si.)

NrP. 1 9670 624t99442rc01

Page 3: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

ii

KATA PENGANTAR

Sembah bakti haturkan ke hadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa (Om Namo

Narayana) karena hanya atas asung wara nugraha-Nyalah penulisan makalah yang

berjudul “Aplikasi Transduser Ultrasonik 40 kHz untuk Pengukur Jarak Alternatif ” ini

dapat diselesaikan. Makalah ini dibuat dengan tujuan untuk memberikan sumbangan

wawasan pemikiran dalam perkembangan ilmu dan teknologi khususnya ilmu fisika.

Dalam proses pembuatan makalah ini, sudah barang tentu kami tidak mungkin

bisa bekerja dan berusaha sendirian. Bebrapa pihak telah banyak membantu dalam

proses awal hingga makalah ini selesai ditulis baik secara langsung maupun tidak

langsung, yang tidak dapat kami sebutkan satu per satu. Untuk itu, kami tidak lupa

mengucapkan banyak terimakasih atas segala bantuan tersebut.

Tentunya dalam penulisan makalah ini masih banyak yang perlu disempurnakan.

Oleh sebab itu, segala saran dan kritik yang bersifat membangun sangat kami harapkan.

Akhirnya semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi.

Hormat kami

Penyusun

Page 4: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

iii

DAFTAR ISI

Halaman:

HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................................... i

KATA PENGANTAR ………………………………………………………………. ii

DAFTAR ISI ………………………………………………………………………... iii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... iv

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ...................................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah ............................................................................. 3

1.3 Tujuan ................................................................................................... 3

1.4 Batasan Masalah .................................................................................. 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................... 5

2.1 Gelombang Ultrasonik .......................................................................... 5

2.2 Gelombang Ultrasonik sebagai Gelombang Harmonik ........................ 5

2.3 Intensitas dan Tingkat Tekanan Bunyi ................................................. 6

2.4 Atenuasi Gelombang Ultrasonik ........................................................... 6

2.5 Impedansi Akustik ................................................................................ 7

2.6 Pemantulan dan Pembiasan Gelombang Ultrasonik ............................. 8

2.2 Transduser Ultrasonik ........................................................................... 9

2.3 Penguat Ultrasonik ................................................................................ 10

BAB III APLIKASI TRANSDUSER ULTRASONIK 40 KHZ UNTUK ALAT

UKUR JARAK DIGITAL ........................................................................... 11

3.1 Diagram Blok Alat Ukur Jarak Ultrasonik ........................................... 11

3.2 Osilator Ultrasonik ............................................................................... 12

3.3 Penguat Pemancar Ultrasonik ............................................................... 13

3.4 Pemancar dan Penerima Ultrasonik ...................................................... 16

3.5 Penguat Penerima Ultrasonik ............................................................... 16

3.6 Alat Ukur Jarak Ultrasonik Digital ........................................................ 17

3.7 Kalibrasi dan Uji Coba Alat Ukur Jarak Ultrasonik Digital …………. 18

3.8 Hasil pengukuran dan Pembahasan ………………..…………………. 20

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ……………………………………………. 25

4.1 Kesimpulan .......................................................................................... 25

4.2 Saran .................................................................................................... 26

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 27

Page 5: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

iv

DAFTAR GAMBAR

Halaman:

Gambar 2.1 Gelombang ultrasonik datang tegak lurus (normal) pada bidang

batas medium udara ke padatan …………..……………………... 8

Gambar 3.1 Diagram blok rancangan alat ukur jarak ultrasonik digital .............. 11

Gambar 3.2 Rangkaian osilator ultrasonik yang dilengkapi dengan rangkaian

pemicu .............................................................................................. 13

Gambar 3.3 Penguat ultrasonik jenis resonansi setelah dilewatkan dua pintu

logika Nand ....................................................................................... 14

Gambar 3.4 Penguat pemancar ultrasonik mennggunakan gerbang logika Nand 15

Gambar 3.5 Penguat Penerima Ultrasonik ........................................................... 16

Gambar 3.6 Alat ukur jarak ultrasonik digital ..................................................... 17

Gambar 3.7 Alat ukur jarak ultrasonik dengan beberapa alat kalibrasi .............. 18

Gambar 3.8 Kalibrasi alat ukur menggunakan meteran penggaris, termometer

dan barometer ……………………………………………………... 19

Gambar 3.9 Grafik rata-rata hasil pengukuran untuk penguat jenis penyangga ... 20

Gambar 3.10 Grafik simpangan hasil pengukuran untuk penguat jenis penyangga 21

Gambar 3.11 Grafik rata-rata hasil pengukuran untuk penguat jenis resonansi ..... 21

Gambar 3.12 Grafik simpangan hasil pengukuran untuk penguat jenis resonansi .. 22

Page 6: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang frekuensinya terlalu tinggi

untuk bisa didengar oleh telinga manusia normal, yaitu di atas 20 kHz. Pada umumnya,

kebanyakan burung juga tidak dapat mendengar ultrasonik mengingat bahwa sensitifitas

pendengaran burung relatif sempit, yaitu dalam orde beberapa kilohertz. Hanya sedikit

hewan air yang dapat menggunakannya untuk berkomunikasi, salah satu contohnya

adalah lumba-lumba. Hewan yang memanfaatkan ultrasonik adalah kelelawar yang

menggunakannya untuk keperluan navigasi. Adanya sifat menguntungkan dari

gelombang ultrasonik, yaitu tidak dapat didengar dan mudah difokuskan menyebabkan

banyak aplikasi gelombang ultrasonik yang sudah dikembangkan (Wikipedia).

Aplikasi gelombang ultrasonik sudah banyak diterapkan pada berbagai bidang

kehidupan, seperti dalam dunia medis, pertanian, dan dunia sains lainnya. Salah satu

contoh penerapan gelombang ultrasonik dalam dunia medis terlihat dalam teknik

ultrasonografi (USG) yang telah biasa digunakan oleh dokter spesialis kandungan untuk

memperkirakan usia kandungan seorang ibu yang sedang hamil, jenis kelamin dan

memperkirakan hari/tanggal persalinannya. Di samping itu, alat USG juga dipergunakan

sebagai alat bantu dalam melakukan diagnosa atas bagian tubuh yang sakit (Wikipedia,

2016). Dalam bidang pertanian, gelombang ultrasonik dimanfaatkan dalam pengendalian

hama serangga. Pada tanaman gandum, penerapan gelombang ultrasonik telah berhasil

mengendalikan hama Sitophilus granaries dewasa dalam biji gandum ketika biji gandum

dikenai paparan ultrasonik (Epenhuijsen et al., 1997; Vincen et al., 2002). Selanjutnya,

penerapan perangkat ultrasonik pada semut putih, Technomyrmex albipes

(Hymenoptera: Formicidae) telah pula memberikan hasil yang memuaskan (Warner,

2005). Penerapan gelombang ultrasonik juga dapat mempengaruhi nyamuk demam

berdarah, Aedes aegepti (Hadi dkk., 2009). Pemanfaatan gelombang ulrasonik pada

mosquito bugs, Helopeltis theivora, dapat mempengaruhi pola makan, umur, dan

Page 7: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

2

reproduksi dari serangga tersebu (Borthakur et al., 2011). Penggunaan beberapa

perangkat ultrasonik telah dapat meningkatkan aktivitas beberapa serangga (Yturralde

dan Hofstetter, 2012). Dalam sains, pemanfaatan gelombang ultrasonik telah pula

diupayakan dari penggunaan transduser ultrasonik frekuensi tinggi (dalam kisaran MHz)

untuk penerapan dalam bioteknologi atau pengujian beton hingga transduser frekuensi

rendah (dalam kHz) untuk penerapan dalam skala laboratorium seperti pemanfaatannya

sebagai alternatif pengkuran jarak.

Untuk pengukuran jarak benda terhadap acuan tertentu telah umum dilakukan

dengan hanya menggunakan alat-alat ukur konvensional, seperti meteran biasa. Alat

ukur ini telah tersedia banyak di pasaran dengan beraneka bahan, seperti kayu, plastik

bahkan logam dan dengan bentuk kaku seperti penggaris atau meteran lipat atau yang

berbentuk lentur seperti meteran rol yang dapat digulung. Semua alat ukur tersebut telah

dilengkapi dengan dua skala pengukuran, yaitu dalam satuan sentimeter dan satuan

inchi. Dalam pemakaiannya, alat ukur meteran manual tersebut sudah pasti mempunyai

kelebihan dan kekurangan. Kelebihannya alat ukur tersebut adalah harganya

relatifmurah dan mudah diperoleh dan digunakan, sedangkan kekurangannya adalah

hasil pengukuran sangat bergantung pada kecermatan pengguna dan tidak dapat

digunakan di semua tempat dan di segala kondisi, misalnya untuk lokasi yang sulit

dijangkau dengan tangan.

Dalam kaitan dengan gelombang ultrasonik, telah dikembangkan alat ukur yang

memungkinkan untuk memberikan kemudahan dalam pemakaiannya. Berkaitan dengan

hal itu, alat ukur dapat dibuat adalah alat ukur jarak yang memanfaatkan gelombang

ultrasonik. Hal ini mengingat bahwa salah satu sifat gelombang ultrasonik adalah dapat

merabat lurus dan mudah difokuskan. Metode yang digunakan adalah metoda pantulan

gelombang ultrasonik. Dengan metode ini, alat ukur dimungkinkan mempunyai tampilan

digital dalam bentuk angka desimal dengan bantuan teknik digital. Nantinya dapat

diharapkan bahwa pemakaian kedua alat ukur baik yang konvensional maupun yang

digital dapat saling melengkapi satu sama lain. Salah satu contoh kasus adalah saat

pengukuran kedalaman suatu sumur atau pengukuran jarak antara suatu benda yang

Page 8: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

3

mana di antara keduanya terdapat jarak sehingga sulit dijangkau, misalnya pengukuran

di antara dua tebing yang dibatasi oleh aliran sungai. Pada kasus pengukuran kedalaman

sumur yang dalam, menggunakan alat ukur konvensional mungkin cukup merepotkan.

Untuk pengukuran jarak pada kasus seperti ini, pengukuran menggunakan alat ukur

konvensional dapat digantikan dengan alat ukur alternatif, misalnya dengan alat ukur

jarak ultrasonik yang dibuat dengan teknik digital. Untuk itu, perlu dibahas tentang

aplikasi transduser ultrasonik 40 kHz untuk pengukur jarak alaternatif karena transduser

jenis ini yang mudah ditemukan di pasaran.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian pada latar belakang sebelumnya, beberapa masalah dapat

dirumuskan sebagai berikut :

1. Bagaimanakah bentuk blok rangkaian alat ukur jarak ultrasonik digital yang

menggunakan transduser 40 kHz?

2. Bagaimanakah hasil pengamatan jarak dari penggunaan alat ukur jarak ultrasonik

digital yang menggunakan transduser 40 kHz?

3. Bagaimanakah ketelitian pengukuran jarak yang dihasilkan dari penggunaan alat

ukur jarak ultrasonik digital yang menggunakan transduser 40 kHz?

1.3 Tujuan

Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah pada uraian sebelumnya,

tujuan penulisan makalah ini adalah :

1. Memahami bentuk blok rangkaian dari alat ukur jarak ultrasonik digital yang

menggunakan transduser 40 kHz.

2. Memahami hasil pengamatan jarak dari penggunaan alat ukur jarak ultrasonik

digital yang menggunakan transduser 40 kHz.

3. Menganalisis hasil pengukuran jarak yang dihasilkan dari penggunaan alat ukur

jarak ultrasonik digital yang menggunakan transduser 40 kHz.

Page 9: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

4

1.4 Batasan Masalah

Terkait dengan uraian pada latar belakang, rumusan masalah, dan tujuan

sebelumnya, pembahasan akan dibatasi pada pembahasan alat ukur jarak ultrasonik yang

besifat umum, yaitu hanya alat ukur jarak ultrasonik digital yang menggunakan

transduser ultrasonik 40 kHz. Penjelasan tentang hasil pengukuran jarak juga dibatasi

hanya untuk pengukuran jarak hingga beberapa meter dan di antara alat ukur dengan

target tidak ada penghalang.

Page 10: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Gelombang Ultrasonik

Gelombang ultrasonik merupakan gelombang bunyi yang frekuensinya di atas 20

kHz. Gelombang ini termasuk dalam gelombang mekanik longitudinal sehingga dalam

penjalarannya, gelombang ini selalu memerlukan medium baik itu medium padat, cair,

atau gas. Partikel-partikel penyusun medium mentransmisikan energi bunyi dengan cara

berosilasi dalam arah penambatan gelombang itu sendiri tanpa adanya perpindahan

parikel medium yang dilaluinya (Halliday & Resnick, 1989; Alonso & Finn, 1992).

Berdasarkan sifat ini, gelombang ultrasonik telah banyak dimanfaatkan untuk kehidupan

di muka bumi ini. Beberapa kelebihan penggunaannya adalah karena gelombang ini

tidak mengganggu atau merusak medium yang dilaluinya, tidak terdengar oleh telinga

manusia normal dan mudah difokuskan.

2.2 Gelombang Ultrasonik sebagai Gelombang Harmonik

Jenis gelombang bunyi yang paling penting untuk memahami gelombang adalah

gelombang harmonik, yaitu gelombang yang dapat dinyatakan alam fungsi sinus atau

kosinus. Untuk sebuah gelombang harmonik yang merambat dalam arah x (dalam m)

dengan kecepatan c (dalam m/s), pada saat waktu t (dalam s), kelebihan tekanan

gelombang p dinyatakan dengan persamaan :

𝑝 = 𝑝𝑜 cos [2𝜋𝜈 (𝑡 −𝑥

𝑐)] (2.1)

Besaran po disebut amplitudo gelombang (dalam Pa), yaitu nilai tekanan maksimum

sepanjang perambatan gelombang. Besaran ν adalah frekuensi (dalam Hz), yaitu

banyaknya siklus yang terjadi dalam satu detik, Untuk setiap titik, kelebihan tekanan

berulang dalam waktu 1/ν, yang disebut periode gelombang T (dalam s). Besaran lain

yang berperan penting adalah panjang gelombang λ (dalam m).

Page 11: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

6

Hubungan antara panjang gelombang , kecepatan, dan frekuensi dinyatakan dengan

persamaan :

𝜆 =𝑐

𝜈= 𝑐𝑇 (2.2)

Frekuensi rendah selalu dikaitkan dengan panjang gelombang panjang, dan berlaku juga

sebaliknya.

2.3 Intensitas dan Tingkat Tekanan Bunyi

Intensitas bunyi adalah energi gelombang bunyi per satuan waktu (daya

gelombang bunyi) yang ditransmisikan pada satu satuan luas (Haris, 1995). Dalam

kaitannya dengan tekanan bunyi p (dalam Pa), intensitas bunyi I (dalam W/m2) dapat

dinyatakan dengan persamaan :

𝐼 =𝑝2

2𝜌𝑐 (2.3)

dengan ρ dan c masing-masing adalah massa jenis medium (kg/m3) dan kecepatan

gelombang dalam medium (m/s).

Satuan intensitas yang sangat penting dalam praktek adalah desibel (dB). Suatu

bunyi dengan intensitas I dikatakan sejumlah desibel di atas atau di bawah intensitas

acuan standar Io. Satuan ini menyatakan tingkat tekanan bunyi atau SPL (Sound Level

Pressure), yang diberikan oleh :

𝑆𝑃𝐿 = 10 log𝐼

𝐼𝑜 (2.4)

Pada umumnya, besarnya Io = 10-12

W/m2, yang diambil intensitas terkecil (intensitas

ambang pendengaran) dan intensitas terbesar 1 W/m2 atau (intensitas ambang perasaan).

Dengan kata lain, intensitas bunyi yang dapat mengakibatkan kerusakan telinga adalah

intensitas di atas 120 dB.

2.4 Atenuasi Gelombang Ultrasonik

Dalam perambatannya di dalam medium, gelombang ultrasonik akan mengalami

pelemahan intensitas (atenuasi). Atenuasi ini dihasilkan oleh absorbsi energi gelombang

Page 12: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

7

oleh medium dan penyimpangan energi oleh peristiwa-peristiwa gelombang seperti

pemantulan, pembiasan, dan hamburan bunyi. Penyerapan energi gelombang (peristiwa

absorbs) disebabkan oleh adanya panas konduksi dan geseran yang terjadi pada medium.

Ada tiga faktor yang mempengaruhi banyaknya penyerapan, yaitu: kekentalan

(viskositas), waktu relaksasi (waktu yang dibutuhkan oleh molekul untuk kembali ke

keadaan semula), dan frekuensi (jumlah pergeseran/osilasi yang dilakukan sebuah

partikel dalam satu detik dalam satuan hertz (Ackermen et.al, 1998). Untuk medium

udara, di samping disebabkan oleh ketiga faktor di atas, juga disebabkan oleh adanya

kelembaban udara (Trisnobudi, 1985). Peristiwa absorbsi, yang disebabkan oleh

viskositas, konduksi panas, dan proses relaksasi molekuler, mengubah sebagian energi

akustik menjadi panas (Parker, 1988). Absorbsi energi gelombang ini menjadi faktor

utama yang memberikan kontribusi pada atenuasi (Helguera, 2008).

Adanya atenuasi mengakibatkan variasi intensitas bunyi I pada jarak r sepanjang

lintasan bunyi, yang ditulis sebagai :

𝐼 = 𝐼𝑜𝑒−∝𝑟 (2.5)

dengan Io adalah intensitas awal saat r = 0, dan α adalah koefisien atenuasi bunyi. Di

samping bergantung pada sifat medium, koefisien atenuasi untuk fluida meningkat

dengan kuadrat frekensinya (Parker, 1988). Atenuasi dapat meningkat jika koefisien

atenuasi meningkat dan atau jika perjalanan bunyi semakin jauh.

2.5 Impedansi Akustik

Pada bidang batas antar dua media, sebagian energi ultrasonik ditransmisikan

dan sebagian sisanya dipantulkan, seperti Gambar 4. Intensitas I dari gelombang

transmisi berbanding lurus dengan koefisien transmisi T , yang ditulis sebagai :

𝐼 = 𝐼𝑜𝑇 (2.6)

dan

𝑇 =4𝑍1𝑍2

(𝑍1 + 𝑍2)2 (2.7)

dengan Z1 dan Z2 masing-masing adalah impedansi akustik untuk medium 1 dan 2.

Page 13: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

8

Impedansi akustik medium Z (dalam satuan rayls) tergantung pada kerapatan ρ dan

kecepatan c, menurut hubungan :

𝑍 = 𝜌𝑐 (2.8)

Sebagai contoh, impedansi akustik udara lebih kecil daripada media padat kayu.

Akibatnya, sebagian energi ditransmisikan melalui bidang batas ini sangat kecil

(Fleming et al, 2005; Parker, 1988).

2.6 Pemantulan dan Pembiasan pada Gelombang Ultrasonik

Gelombang ultrasonik adalah gelombang yang sudah tentu dapat mengalami

peristiwa pemantulan dan pembiasan bila melewati bidang batas di ntara dua medium.

Atau jelasnya, peristiwa pemantulan dan pembiasan gelombang akan terjadi bila suatu

gelombang melintasi suatu permukaan yang memisahkan dua medium. Peristiwa

pemantulan dan pembiasan dari suatu gelombang ultrasonik yang akan dibahas dibatasi

hanya untuk gelombang ultrasonik yang datang dari medium udara ke medium padatan

seperti dalam Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Gelombang ultrasonik datang tegak lurus (normal) pada bidang batas

medium udara ke padatan

Untuk gelombang ultrasonik yang datang tegak lurus (normal) pada bidang batas dua

medium, tekanan gelombang datang 𝑃𝑖, tekanan gelombang pantul 𝑃𝑟, dan tekanan

Medium 1: udara

Medium 2: padatan

Bidang batas dua medium

Pi

Pr

Pt

Page 14: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

9

gelombang bias 𝑃𝑡 masing-masing dinyatakan dalam bentuk fungsi eksponensial sebagai

(Trisnobudi, 1985) :

𝑃𝑖 = 𝐴1𝑒𝑖(𝜔𝑡−𝑘1𝑥)

𝑃𝑟 = 𝐵1𝑒𝑖(𝜔𝑡−𝑘1𝑥) (2.9)

𝑃𝑡 = 𝐴2𝑒𝑖(𝜔𝑡−𝑘2𝑥)

dengan 𝐴1, 𝐵1, dan 𝐴2 masing-masing adalah amplitudo tekanan gelombang datang,

tekanan gelombang pantul, dan tekanan gelombang bias sedangkan 𝑘1, dan 𝑘2 masing-

masing menyatakan bilangan gelombang untuk medium udara dan padatan.

Penerapan dua syarat batas pada setiap titik pada bidang batas, yaitu impedansi

akustik spesifik dan kecepatan gelombang pada kedua sisi bidang harus sama, akhirnya

dapat diperoleh:

𝐵1 =(𝜌2𝐶2 − 𝜌1𝐶1)

(𝜌2𝐶2 + 𝜌1𝐶1)𝐴1 (2.10)

Oleh karena medium 1 berupa udara dan medium 2 Berupa padatan maka akan selalu

terjadi keadaan di mana impedansi akustik 𝜌2𝐶2 lebih besar dari 𝜌1𝐶1. Atau dengan kata

lain, tekanan gelombang pantul akan selalu sefase dengan tekanan gelombang datang.

Perbandingan antara intensitas gelombang pantul dan gelombang datang, yang juga

disebut koefisien refleksi daya, dinyatakan oleh persamaan:

𝛼𝑟 = ((𝜌2𝐶2 − 𝜌1𝐶1)

(𝜌2𝐶2 + 𝜌1𝐶1)) 2 (2.11)

Seperti halnya pada persamaan (2.10), juga dari persamaan (2.11) dapat diperoleh bahwa

intensitas gelombang pantul dan gelombang datang hampir sama untuk gelombang yang

datang dari medium udara (medium 1) ke medium padatan (medium 2).

2.7 Transduser Ultrasonik

Transduser ultrasonik adalah suatu komponen elektronik yang terbuat dari bahan

piezoelektrik, yang dapat mengkonversi sinyal listrik frekuensi ultrasonik menjadi

gelombang mekanik frekuensi ultrasonik dan dapat juga berfungsi sebaliknya, yaitu

Page 15: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

10

mengkonversi gelombang mekanik frekuensi ultrasonik menjadi sinyal listrik frekuensi

ultrasonik. Berkaitan dengan sifat btransduser tersebut maka satu transduser dapat

berfungsi ganda, yaitu dapat difungsikan sebagai pemancar atau penerima ultrasonik

(Parker, 1988). Pada dasarnya, pemasangan transduser dapat saling dipertukarkan antara

terminal satu dengan terminal lainnya, hampir mirip dengan pemasangan transduser

magnet (loudspeaker) dan pada kenyataanya, transduser ultrasonik yang telah tersedia di

pasaran hanya transduser ultrasonik 40 kHz. Dimensi (ukuran) transduser ultrasonik 40

kHz bervariasi dari yang berukuran kecil sedang dan besar yang sudah dilengkapi

dengan corong pemfokus dan dikemas bahan aluminium.

2.8 Penguat Ultrasonik

Penguat ultrasonik yang dimaksud adalah rangkaian penguat elektronik yang

digunakan pada kedua pemancar dan penerima ultrasonik. Secara umum, penguat ini

dapat dikatagorikan menjadi penguat analog dan penguat digital. Penguat analog

biasanya bertumpu pada penggunaan transistor sebagai komponen aktif yang dipadukan

dengan beberapa komponen pendukung (komponen pasif), sedangkan penguat digital

lehih banyak bertumpu pada penggunaan gerbang-gerbang logika atau penguat

operasional (Op-Amp) dalam bentuk rangkaian terintegrasi IC atau dalam bentuk chip.

Page 16: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

11

BAB III

APLIKASI TRANSDUSER ULTRASONIK 40 KHZ UNTUK

ALAT UKUR JARAK DIGITAL

3.1. Diagram Blok Alat Ukur Jarak Ultrasonik

Alat ukur jarak ultrasonik yang dibuat berdasarkan metode pantulan gelombang

ultrasonik diupayakan terbuat dari komponen-komponen elektronik yang relatif murah

dan mudah diperoleh di pasaran. Hanya satu komponen yang harganya relatif cukup

mahal adalah transduser ultrasonik 40 kHz. Rangkaian elektronik dari alat ukur jarak

ultrasonik digital dibuat berdasarkan blok diagram dalam Gambar 3.1.

Gambar 3.1. Diagram blok rancangan alat ukur jarak ultrasonik digital

Pelaksanaan pengukuran dilaksanakan dalam ruangan tertutup di mana suhu dan

tekanan udara dianggap cukup homogen dan tidak berubah dalam jangka waktu yang

singkat (fluktatif). Antara alat ukur dan benda yang akan diukur dibebaskan dari benda-

benda lain yang dapan menggagu jalannya pengukuran. Hal ini mengingat keberadaan

Osilator Frekuensi Ultrasonik

Penguat Pemancar Ultrasonik

Transduser Pemancar US

Transduser Penerima US

Penguat Penerima US

Objek

Pengolah Sinyal dari

Pemancar dan Penerima Ultrasonik

Peraga Desimal (Tampilan Digital)

Jarak yang diukur

Page 17: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

12

benda asing tersebut dapat menjadi pemantul gelombang bunyi sehingga hasil

pengukuran jarak benda tidak valid. Sebelum digunakan, peralatan diuji dan dikalibrasi

terlebih dahulu dengan meteran penggaris atau meteran gulung untuk memastikan alat

ukur bekerja dengan baik dan dapat menunjukkan hasil pengukuran jarak yang benar.

Kalibrasi sangat penting dilakukan agar hasil pengukuran jarak tersebut memberikan

yang lebih teliti.

Osilator ultrasonik pada diagram blok (Gambar 3.1) bertugas/berfungsi untuk

membangkitkan sinyal listrik dengan frekuensi 40 kHz. Sinyal listrik ini kemudian

dilewatkan pada penguat pemancar yang mempunyai dua keluaran. Salah satu keluaran

digunakan oleh pengolah sinyal untuk mencatat waktu awal. Keluaran lainnya

diumpankan pada pemancar ultrasonik yang mengubah sinyal listrik ini menjadi

gelombang ultrasonik. Gelombang ini diarahkan tepat pada objek bidang datar yang

akan diukur jaraknya. Dari objek ini, gelombang ultrasonik kemudian akan dipantulkan

kembali hingga dapat ditangkap oleh penerima ultrasonik yang terhubung langsung ke

bagian penguat penerima sebelum akhirnya diumpankan pada pengolah sinyal. Keluaran

ini kemudian dicatat sebagai waktu akhir dari penjalaran gelombang ultrasonik. Hasil

akhir dari pengolahan sinyal listrik ini kemudian diperagakan sebagai hasil pengukuran

dalam bentuk angka desimal pada peraga desimal. Dalam uraian berikut akan dibahas

secara lebih detail untuk masing-masing blok tersebut.

3.2 Osilator Ultrasonik

Osilator ultrasonik digunakan untuk membangkitkan pulsa-pulsa elektronik

dengan frekuensi ultrasonik, yaitu frekuensi 40 kHz sesuai dengan kebutuhan transduser

ultrasonik yang digunakan, yaitu transduser 40 kHz. Rangkaian elektronika dari osilator

ultrasonik selengkapnya diperlihatkan dalam Gambar 3.2. Pada rangkaian osilator ini

telah dilengkapi dengan rangkaian pemicu yang dibentuk oleh kombinasi hamabtan R

dan kapasitor C serta dibantu dengan sebuah potensiometer. Penggunaan potensiometer

adalah sebagai pembagi tegangan untuk mengatur keluaran F agar diperoleh pemicuan

yang tepat bagi rangkaian osilator. Keluaran rangkaian pemicu dapat disadap di terminal

Page 18: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

13

F. Rangkaian elktronik dari osilator sendiri hanya terdiri dari dua gerbang logika Nand,

sebuah kapasitor, dua buah resistor dan dibantu dengan sebuah potensiometer bernilai

tetap (trimpot). Penggunaan trimpot ini adalah untuk pengaturan frekuensi keluaran pada

rangkaian osilator agar diperoleh frekuensi 40 kHz.

Rangkaian pemicu dipasang sebelum rangkaian osilator ultrasonik dengan tujuan

untuk memberikan picuan sempit pada rangkaian osilator agar rangkaian osilator hanya

bekerja pada selang sempit tersebut. Hasil keluaran dari keseluruhan rangkaian osilator

adalah berupa pulsa sempit elektronik sehingga memudahkan penggunaannya dalam

rangkaian pemancar dan penerima ultrasonik

Gambar 3.2 Rangkaian osilator ultrasonik yang dilengkapi dengan rangkaian pemicu.

3.3 Penguat Pemancar Ultrasonik

Penguat pemancar ultrasonik yang dimaksud adalah penguat ultrasonik yang

dibuat hanya menggunakan rangkaian elektronika biasa. Secara umum, rangkaian

penguat pemancar pada alat ukur jarak yang ditinjau dapat digolongkan menjadi penguat

pemancar ultrasonik secara analog dan secara digital. Penguat pemancar ultrasonik

analog biasanya bertumpu pada penggunaan transistor sebagai komponen aktif yang

dipadukan/didukung oleh beberapa komponen pasif. Pada penguat pemancar ultrasonik,

Page 19: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

14

penguat analog dirangkai sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan efek resonansi

yang dapat memperkuat tegangan yang nantinya akan diumpankan ke bagian transduser

ultrasonik. Penguat ultrasonik jenis ini kemudian diberi nama penguat jenis resonansi,

dengan rangkaian elektronik diperlihatkan dalam Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Penguat ultrasonik jenis resonansi setelah dilewatkan dua pintu logika

Nand

Pasangan transistor T1 dan T2 adalah trasnsitor penguat daya yang akan memberikan

sinyal keluaran pada pasangan lilitan L1 dan L2 yang mempunyai peran penting dalam

membuat rangkaian resonansi bersama-sama kapasitor. Adanya resonansi, diharapkan

hasil penguatan tegangan bisa maksimum. Dengan melakukan pemilihan nilai-nilai

komponen yang tepat maka akan diperoleh nilai penguatan tengangan yang sangat

tinggi. Dari data yang diperoleh, penguatan yang dapat diberikan oleh penguat jenis

resonansi ini adalah sekitar 300 volt bolak-balik. Dengan penguatan seperti ini, nantinya

diharapkan tanggapan transduser ultrasonik, yang dalam hal ini berfungsi sebagai

pemancar ultrasonik, akan semakin baik dan mampu memancarkan gelombang

ultrasononik dengan daya pancaran yang tinggi. Semakin tinggi daya pancar gelombang

ultrasonik dari pemancar ultrasonik maka akan semakin tinggi daya pantul yang akan

Page 20: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

15

diterima oleh transduser penerima. Sudah barang tentu, kualitas pancaran gelombang

ultrasonik sangat dipengaruhi oleh kualitas transduser itu sendiri. Transduser yang

digunakan sebaiknya transduser yang dilengkapi semacam corong yang berfungsi

sebagai pengarah gelombang sehingga gelombang tidak terlalu menyebar sehingga

penggunaannya tepat sasaran.

Penguat pemancar ultrasonik pada alat yang ditinjau adalah penguat digital

bertumpu pada penggunaan gerbang-gerbang logika. Penguat jenis ini diperlihatkan oleh

Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Penguat pemancar ultrasonik mennggunakan gerbang logika Nand

.

Penguat digital yang dapat digunakan sebagai penguat pemancar adalah berupa

perpaduan beberapa gerbang logika Nand dua masukan. Penguat jenis ini membentuk

rangkaian penguat arus atau hanya sebagai rangkaian penyangga yang tidak memberikan

penguatan tegangan, karena tegangan puncak maksimum yang dapat diberikan hanyalah

12 volt yang sama dengan tegangan yang digunakan dalam rangkaian alat ukur secara

keseluruhan. Jika dibandingkan dengan penguat jenis resonansi sebelumnya, penguatan

tegangan maksimum yang dihasilkan oleh penguat jenis penyangga sangat jauh

berbeda. Perbedaan nilai penguatan ini tentu akan mempengaruhi hasil penerimaan pada

rangkaian penerima.

Page 21: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

16

3.4 Pemancar dan Penerima Ultrasonik

Pada pemancar dan penerima ultrasonik, keduanya menggunakan transduser

ultrasonik jenis yang sama, karena transduser ini memang dapat berfungsi ganda.

Transduser ultrasonik yang digunakan adalah transduser yang sudah umum di pasaran

dan hanya dapat beroperasi pada frekuensi 40 kHz. Tarnsduser ini sudah dilengkapi

dengan corong pengarah sehingga transduser ini cukup layak digunakan sebagai

pemancar maupun penerima ultrasonik Pemasangan kedua transduser pada rangkaian

diletakkan secara berimpitan satu sama lain dengan arah yang sama. Pemasangan

dengan cara ini bertujuan untuk mendapatkan hasil yang lebih baik karena terkait

dengan masalah pemantulan gelombang.

3.5 Penguat Penerima Ultrasonik

Pada penerima, penguat yang digunakan perlu disesuaikan karena sinyal yang

ditangkap oleh transduser sangat lemah dan biasanya diikuti oleh derau penguatan. Dari

pengalaman praktek, rangkaian penguat penerima ultrasonik yang dipilih adalah penguat

penerima ultrasonik konvensional, seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 3.5.

Gambar 3.5 Penguat Penerima Ultrasonik

Page 22: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

17

3.6 Alat Ukur Jarak Ultrasonik Digital

Setelah semua komponen serta peralatan pendukung terangkai dalam papan

rangkaian tercetak, langkah selanjutnya adalah pengepakan seluruh rangkaian dalam

kotak rangkaian. Untuk kedua transduser ultrasonik, baik bagian pemancar maupun

penerima, pemasangannya dilakukan secara terpisah dengan rangkaian elektronikanya.

Kedua transduser dipasang secara berimpit dalam suatu kotak terpisah yang dapat

dilepaskan dari kotak rangkaian induk Antara kotak induk dengan kotak transduser

dihubungkan dengan dua kabel masing-masing untuk pemancar dan penerima

ultrasonik. Alat ukur jarak ultrasonik digital ini diperlihatkan oleh Gambar 3.6. Alat

ukur inidirancang dengan menggunakan dua catu daya, yaitu catu daya yang baterai dan

catu daya PLN. Dalam pemakaian di ruangan tertutup, catu daya yang digunakan adalah

catau daya dari listrik PLN. Pembacaan hasil ukur ditampilkan dalam peraga desimal

(seven segmen) pada panel kotak induk. Peragaan hasil pengukuran adalah dalam satuan

meter dengan dengan tiga angka di nelakang koma. Jadi tampilan hasil ukur secara

keseluruhan adalah sebanyak 4 digit.

Gambar 3.6 Alat ukur jarak ultrasonik digital

Page 23: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

18

Seperti yang diperlihatkan dalam Gambar 3.6, alat ukur ultrasonik ini dikemas

secara ringkas sedemikain rupa sehingga mudah dibawa dan mudah dioperasikan.

Keseluruhan kotak peralatan, baik kotak rangkaian alat ukur induk maupun kotak

transduser dibuat dengan bahan aluminium sehingga tidak mudah pecah dan tidak terlalu

berat untuk dibawa. Beberapa tombol pengoperasian disediakan pada panel induk alat

ukur sehingga sangat memudahkan dalam penggunaan alat ukur.

3.7 Kalibrasi dan Uji Coba Alat Ukur Jarak Ultrasonik Digital

Sebelum digunakan, alat ukur jarak ultrasonik ini perlu dikalibrasi terlebih

dahulu. Langkah kalibrasi diperlukan guna mendapatkan hasil pengukuran yang tepat

sesuai dengan yang diharapkan. Beberapa peralatan yang diperlukan dalam

pengkalibrasian alat ukur adalah sebuah barometer, sebuah thermometer, meteran

penggaris dan meteran gulung seperti yang diperlihatkan dalam Gambar 3.7. Objek yang

akan diukur jaraknya adalah berupa objek kotak yang terbuat dari kayu. Objek ini

berfungsi sebagai pemantul gelombang.

Gambar 3.7 Alat ukur jarak ultrasonik dengan beberapa alat kalibrasi

Page 24: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

19

Sebelum digunakan, alat ukur jarak ultrasonic ini perlu dikalibrasi terlebih

dahulu. Langkah kalibrasi diperlukan guna mendapatkan hasil pengukuran yang tepat

sesuai dengan yang diharapkan. Untuk alat ukur ini, langkah kalibrasi alat dilakukan

dengan menggunakan meteran penggaris atau meteran gulung. Untuk alat ukur jarak ini,

langkah kalibrasi alat lebih banyak menggunakan meteran penggaris, seperti yang

diperlihatkan oleh Gambar 3.8.

Gambar 3.8 Kalibrasi alat ukur menggunakan meteran penggaris, termometer dan

barometer

Langkah-langkah pengkalibrasian yang diterapkan pada alat ukur ultrasonik ini

adalah sebagai berikut :

1. Lepaskan kotak transduser dari kotak induk dan pasang berlawanan arah dengan

kotak objek pada bidang datar, misalnya di atas meja atau lantai.

2. Pasang meteran penggaris dengan panjang 100 cm (1 meter)

3. Catat penunjukan thermometer dan barometer.

Page 25: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

20

4. Hidupkan alat ukur dengan terlebih dahulu mencolokkan peralatan ke sumber

PLN

5. Pilih pemancar jenis resonansi

6. Atur peragaan jarak agar menunjukkan peragaan 1.000 untuk jarak penggaris 100

cm.

Setelah melewati proses kalibrasi ini, alat ukur ini dapat digunakan sepanjang

penunjukan thermometer dan barometer tidak berubah,

3.8 Hasil pengukuran dan Pembahasan

Pegukuran jarak dengan metode pantulan gelombang ultrasonik dilaksanakan

pada ruangan dengan suhu udara 28,7oC dan tekanan udara 1,007 x 10

5 N/m

2. Percobaan

dilakukan menggunakan dua jenis penguat, yaitu penguat jenis penyangga dan penguat

resonansi. Rata-rata hasil pengukuran untuk penguat jenis penyangga berikut simpangan

pengukurannya masing-masing ditunjukkan oleh Gambar 3.9 dan 3.10 berikut.

Gambar 3.9 Grafik rata-rata hasil pengukuran untuk penguat jenis penyangga.

0.0000

1.0000

2.0000

3.0000

4.0000

5.0000

6.0000

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550

Jarak objek (cm)

Ra

ta-r

ata

ha

sil p

en

gu

ku

ran

ja

rak

(m

)

Page 26: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

21

Gambar 3.10 Grafik simpangan hasil pengukuran untuk penguat jenis penyangga.

Rata-rata hasil pengukuran untuk penguat jenis resonansi berikut simpangan

pengukurannya masing-masing ditunjukkan oleh Gambar 3.11 dan 3.12 berikut.

Gambar 3.11 Grafik rata-rata hasil pengukuran untuk penguat jenis resonansi.

0.0000

0.2000

0.4000

0.6000

0.8000

1.0000

1.2000

1.4000

1.6000

1.8000

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550

Jarak objek (cm)

Sim

pan

gan

pen

gu

ku

ran

(m

m)

0.0000

1.0000

2.0000

3.0000

4.0000

5.0000

6.0000

7.0000

8.0000

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750

Jarak objek (cm)

Rata

-rata

pen

gu

ku

ran

(m

)

Page 27: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

22

Gambar 3.12 Grafik simpangan hasil pengukuran untuk penguat jenis resonansi.

Dari keempat grafik (Gambar 3.9 hingga 3.12) terlihat bahwa dengan

menggunakan penguat jenis penyangga, pengukuran jarak dapat diukur dalam selang 20

– 500 cm dan menggunakan penguat jenis resonansi pengukuran jarak dapat diukur

dalam selang 40 – 750 cm. Perbedaan selang pengukuran ini disebabkan oleh perbedaan

daya penguatan. Untuk penguatan jenis penyangga, pengukuran jarak di atas 500 cm

sangat sulit dilakukan karena sangat lemahnya sinyal gelombang ultrasonik yang

diterima oleh pemancar. Sedangkan untuk penguat jenis resonansi, pengukuran di atas

500 cm masih baik bahkan hingga 700 cm. Hal ini jelas karena sinyal gelombang yang

diterima penerima masih cukup kuat. Untuk pengukuran jarak di atas 700 cm sangat

sulit dilakukan karena terbatasnya ruang pengukuran, di mana pengukuran dilakukan

dalam ruangan tertutup

Simpangan dari masing-masing pengukuran untuk masing-masing jenis penguat

bertambah besar sejalan dengan bertambahnya jarak pengukuran. Simpangan di bawah 1

mm pada penguat jenis penyangga masih dapat diperoleh untuk pengukuran jarak hingga

0.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000

0 100 200 300 400 500 600 700

Jarak objek (cm)

Sim

pan

gan

pen

gu

ku

ran

(m

m)

Page 28: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

23

350 cm dan lebih dari 1 mm untuk jarak dari 350 – 500 cm. Hal ini disebabkan intensitas

gelombang ultrasonik yang dipancarkan rendah mengingat tegangan maksimum sinyal

listrik penguat jenis penyangga adalah 12 volt. Pada penguat jenis resonansi, simpangan

pengukuran untuk selang pengukuran 40 – 700 cm masih di bawah 1 mm. Hal ini dapat

diterima mengingat bahwa tegangan keluaran penguat pemancar jenis resonansi adalah

sekitar 300 volt p-p, sehingga intensitas keluaran gelombang ultrasonik cukup tinggi.

Dengan demikian, pengunaan penguat jenis resonansi memberikan hasil pengukuran

yang lebih baik dibandingkan dengan penggunaan penguat jenis penyangga.

Pada pengukuran jarak pendek, pengunaan penguat jenis penyangga hanya

memberikan hasil pengukuran minimum pada jarak 20 cm, yang lebih baik

dibandingkan dengan penggunaan penguat jenis resonansi yang mampu mengukur jarak

minmum hanya pada jarak 40 cm. Ini lebih disebabkan oleh masalah posisi pemancar

dan penerima yang dipasang berimpit. Dengan adanya posisi berimpit ini, terjadi proses

superposisi antara penjalaran gelombang ultasonik secara langsung dari pemancar ke

penerima dengan gelombang yang dipantulkan.oleh objek pengukuran. Untuk

menghindari hal ini sudah diupayakan dengan memberikan rangkaian tunda pada

penerima sehingga pulsa gelombang yang diterima hanya pulsa yang berasal dari hasil

pantulan gelombang saja.

Dengan membandingkan hasil pengukuran kedua penguat, penggunaan penguat

jenis resonansi cukup layak untuk dipertimbangkan penggunaannya jika dibandingkan

dengan mengunakan penguat jenis penyangga. Di samping itu, pada alat ukur ini,

penggunaan penguat jenis resonansi cukup mudah dibuat dan tidak memerlukan biaya

yang malah.

Untuk selang pengukuran yang lebih lebar perlu dilakukan, permasalahan yang

muncul adalah kesulitan dalam mengarahkan transduser pada objek yang akan diukur.

Uji coba yang perlu dilakukan adalah pengukuran kedalaman sumur. Dalam lobang

sumur, objek pemantul lain jarang ditemukan kecuali air sumur itu sendiri. Masalah

yang mungkin muncul adalah apakah air sumur bisa sebagai objek pemantul gelombang

Page 29: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

24

yang baik sebaik pemantul yang terbuat dari bahan padat. Di samping itu, masalah yang

mungkin muncul adalah adanya perbedaan temperatur dan tekanan antara di luar sumur

dan di dalam sumur. Namun demikian, masalah ini dapat diabaikan untuk pengukuran

yang tidak memerlukan ketelitian yang tinggi.

Page 30: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

25

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Dari hasil dan pembahasan yang telah diuraikan sebelumnya dapat disimpulkan

bahwa:

1. Alat ukur jarak ultrasonik digital dapat dibentuk dari blok diagram sederhana dan

dengna memanfaatkan komponen-komponen yang mudah diperoleh dan harga

yang relatif murah.

2. Pengamatan jarak menggunakan alat ukur jarak ultrasonik yang menggunakan

transduser 40 kHz menunjukkan hasil yang cukup baik dan layak untuk dapat

dipertimbangkan penggunaannya. Pengukuran jarak dengan alat ini dapat

dilakukan dengan dengan mudah karena pembacaan pengukurannya dapat dibaca

langsung dalam bentuk angka desimal. Alat ukur jarak ini dibuat dengan

menggunakan dua jenis penguat pemancar yang mempunyai karakteristik

berbeda, yaitu penguat jenis penyangga dan penguat jenis resonansi.

3. Pengukuran jarak yang dihasilkan dari pemakaian alat ukur jarak ultrasonik

digital yang menggunakan transduser 40 kHz dilakukan pada ruangan tertutup

mempunyai tingkat ketelitian yang cukup baik. Pada penggunaan penguat jenis

resonansi memberikan selang pengukuran dari 40 – 700 cm dengan kesalahan

kurang dari 1 mm lebih baik dibandingkan dengan penggunaan penguat jenis

penyangga yang memberikan selang pengukuran dari 20 – 500 cm dengan

kesalahan bisa melebihi 1 mm. Hal ini berkaitan dengan masalah intensitas

gelombang yang dihasilkan, di mana penguat jenis resonansi memberikan

penguatan lebih besar dari penguat jebis penyangga. Dengan demikian,

pemakaian metode pantulan gelombang ultrasonik dalam pengukuran jarak dapat

memberikan hasil yang cukup teliti,

Page 31: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

26

4.2 Saran

Dalam penggunaannya alat ukur ini, beberapa hal perlu diperbaiki yang

merupakan saran-saran perbaikan antara lain :

- Alat ukur ini perlu disempurnakan lagi dengan penguatan yang lebih tinggi

mengingat selang pengukurannya yang diperoleh masih pendek.

- Mengingat transduser ultrasonik yang digunakan adalah transduser konvensional

dengan frekuensi 40 kHz, alat ukur ini masih mungkin untuk disempurnakan.,

yaitu dengan menggunakan transduser yang lebih baik.

Page 32: Penerapan Gelombang Bunyi terhadap Laju Pertumbuhan

27

DAFTAR PUSTAKA

Borthakur, S., Bhuyan, M., Bhattacharyya, P., Rao, P. 2011. Ultrasound: A Potential

Tool for Management of Tea Mosquito Bug, Helopeltis theivora Waterhouse

(Miridae:Hemiptera). Research Communication, Science And Culture,

77(11-12):493-495.

Epenhuijsen, C. W. V., Koolaard, J. P., Potter, J.F. 1997. Energy, Ultrasound, and

Chemical Treatments for The Disinfestation Of Fresh Asparagus Spears. Proc.

50th N.Z. Plant Protection Conf.: 436-441.

Hadi, U. K., Koesharto, FX., Sigit, SH., Sugiarto. 2009. Study of the effect of ultrasonic

device against the dengue mosquito, Aedes aegypti (Diptera: Culicidae).

Prosiding Seminar Nasional Hari Nyamuk. Bogor 10 Agustus.

Halliday & Robert Resnick, 1989, Physics 3rd

edition, terjemahan Pantur Silaban dan

Erwin Sucipto, Erlangga, Jakarta.

Haris, Norman C., 1995, Physics : Pinciples and Aplications, Glencoe/McGraw-Hill.

New York.

Marcelo Alonso dan Edward J.Finn, 1992, Dasar-dasar Fisika Universitas edisi kedua,

Erlangga, Jakarta.

Sybil P. Parker, 1988, Acoustics Source Book, Mc. Graw-Hill, New York

Trisnobudi, Amoranto, 1985, Diktat Kuliah Ultrasonik I (TF-413), FTI ITB, Bandung

Vincent, C., Hallman, G., Panneton, B., Fleurat-Lessard, F. 2003. Management OF

Agricultural Insects with Physical Control Methods. Annual Review of

Entomology, 48:261–281.

Warner, J., Scheffrahn, R. H. 2005. Laboratory Evaluation of Baits, Residual

Insecticides, and an Ultrasonic Device For Control of White-Footed Ants,

Technomyrmex albipes (Hymenoptera: Formicidae). Sociobiology, 45:1-14.

Wikipedia. 2016. https://id.wikipedia.org/wiki/Ultrasonografi_medis

Yturralde, K. M., Hofstetter, R. W. 2012. Efficacy of Commercially Available

Ultrasonic Pest Repellent Devices to Affect Behavior of Bed Bugs (Hemiptera:

Cimicidae). Journal of Economic Entomology, 105:2107-2114.