tkc225 - robotika program studi sistem...

Sensor Robot

@2012, Laboratorium Sistem Embedded & Robotika, Siskom - UNDIP

TKC225 - RobotikaPROGRAM STUDI SISTEM KOMPUTERUNIVERSITAS DIPONEGORO

.: hal 2:.@2012, RESLab, Siskom - Undip

Pokok Bahasan Kuliah

• Pembahasan tentang sensor robot• Sensor resistansi• Sensor ultrasound• Sensor jarak IR• Accelerometer• Gyroscope

•Acknowledgement: sebagian presentasi diambil dari slide pak Iwan Setiawan


Sensor Resistansi

• Bekerja berdasarkan prinsip perubahan resistansi

Sensor Tekukan (Bend Sensors) • Resistansi = 10k sampai 35k• saat strip menekuk, resistansi meningkat

Potentiometers• dapat digunakan untuk mengukur sudut putar

LDR :Light Sensor (Photocell)• untuk mendeteksi sumber cahaya • perubahan resistansi tidak linear• respon lambat

Resistive Bend Sensor

Photocell

Potentiometer

Cahaya semakin terang R semakin kecil


Contoh aplikasi

Sensor

• Mengukur tekukan lengan robot

• Deteksi dinding halangan

• Sensor berat

Sensors

Sensor


Rangkaian Dasar Pengubah Resistansi ke Tegangan

Pembagi tegangan:

R 1(sensor): variabelR 2 tetap

V

micro

R1

R2

V sensor

VRR

RVsense

21

2

A/D converter

Comparator: Jika V + >V -, maka output high

+-

V

Output biner

Rangkaian Pengkondisi


Sensor UltraSound

• Prinsip Operasi:– Sensor memancarkan sinyal suara (50kHz), (pendengaran

manusia: 20Hz sampai 20kHz) – Mengukur waktu pantul sejak dipancarkan.– Mengukur objek yang memantulkan suara

D = v * t/2V=kecepatan suara: 340m/sD=jarakT = waktu pemantulan


Sensor UltraSound cont.

Model sonar :Area deteksi

-Sensitifitas deteksi dari sensor sangat tergantung dari besar sudut yang dibentuk oleh sensor dengan bidang refleksi (objek), -Semakin jauh jarak objek yang terdeteksi, maka posisi objek tersebut semakin tidak diketahui secara pasti. -Jika objek yang dideteksi berukuran besar dan berbentuk tidak beraturan atau jumlahnya banyak, maka dimungkinkan terjadi pantulan-pantulan.



Contoh Sensor ultrasound komersil: Ping)) produk parallak• Host triggers pulse, sensor emits 40 kHz burst• Time to travel = tIN. Jangkauan?



chair

Robot

chair

Doorway

Scan moving from left to right

Leng

th o

f Ech

o

• Aplikasi:– Mengukur jarak halangan– Pemetaan keadaan lingkungan disekeliling robot


Ultrasound: Interfacing


Laser Range Finder

• Berdasarkan kecepatan cahaya– D = ct /2; c= 3 x 108 m/s

• Jangkauan 2-500 meter• Resolusi: 10 mm• Derajat pantauan : 100 - 180

derajat• Resolusi angular : 0.25 derajat• Waktu scan : 13 - 40 msec.


Sensor Infrared: Berbasis Intensitas

Sensitive terhadap cahaya ambient

time

volt

age

time

volt

age

Bias dc naik seiring kenaikan cahaya ambient

Pemancar -penerima

Reflective


Sensor IR Reflective

• Sensor Reflective : – Emitter IR LED + detector

photodiode/phototransistor– Phototransistor: semakin kuat cahaya yang

diterima, arus semakin besar– Cahaya direfleksikan dari sebuah bidang

ke detektor– Cahaya tidak nampak

• Aplikasi– Deteksi objek, – Line following, Wall tracking– Optical encoder (Break-Beam sensor)–

• kekurangan:– Sangat tergantung pada cahaya

lingkungan– Jarak deteksi objek tidak dapat terlalu jauh


Sensor Infrared termodulasi

• Modulasi dan Demodulasi– Memancarkan cahaya pada frekuensi tertentu– Demodulator dituning pada frekuensi pemancaran.

(32kHz~45kHz)– Cahaya berfrekuensi dapat dideteksi walaupun

magnitudenya lemah – Banyak digunakan dalam remote control


Sensor Jarak Infrared

Prinsip Operasi:IR emitter + focusing lens + position-sensitive detector



• Sharp GP2Y0A02YK Long Distance Measuring– Jangkauan: 20cm (4") ~ 150cm (30")– Imun terhadap cahaya ambient – Aplikasi pengukuran jarak, wall following, …

• Sharp GP2D120– Jangkauan: 4 cm s/d 30 cm

GP2D120GP2Y0A02YK


Passive IR (PIR)• Mengukur cahaya IR yang dipancarkan oleh objek

– Sering digunakan sebagai detektor gerak– Device PIR tidak mengeluarkan radiasi energi apapun– Range: 6 meter

http://www.ladyada.net/learn/sensors/pir.html

http://www.ladyada.net/learn/sensors/pir.html


Encoder

• Pengukur kecepatan putaran

light emitter

light sensor

decode circuitry


Accelerometers

• Mengukur gaya inersial yang dihasilkan ketika sebuah massa mengalami percepatan– Digunakan untuk mengukur pergerakan: tilt,

pan, roll

kxdt

dxc

td

xdmF

2

2


Accelerometers

Velocity vs Distance


Accelerometers

Acceleration vs Velocity


Tipe Accelerometers


DE-ACCM6G 2-Axis AccelerometerDual Axis Accelerometer• Jangkauan 6g = 6 x 9.8 m/s2• Sensitivity = 222mV/g


DE-ACCM6G 2-Axis Accelerometer

0g


Contoh


Gyroscopes

• Perangkat yang mengeluarkan sinyal yang proporsional terhadap kecepatan rotasi

• Banyak digunakan untuk mengukur sudut rotasi

• Digabung dengan 3-axis accelerometer membentuk sistem tracking 6 DoF


Yaw, Pitch, Roll

•Pan/yaw: 0 .. 360•Tilt/pitch: -90 .. +90•Roll: 0 .. 360

tkc225 - robotika program studi sistem...

Documents