Sensor Jarak (Gelombang Suara)

Tahukah kamu bagaimana kelelawar bisa terbang di malam hari tanpa menabrak pohon? Mereka menggunakan teknik ekolokasi (pantulan suara). Mereka mengeluarkan suara melengking tinggi, lalu mendengarkan gema atau pantulannya ketika suara itu mengenai objek, lalu kembali ke telinga mereka.

Sensor jarak ultrasonik (seperti HC-SR04) meniru persis cara kelelawar ini! Kata "ultra" berarti di atas, dan "sonik" berarti suara. Suara ultrasonik adalah gelombang suara yang frekuensinya di atas ambang pendengaran manusia (di atas 20.000 Hz).

Sensor HC-SR04 memiliki dua "mata" (silinder logam), namun sebenarnya itu bukan mata. Yang satu adalah pemancar suara (Speaker / Transmitter), dan yang satunya lagi adalah penerima suara (Microphone / Receiver).

1. Mikrokontroler memberikan sinyal HIGH singkat ke pin TRIG (Trigger).
2. Transmitter memancarkan 8 siklus gelombang suara pada frekuensi 40 kHz.
3. Gelombang suara ini merambat di udara, memantul ketika mengenai benda, dan kembali ke sensor.
4. Pin ECHO menjadi HIGH selama gelombang belum kembali, dan berubah menjadi LOW saat pantulan ditangkap oleh Receiver.

Arduino tidak langsung memberikan nilai "10 cm". Arduino hanya bisa mengukur waktu yang dihabiskan sejak suara dipancarkan sampai pantulannya ditangkap (durasi pin Echo HIGH).

Dengan rumus fisika sederhana Jarak = Kecepatan × Waktu:

Jarak = Durasi (µs) × 0.034 (cm/µs)

Sekarang mari kita buat sistem sensor parkir. Kita akan membuat indikator peringatan menggunakan 3 LED (Hijau, Kuning, Merah) dan Buzzer, sesuai dengan zona jaraknya.

#define TRIG_PIN 9
#define ECHO_PIN 10
#define BUZZER_PIN 8
#define LED_MERAH  13
#define LED_KUNING 12
#define LED_HIJAU  11

long bacaJarak() {
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  long durasi = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
  return durasi * 0.034 / 2;
}

void setup() {
  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);
  pinMode(LED_MERAH, OUTPUT);
  pinMode(LED_KUNING, OUTPUT);
  pinMode(LED_HIJAU, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  long jarak = bacaJarak();
  
  // Reset semua LED
  digitalWrite(LED_MERAH, LOW);
  digitalWrite(LED_KUNING, LOW);
  digitalWrite(LED_HIJAU, LOW);
  
  if (jarak < 10) {
    // BAHAYA: terlalu dekat
    digitalWrite(LED_MERAH, HIGH);
    tone(BUZZER_PIN, 1000); // bunyi terus
  } else if (jarak < 25) {
    // PERINGATAN: dekat
    digitalWrite(LED_KUNING, HIGH);
    tone(BUZZER_PIN, 600, 200); // bunyi berkala
  } else {
    // AMAN
    digitalWrite(LED_HIJAU, HIGH);
    noTone(BUZZER_PIN);
  }
  
  Serial.print("Jarak: ");
  Serial.print(jarak);
  Serial.println(" cm");
  delay(200);
}