Prinsip kerja mengukur panjang benda bergerak adalah dengan menghitung kecepatan benda tersebut kemudian dikalikan dengan waktu benda tersebut melewati sebuah titik.
Persamaan mencari panjang benda bergerak:
Panjang benda (m) = Kecepatan (m/s) x waktu lewat (dtk)
Mencari kecepatan benda menggunakan rumus:
Kecepatan (m/s) = jarak (m) / waktu tempuh (dtk)
Pengukuran waktu tempuh dimulai saat objek menyentuh sensor 1 dan berakhir saat objek menyentuh sensor 2. Dengan jarak sensor 1 dan 2 yang tetap, maka pembagian jarak sensor dengan waktu tempuh akan menghasilkan kecepatan.
Mengukur kecepatan benda dengan arduino membutuhkan respon/penanganan yang cepat. Untuk itu pengukuran kecepatan benda dengan arduino digunakan timer1 16-bit dengan prescale 1 (presisi maksimum 1/16juta detik).
Sedangkan guna mengukur panjang benda dengan arduino dibutuhkan data waktu benda melintasi satu titik. Waktu tempuh benda dihitung saat benda menyentuh sensor dan selesai saat benda meninggalkan sensor. Perkalian antara waktu ini dengan kecepatan benda akan diperoleh panjang benda tersebut.
Komponen yang digunakan untuk menentukan kecepatan objek dengan arduino:
- Arduino Uno
- Photo dioda 2 buah jarak 5 cm.
- IR LED 2 buah didepan photo dioda
- Resistor 100 ohm 2 buah
skema mengukur panjang benda dengan arduino:
sketch/program cara mencari panjang benda bergerak dengan arduino :
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 | #define sensor1 2#define sensor2 3#define jarakSensor 0.05 //meter#define waktuTick 1/8000000 //detik#define mpsKekmph 3.6 volatile uint16_t waktuA;volatile uint16_t waktuB;volatile uint16_t overFlowA;volatile uint16_t overFlowB;volatile uint16_t panjangA;volatile uint16_t panjangB;volatile uint16_t overflowTimer;volatile bool dariA;volatile bool dariB;volatile bool sampaiA;volatile bool sampaiB;volatile bool lewatA;volatile bool lewatB;uint8_t maskSensor1; uint8_t maskSensor2; uint8_t *pinSensor1; uint8_t *pinSensor2; void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("Pengukuran panjang objek bergerak dengan Arduino"); Serial.println("dan photo dioda menggunakan metode interupsi serta timer"); pinMode(sensor1, INPUT_PULLUP); pinMode(sensor2, INPUT_PULLUP); maskSensor1 = digitalPinToBitMask(sensor1); pinSensor1 = portInputRegister(digitalPinToPort(sensor1)); maskSensor2 = digitalPinToBitMask(sensor2); pinSensor2 = portInputRegister(digitalPinToPort(sensor2)); EIFR |= _BV(INTF1) |_BV(INTF0); TIMSK1 |= _BV(TOIE1); TCCR1A = 0; attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(sensor1), objekMelewatiA, CHANGE); attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(sensor2), objekMelewatiB, CHANGE);} void loop() { double waktuSampai; double waktuLewat; double Kecepatan; double Panjang; if(dariA && sampaiB && lewatB) { waktuSampai = 1.0 * (double)waktuTick * ((uint32_t)waktuB + (overFlowB * 65535)); waktuLewat = 1.0 * (double)waktuTick * ((uint32_t)panjangB + (overflowTimer * 65535)); Kecepatan = 1.0 * jarakSensor / waktuSampai; Panjang = 1.0 * (waktuLewat - waktuSampai) * Kecepatan; Serial.print("Panjang = "); printDouble(Panjang, 6); Serial.println(" meter"); Serial.print("Kecepatan = "); printDouble(Kecepatan, 6); Serial.print(" meter/detik ("); printDouble(Kecepatan * mpsKekmph, 6); Serial.println(" km/jam) dari B ke A"); dariA = false; sampaiB = false; lewatB = false; } else if(dariB && sampaiA && lewatA) { waktuSampai = 1.0 * (double)waktuTick * ((uint32_t)waktuA + (overFlowA * 65535)); waktuLewat = 1.0 * (double)waktuTick * ((uint32_t)panjangA + (overflowTimer * 65535)); Kecepatan = 1.0 * jarakSensor / waktuSampai; Panjang = 1.0 * (waktuLewat - waktuSampai) * Kecepatan; Serial.print("Panjang = "); printDouble(Panjang, 6); Serial.println(" meter"); Serial.print("Kecepatan = "); printDouble(Kecepatan, 6); Serial.print(" meter/detik ("); printDouble(Kecepatan * mpsKekmph, 6); Serial.println(" km/jam) dari A ke B"); dariB = false; sampaiA = false; lewatA = false; } else if(dariA || dariB) { if(overflowTimer > 5000) { dariA = false; dariB = false; TCCR1B = 0; Serial.println("Terlalu lambat"); } }} void objekMelewatiA(){ if(*pinSensor1 & maskSensor1) { if(dariB) { waktuA = TCNT1; overFlowA = overflowTimer; sampaiA = true; } else { TCNT1 = 0; TCCR1B = _BV(CS10); TIFR1 |= _BV(TOV1); overflowTimer = 0; dariA = true; } } else if(dariB && sampaiA) { panjangA = TCNT1; TCCR1B = 0; lewatA = true; } EIFR |= _BV(INTF0);}void objekMelewatiB(){ if(*pinSensor2 & maskSensor2) { if(dariA) { waktuB = TCNT1; overFlowB = overflowTimer; sampaiB = true; } else { TCNT1 = 0; TCCR1B = _BV(CS10); TIFR1 |= _BV(TOV1); overflowTimer = 0; dariB = true; } } else if(dariA && sampaiB) { panjangB = TCNT1; TCCR1B = 0; lewatB = true; } EIFR |= _BV(INTF1);} ISR(TIMER1_OVF_vect){ overflowTimer++;} void printDouble(double nilai, byte belakangKoma){ if(nilai < 0.0) { Serial.print('-'); nilai = -nilai; } Serial.print ((long)nilai); if( belakangKoma > 0) { Serial.print("."); unsigned long frac; unsigned long mult = 1; byte padding = belakangKoma - 1; while(belakangKoma--) { mult *=10; } if(nilai >= 0) { frac = (nilai - int(nilai)) * mult; } else { frac = (int(nilai)- nilai ) * mult; } unsigned long frac1 = frac; while( frac1 /= 10 ) { padding--; } while( padding--) { Serial.print("0"); } Serial.print(frac,DEC) ; }} |