Makalah Lidar Speed Gun

ALAT PENGUKUR KECEPATAN KENDARAAN

TANPA EFEK DOPPLER

FISIKA DASAR II

KELAS A

KELOMPOK

Agung Septa Pratama,            1306402186

Amira Diana,                         1306397236

Dhea Fairuz Vibranti,              1306442372

Michael Yan,                          1306411625

Rendi,                                   1306364660

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS INDONESIA

2014

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas kehadirat Allah Yang Maha Esa yang telah memberikan nikmat dan hidayah-Nya sehingga kami sebagai penulis dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Makalah Fisika Dasar II ini membahas tentang salah satu contoh alat pengukur kecepatan kendaraan tanpa menggunakan efek doppler, yaitu Lidar Speed Gun.

            Makalah ini disusun agar penulis maupun pembaca dapat memahami dan mengerti penegrtian lidar speed gun, prinsip kerja lidar speed gun, kelebihan lidar speed gun, dan kekurangan lidar speed gun, fungsi lidar speed gun, perbedaan lidar speed gun dengan radar,.

            Penulis berharap makalah ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri maupun pembaca. Pada dasarnya penulis tidak luput dari kesalahan pada tahap pembuatan makalah ini, maka dari itu penulis sangat mengaharapkan adanya kritik dan saran dari pembaca agar dapat membuat makalah ini lebih sempurna.

           

                                                                                                           

Depok, 2 Mei 2014

Penulis 

DAFTAR ISI

Kata Pengantar...................................................................................................   ii

Daftar Isi.............................................................................................................. iii

BAB I Pendahuluan............................................................................................ 1

       1.1. Latar Belakang........................................................................................ 4

       1.2. Perumusan Masalah................................................................................. 4

       1.3. Tujuan...................................................................................................... 5

       1.4. Jenis Masalah........................................................................................... 5

       1.5. Sistematika Penulisan.............................................................................. 5

BAB II Apakah Manusia Itu.............................................................................. 3

       2.1. Pengertian................................................................................................ .8

       2.2. Prinsip Kerja............................................................................................ 7

       2.3. Kelebihan Lidar Speed Gun.................................................................... 8

       2.4. Kekurangan Lidar Speed Gun................................................................ 8

       2.5. Perbedaan Lidar Speed Gun dan Radar................................................. 8

       2.6. Fungsi Lidar Speed Gun......................................................................... 9

       2.7. Perhitungan dalam Speed Gun................................................................ 10

BAB III Penutup................................................................................................. 12

      3.1.Kesimpulan................................................................................................ 12

      3.2.Saran.......................................................................................................... 12

Daftar Pustaka.................................................................................................... 13

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.  Latar Belakang

Peranan teknologi dalam bidang komunikasi sangatlah besar. Salah satunya adalah radar. Radar sering digunakan untuk mengetahui letak dan jarak suatu objek. Radar juga digunakan untuk mengukur kecepatan gerak dari suatu objek.

Dewasa ini, telah dikembangkan suatu teknologi yang bernama lidar. Sama seperti radar, lidar juga dapat digunakan untuk mengukur jarak suatu objek. Berbeda dengan radar yang menggunakan gelombang elektromagnetik, lidar menggunakan cahaya untuk mengukur jarak suatu objek. Lidar juga dapat digunakan untuk mengukur kecepatan gerak suatu objek, misalnya mobil. Dalam makalah ini akan dibahas prinsip kerja lidar serta  penerapannya dalam mendeteksi kecepatan kendaraan.

1.2.  Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang, maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut :

1.      Apa itu lidar?

2.      Bagaimana prinsip kerja lidar?

3.      Bagaimana penerapan lidar speed gun dalam mendeteksi kecepatan kendaraan?

4.      Apa kelebihan dan kekurangan lidar speed gun?

5.      Apa fungsi lidar speed gun?

6.      Apa perbedaan antara lidar speed gun dan radar?

1.3.  Tujuan

Makalah ini bertujuan untuk :

a.    Menambah pengetahuan tentang lidar speed gun itu sendiri

1.4.  Jenis Penulisan: Makalah Ilmiah

Metode yang Digunakan: Studi Deskriptif

1.5.  Sistematika Penulisan

            Dalam makalah ini kami akan membahas tentang Lidar Speed Gun. Dimana didalamnya pada BAB 2 akan membahas tentang pengertian speef gun, prinsip kerja speed gun, kelebihan speed gun, kekurangan speed gun, perbadaan antara speed gun dan radar, dan fungsi speed gun.

BAB II

LIDAR SPEED GUN

1.   

2.   

2.1.   Pengertian

LIDAR adalah singkatan dari Light Detection and Ranging. Speed Gun adalah alat pengukur kecepatan kendaraan yang digunakan polisi untuk mengetahui terjadinya pelanggaran batas kecepatan di jalan raya.

2.2.  Prinsip Kerja

Prinsip kerja lidar hampir sama dengan radar (Radiowave Detection and Ranging). Radar digunakan untuk mengukur jarak dari pengamat ke objek. Waktu yang dibutuhkan oleh radiasi gelombang radio untuk berjalan ke dan dari objek, yang mana merefleksikan radiasi, mudah diterjemahkan ke dalam pengukuran jarak. Dengan membandingkan sistem jarak yang berbeda, sistem dapat menghitung seberapa cepat mobil bergerak. Alat ini dapat mengumpulkan beberapa ratus sampel dalam waktu kurang dari setengah detik, sehingga penggunaanya sangat akurat.

Pistol kecepatan laser yang terbaru (LIDAR-light detection and ranging) menggunakan sebuah metode yang menggandalkan waktu pantul cahaya. Mungkin sobat pernah mengamati pemantulan gelombang bunyi dalam bentuk gema. Misalnya, ketika berteriak ke dalam sumur dan suara sobat membutuhkan selang waktu agar kembali ke telinga. Bunyi bergerak dengan kelajuan 340 m/s sehingga sumur itu menghasilkan  selang waktu bolak-baliknya suara yang cukup lama.

Sebuah pistol kecepatan laser mengukur waktu bolak-balik bagi cahaya untuk mencapai sebuah kendaraan dan memantul kembali. Cahaya dari sebuah pistol kecepatan radar jauh lebih cepat daripada bunyi sekitar 300 000 000 m/s. Pistol kecepatan laser menembakkan tembakan singkat cahaya laser inframerah dan kemudian menerima pantulannya dari kendaraan yang sedang diukur kecepatannya. Pistol itu menghitung selang waktu dari penembakan hingga kembalinya laser itu, dan membaginya dengan angka 2 sehingga jarak kendaraan ke senjata dapat diketahui. Jika pistol itu menembakkan 1000 tembakan per detik, maka jarak tempuh dari tembakan-tembakan itu dapat dibandingkan sehingga kelajuan kendaraan dapat diketahui. Jadi, kecepatan kendaraan itu diturunkan dari rumus fungsi posisi kendaraan tadi.

2.3.  Kelebihan Lidar Speed Gun

Kelebihan pistol kecepatan laser adalah ukuran "corong" cahaya yang dipancarkan oleh pistol sangat kecil, bahkan pada jarak sebesar 300 meter. Corong tersebut pada jarak ini dapat memiliki diameter sebesar 1 meter. Ini memungkinkan pistol itu membidik sebuah kendaraan tertentu. Pistol kecepatan laser juga sangat akurat.

2.4.  Kekurangan Lidar Speed Gun

Kekurangannya adalah petugas polisi yang menggunakannya harus mengarahkan senapan itu tepat kearah kendaraan. Pistol kecepatan yang lama yang menggunakan berkas radar yang luas dan memanfaatkan pergeseran Doppler dapat digunakan tanpa membidiknya secara langsung.

      Pistol LIDAR diledakan menggunakan cahaya inframerah untuk mencapai mobil, terpental dan kembali ke titik awal. Sistem LIDAR dapat menentukan seberapa jauh benda. Tidak seperti radar polisi tradisional, LIDAR tidak mengukur perubahan frekuensi gelombang. Sebaliknya, LIDAR akan mengirimkan semburan laser inframerah dalam waktu singkat untuk menentukan jarak. Dengan membandingkan sampel jarak yang berbeda, sistem dapat menghitung seberapa cepat mobil bergerak. Alat ini dapat mengumpulkan beberapa ratus sampel dalam waktu kurang dari setengah detik, sehingga penggunaanya sangat akurat.          

2.5.  Perbedaan antara Lidar speed Gun dan Radar

Sebagai pengukur jarak, lidar bekerja seperti radar, yang membedakannya ialah sumber radiasinya yaitu laser dan panjang gelombang terletak pada bagian inframerah, cahaya tampak, atau ultraviolet.

2.6.  Fungsi Lidar Speed Gun

Pengukur jarak laser digunakan oleh pihak militer untuk menentukan jarak dari objek yang akan diserang. Selain itu, alat ini juga digunakan oleh polisi untuk mendeteksi pengendara yang berkecepatan tinggi. Kecepatan mobil ditentukan oleh waktu dari pulsa radiasi yang dipancarkan oleh pistol lidar dan dipantulkan kembali ke detektor yang terdapat di dalam pistol. Kecepatan mobil tersebut kemudian diperoleh dari perhitungan waktu urutan pulsa-pulsa. Polisi dapat menggunakan sistem LIDAR genggam, seperti alat radar konvensional, tetapi di banyak daerah, sistem LIDAR benar-benar otomatis. Pistol bersinar laser pada sudut di seberang jalan dan mencatat kecepatan dari setiap mobil yang lewat.

Lidar menyediakan teknik yang sangat kuat dalam investigasi atmosfer bumi, baik pada troposfer di ketinggian 14 km maupun stratofer yang berada pada jarak antara 18-50 km diatas permukaan bumi. Komponen atmosfer terdiri atas tetesan air (awan), partikel (aerosol), atau gas. Perangkat lidar terpasang di pesawat, seperti pistol pendeteksi kecepatan mobil, merupakan kombinasi dari laser berpulsa dan detektor untuk mengukur refleksi dari radiasi. Sebagai pengukur jarak, lidar juga berfungsi untuk mengukur jarak dari komponen-komponen awan, partikel aerosol, dan gas-gas. Distribusi ketinggian didapat dari observasi di interval waktu yang berbeda dimana pulsa memantul kembali ke detektor.

Polisi dapat menggunakan sistem LIDAR genggam, seperti alat radar konvensional, tetapi di banyak daerah, sistem LIDAR benar-benar otomatis. Pistol bersinar laser pada sudut di seberang jalan dan mencatat kecepatan dari setiap mobil yang lewat.

Ketika sebuah mobil yang melaju terdeteksi, sistem memicu kamera kecil, yang mengambil gambar plat mobil dan wajah pengemudi. Karena sistem otomatis telah mengumpulkan semua bukti kebutuhan polisi.

2.7. Perhitungan dalam Speed Gun

       Sebuah pistol kecepatan laser mengukur waktu bolak-balik bagi cahaya untuk mencapai sebuah kendaraan dan memantul kembali. Cahaya dari sebuah pistol kecepatan radar jauh lebih cepat daripada bunyi sekitar 300 000 000 m/s. Pistol kecepatan laser menembakkan tembakan singkat cahaya laser inframerah dan kemudian menerima pantulannya dari kendaraan yang sedang diukur kecepatannya.

Pistol itu menghitung selang waktu dari penembakan hingga kembalinya laser itu, dan membaginya dengan angka 2 sehingga jarak kendaraan ke senjata dapat diketahui. Jika pistol itu menembakkan 1000 tembakan per detik, maka jarak tempuh dari tembakan-tembakan itu dapat dibandingkan sehingga kelajuan kendaraan dapat diketahui. Jadi, kecepatan kendaraan itu diturunkan dari rumus fungsi posisi kendaraan tadi.

1.         Penerbangan kembali :  Pulse [Pulsa A]  yang telah dipantulkan kembali ke pistol LIDAR dan terdeteksi sehingga waktu kedatangannya dapat diketahui. Waktu tersebut disebut sebagai [ Waktu Kedatangan A].

2. Menghitung jarak target : [Waktu pelepasan A] dikurangi dari [Waktu Kedatangan A] untuk menentukan [Time In Flight A]. Berdasarkan kenyataan bahwa pulsa melakukan dua arah perjalanan (ke target dan kembali lagi) sehingga [Time In Flight A] dibagi dengan setengah untuk menentukan [Waktu tempuh A ke Target]. Sekarang, mengetahui Kecepatan Cahaya (C) jarak ke kendaraan target dapat dihitung dengan pistol mikroprosesor LIDAR sebagai berikut :

[Waktu tempuh A ke Target] x C = [Jarak ke Target A].(Jarak = Waktu X kecepatan] .
Sekarang kita memiliki jarak ke target. Tapi  kami masih belum memiliki kecepatan. Jadi pulsa tambahan diperlukan untuk menentukan kecepatan:

3. Jarak Target Baru yang diperoleh : Polisi belum melepaskan jarinya dari pelatuk LIDAR. Pistol LIDAR memancarkan pulsa lain [Pulse B] dan juga mencatat waktu rilis [Pers Waktu B]. [Waktu pelepasan B ke Target] digunakan untuk menghitung [Jarak ke Target B] (target yang sama). Selain itu, kita juga telah memiliki kapan [Waktu Kedatangan B].

4. Menghitung jarak yang ditempuh oleh target : Setelah memiliki dua jarak kendaraan saat pulsa A dan pulsa B mengenai kendaraan tersebut dengan LIDAR, kita dapat menghitung jarak yang ditempuh oleh kendaraan sasaran antara pulsa sebagai berikut :  [Jarak ke Target B] - [Jarak ke target A] = [Jarak yang ditempuh oleh Target].

5. Sekarang kita memiliki [Jarak tempuh Target] antara pulsa A dan pulsa B dan kami memiliki [Waktu Penembakan A] dan [Waktu Kedatangan B]. Dengan mengambil [Waktu Penembakan B] dan mengurangkan [Waktu Penembakan A] kita mendapatkan [Total Waktu yang ditempuh target]. Ini semua pistol LIDAR sekarang perlu untuk menghitung kecepatan kendaraan sebagai: [Jarak tempuh target] / [Total Waktu yang ditempuh Sasaran] = [Kecepatan Kendaraan] atau Kecepatan = Jarak / Waktu.

BAB III

PENUTUP

1.    KESIMPULAN

Lidar speed gun merupakan salah satu alat pengukur kecepatan kendaraan yang sering digunakan oleh kepolisian guna merazia kendaraan dengan kecepatan yang melebihi batas maksimum. Prinsip kerja Lidar speed gun dengan menggunakan prinsip pemantulan. Dalam hal ini yang dipantulkan merupakan gelombang cahaya.

Sang polisi pengukur kendaraan cukup diam berdiri sambil mengarahkan pistol Lidar ke arah kendaraan yang akan diukur kecepatannya. Lalu dari pistol lidar akan mengeluarkan gelombang cahaya berupa laser. Laser dari pistol lidar akan kembali lagi dan ditangkap oleh pistol lidar. Setelah sensor gelombang menangkap gelombang pantulan. Alat ini akan mengeluarkan besaran kecepatan kendaraan di layar yang ada di pistol lidar ini.sss

2.    SARAN

Kritik dan saran pembaca dari pembaca sangat diharapkan demi kesempurnaan penulisan makalah di kemudian hari.

DAFTAR PUSTAKA

Holas, J. Michael. 2004. Modern Spectoscopy. England: Wiley

http://www.gomuda.com/2013/01/fungsi-dan-bagaimana-radar-bekerja.html

howstuffworks.com.

Kontribusi Anggota Kelompok :

1.         Agung Septa Pratama

Penyusun, kata pengantar, sistematika penulisan

2.         Amira Diana

Mencari materi, daftar isi

3.         Dhea Fairuz Vibranti,

Mencari materi, kritik dan saran, penerjemah          

4.         Michael Yan,

Latar belakang, rumusan masalah, tujuan

5.         Rendi

Mencari bahan, kesimpulan