Perkenalan dengan GNU Octave

[intense_panel shadow=”11″ border=”1px solid #696161″]

Jenis software (perangakat lunak) komputasi dapat digolongkan ke dalam beberapa bagian. Dua bagian yang menjadi perhatian untuk pembahasan kali ini adalah numerical analysis software dan computer algebra systems. Mesikipun sebagian software dapat melakukan keduanya (dua jenis pekerjaan matematis). Contoh dari numerical analysis software adalah MATLAB, Scilab dan GNU/Octave. Sedangkan Maxima termasuk ke dalam computer algebra systems.

[/intense_panel] [su_panel border=”2px solid #CCFF00″ radius=”10″]

Program komputer GNU/Octave (lazim hanya disebut sebagai Octave) dapat dipergunakan secara online maupun offline. Keuntungan mempergunakannya secara offline (sebagaimana banyak program komputer lainnya) adalah bahwa pengguna tidak terlalu tergantung pada kondisi koneksi Internet. Sedangkan keuntungan mempergunakan secara online adalah bahwa pengguna tidak perlu melakukan proses instalasi yang kadang-kadang tidak dapat dilakukan dengan lancar dan mudah. Pengguna juga tidak perlu melakukan pemeliharaan secara berkala (seperti melakukan update).

Gambar 1. Octave-online.net.

Gambar 2. https://www.tutorialspoint.com/octave_terminal_online.php.

Gambar 3. https://www.rollapp.com/app/octave#.

Gambar 4. rollApp GNU/Octave

Gambar 5. rollApp

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #FFFF33″ radius=”10″]

Gambar 6.

Gambar 7.

Gambar 8.

[/su_panel] [su_panel border=”2px solid #80B3FF” radius=”10″]

Gambar 9.

Gambar 10.

Gambar 11.

Gambar 12.

Gambar 13.

Gambar 14.

syms x
a=int((sin(x))^2,0,2*pi)
b = sqrt((1/(2*pi))*a)

Gambar 15.

Gambar 16.

Gambar 17.

Gambar 18.

Gambar 19.[/su_panel] [su_panel border=”2px solid #FF3300″ radius=”10″]

Gambar 20.

Gambar 21.

Gambar 22.

Gambar 23.

Gambar 24.

Gambar 25.

function y = cariRMS(A)
syms x
y = A * double(sqrt((1/(2*pi)) * int((sin(x))^2,0,2*pi)))
endfunction

Gambar 26.

function y = cariRMS(A)
    syms x
    y = A * double(sqrt((1/(2*pi)) * int((sin(x))^2,0,2*pi)));
    printf("Nilai RMS dari gelombang sinus dengan amplitudo %d adalah: %d \n", A, y);
endfunction

Gambar 27.

function y = cariRMS(A)
    syms x
    y1 = A * double(sqrt((1/(2*pi)) * int((sin(x))^2,0,2*pi)));
    y2 = A * (1/(sqrt(2)));
    y3 = A * 0.707
    printf("Nilai RMS (y1) dari gelombang sinus dengan amplitudo %d adalah: %d \n", A, y1);
    printf("Nilai RMS (y2) dari gelombang sinus dengan amplitudo %d adalah: %d \n", A, y2);
    printf("Nilai RMS (y3) dari gelombang sinus dengan amplitudo %d adalah: %d \n", A, y3);
endfunction

Gambar 28.

Gambar 29.

function y = cari_peak(a_rms)
    syms x
    y1 = a_rms * 1/double(sqrt((1/(2*pi)) * int((sin(x))^2,0,2*pi)));
    y2 = a_rms * (sqrt(2));
    y3 = a_rms * 1/0.707;

    printf("Nilai peak (y1) dari gelombang sinus dengan nilai rms %d adalah: %d \n", a_rms, y1);
    printf("Nilai peak (y2) dari gelombang sinus dengan nilai rms %d adalah: %d \n", a_rms, y2);
    printf("Nilai peak (y3) dari gelombang sinus dengan nilai rms %d adalah: %d \n", a_rms, y3);
endfunction

Gambar 30.

[/su_panel] [su_panel border=”2px solid #DCDC2C” radius=”10″]

Gambar 31.

function Arms=frms(Ain,divr)
    x=linspace(0,2*pi,divr);
    y=sin(x);
    Arms=Ain*sqrt(mean(y.^2));
endfunction

Gambar 32.

Gambar 33.

function Arms=frms(Ain,divr)
    x=0:divr:2*pi;
    y=sin(x);
    Arms=Ain*sqrt(mean(y.^2));
endfunction

Gambar 34.

Gambar 35.

Gambar 36.

Gambar 37.

Gambar 38.

Gambar 39.

Gambar 40.

Gambar 41.

Gambar 42.

[/su_panel] [su_panel border=”2px solid #FF3333″ radius=”10″]

Gambar 43.

Gambar 44.

Gambar 45.

Gambar 46.

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #6699FF” radius=”10″]

Gambar 47.

Gambar 48.

Gambar 49.

function n=plotSig(Ain,res,endz)
    A = Ain;
    f = 1;
    theta = 0;
    x = 0:res:endz;
    y = A*sin((2*pi*f*x)+theta);
    plot(x,y)
endfunction

Gambar 50.

function n=plotSig(Ain,fin,res,endz)
    A = Ain;
    f = fin;
    theta = 0;
    x = 0:res:endz;
    y = A*sin((2*pi*f*x)+theta);
    plot(x,y)
endfunction

Gambar 51.

[/su_panel]

Contoh model SPICE dari diode untuk LTspice

[intense_panel shadow=”8″ border=”1px solid #cfc0c0″]

Post berikut ini adalah contoh dari salah satu model diode dengan format standar SPICE yang dapat dipergunakan di LTspice. Baberapa alternatif cara penggunaan model diode telah dibahas di post sebelumnya. Pemahaman terhadap kedua post ini penting karena bukan hanya akan dipakai untuk keperluan simulasi dengan diode saja. Skill ini akan dipakai juga untuk simulasi dengan komponen lain seperti SCR, TRIAC, BJT, MOSFET dan IGBT.

[/intense_panel] [intense_panel shadow=”11″ border=”2px solid #DFCFCF”]

Sekilas tentang SPICE saya kutip dari tulisan saya yang lalu:

LTspice [7] adalah aplikasi EDA sumber tertutup (closed course) [3], yang bebas pakai berbasis aplikasi SPICE3 [8]. SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) merupakan simulator rangkaian yang dikembangkan di University of California, Berkeley. Program komputer SPICE kemudian dilepas sebagai public domain pada Mei 1972 [9]. SPICE versi 2G6 dilepas ke publik pada April 1983 sedangkan SPICE versi 3F5, dilepas ke publik pada 1993 [10].

Sejak dilepas pertama kali ke publik, SPICE telah menjadi standar industri untuk melakukan simulasi dan memeriksa operasi rangkaian sampai pada tingkat transistor sebelum rancangan memasuki tahap implementasi sebagai IC (integrated circuit). Masing-masing perusahaan produsen komponen elektronika mengembangkan versi turunan SPICE mereka sendiri, misalnya Analog Devices, Linear Technology (LTC) dan Texas Instruments [9]. Tidak hanya dipergunakan pada industri, SPICE juga umum dipergunakan di dunia pendidikan (perguruan tinggi) karena kemampuannya dan karena penggunaannya bersifat gratis tanpa biaya lisensi.

Banyak aplikasi EDA yang merupakan turunan langsung dan pengembangan dari SPICE. Program turunan yang bersifat komersial (beberapa dilengkapi dengan versi uji coba) antara lain; ISPICE, HSPICE, PSpice, Multisim, Proteus, TINA dan Altium Designer Mixed-Signal Circuit Simulator. Turunan SPICE yang bebas pakai tanpa pembatasan (gratis) juga umum dipergunakan, seperti XSPICE, Cider, NGspice dan LTspice.

Sebagai simulator rangkaian analog yang paling umum dipergunakan di dunia [11], SPICE masih sulit untuk tergantikan [12]. Bahkan setelah lebih dari 40 tahun, SPICE (dan turunannya) masih bertahan sebagai aplikasi EDA yang umum dipergunakan sampai hari ini [9].

Sejarah LTspice dimulai pada tahun 1991 saat program SwitcherCAD yang beroperasi pada OS DOS mulai disediakan oleh LTC (Linear Technology Corporation). Program LTspice IV sebagai kelanjutan dari SwitcherCAD kemudian dirilis pada tahun 2008 oleh LTC dan juga tersedia untuk publik. LTspice dilaporkan telah diunduh lebih dari 3 juta kopi dan telah menjadi standar de facto untuk program berbasis/turunanSPICE [10].

Perusahaan LTC lebih dikenal sebagai produsen komponen elektronika yang unggul untuk bidang catu daya tersaklar (switching power supply). Oleh karena itu LTspice dioptimalkan untuk memiliki kemampuan yang sangat baik untuk melakukan simulasi SMPS (switch mode power supply). Program LTspice yang disediakan untuk diunduh bebas adalah program yang sama yang dipergunakan oleh para perancang IC di LTC [13]. Dengan penggunaan dan pengembangan yang intensif seperti ini LTspice dikenal sebagai program SPICE yang mampu melakukan simulasi switching regulator (pengendali tersaklar) lebih cepat dari simulator SPICE lainnya.

Program LTspice tidak hanya mampu untuk mensimulasikan (model) komponen produksi LTC saja. Dengan LTspice, pengguna bisa mempergunakan model komponen (dengan standar) SPICE dari berbagai sumber dan produsen. Hal ini sangat memudahkan pengguna karena cukup banyak model komponen dari berbagai perusahaan telah tersedia di berbagai situs di Internet.

LTspice telah dipergunakan sebagai alat bantu pengajaran di banyak perguruan tinggi, antara lain dilaporkan pada [14]-[17]. LTspice juga telah dipergunakan sebagai alat bantu penelitian untuk tingkat master (tesis) sebagimana dilaporkan pada [3],[18],[19], maupun untuk tingkat doktoral (disertasi) [20]. Dalam beberapa dokumen paten ditemukan bahwa LTspice telah dipergunakan untuk melakukan simulasi dan validasi rancangan [21],[22].

S. Pradana, A. Susanto, and Widyawan, “Pemanfaatan LTspice dan DesignSpark PCB untuk Simulasi Rangkaian dan Perancangan PCB,” in Seminar Ilmu Pengetahuan Teknik, Inna Garuda Hotel, Yogyakarta, 2013, pp. 130–135 [Online]. Available: http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.1.3054.2247. [Accessed: 10-Oct-2016] [/intense_panel] [su_panel border=”2px solid #FFCC33″ radius=”7″]

Salah satu cara termudah untuk memperoleh model diode adalah dengan mencarinya di situs-situs produsen diode. Biasanya pabrikan akan mengeluarkan model komponen yang diproduksinya untuk beberapa simulator. Di antara software yang merupakan standar adalah format SPICE yang juga dipergunakan oleh LTspice.

Gambar 1. http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/1N4007.REV0.LIB

Pada Gambar 1, ditampilkan contoh bagaimana model untuk diode 1N4007 yang disediakan oleh Onsemi. Model tersebut dipilih dari model-model yang tersedia (Gambar 2).

Gambar 2. Pemilihan model pada Onsemi.

Model ini juga sudah saya simpan di Pastebin: https://pastebin.com/pnqqbfvG. Ada cukup banyak orang/organisasi yang menyimpan dan membagi model komponen SPICE seperti ini di Internet.

**************************************
*      Model Generated by MODPEX     *
*Copyright(c) Symmetry Design Systems*
*         All Rights Reserved        *
*    UNPUBLISHED LICENSED SOFTWARE   *
*   Contains Proprietary Information *
*      Which is The Property of      *
*     SYMMETRY OR ITS LICENSORS      *
*Commercial Use or Resale Restricted *
*   by Symmetry License Agreement    *
**************************************
* Model generated on May 30, 03
* MODEL FORMAT: PSpice
.MODEL D1n4007 d
+IS=7.02767e-09 RS=0.0341512 N=1.80803 EG=1.05743
+XTI=5 BV=1000 IBV=5e-08 CJO=1e-11
+VJ=0.7 M=0.5 FC=0.5 TT=1e-07
+KF=0 AF=1

Cara penggunaan model SPICE ini telah dicontohkan di https://sunupradana.info/pe/2016/10/04/model-diode-di-ltspice/.

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #663399″ radius=”7″]

Selain Onsemi, Vishay adalah salah satu produsen komponen elektronik untuk blok/perangkat daya.

Gambar 3. Model SPICE pada situs Vishay.

http://www.vishay.com/docs/88000/1n4007.txt

**********************************
* Model created by               *
*   Uni.Dipl.-Ing. Arpad Buermen *
*   arpad.burmen@ieee.org        *
* Copyright:                     *
*   Thomatronik GmbH, Germany    *
*   info@thomatronik.de          *
**********************************
* February 2001
*   SPICE3
.model d1n4007 d is = 1.09774E-008 n = 1.78309 rs = 0.0414388
+ eg = 1.11 xti = 3
+ cjo = 2.8173E-011 vj = 0.50772 m = 0.318974 fc = 0.5
+ tt = 9.85376E-006 bv = 1100 ibv = 0.1 af = 1 kf = 0

http://www.vishay.com/docs/89789/1n4007.txt

**********************************
* Copyright:                     *
*   Thomatronik GmbH, Germany    *
*   info@thomatronik.de          *
**********************************
*   SPICE3
.model d1n4007 d is = 1.43733E-008 n = 1.80829 rs = 0.0414712
+ eg = 1.11 xti = 3 tnom = 27
+ cjo = 2.8119E-011 vj = 0.700053 m = 0.346714 fc = 0.5
+ tt = 4.10886E-006 bv = 1100 ibv = 10 af = 1 kf = 0

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #FFE365″ radius=”7″]

Gambar 4. Simulasi dengan file pustaka di luar direktori LTspice.

Isi dari file diode_819_ku.sub.

.model 1N5819elda D(Is=31.7u Rs=.051 N=1.373 Cjo=110p M=.35 Eg=.69 Xti=2 Iave=1 Vpk=40 mfg=OnSemi type=Schottky)

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #FF0000″ radius=”7″]

Pada bagian ini model diode yang diperoleh, misalkan saja begitu, ditambahkan ke pustaka LTspice. Hal ini mempermudah jika model komponen akan sering dipergunakan untuk banyak simulasi yang berbeda. Model akan selalu tersedia di dalam sistem komputer.

.model RF04UA2D D(Is=4.0404E-12 N=1.1718 Rs=.13276 Ikf=15.291E-3 Eg=1.0100 Cjo=10.245E-12 M=.49346 Vj=.85916 Isr=140.45E-12 Nr=3 Bv=200 tt=24.8n Tikf=0.01 Iave=0.2 Vpk=200 mfg=Rohm type=FastRecovery)

Gambar 5. Lokasi pustaka dari LTspice.

Gambar 6. Penambahan model diode ke dalam file pustaka standard.dio

Gambar 7. Simulasi dengan model yang sudah ditambahkan ke dalam file pustaka.

[/su_panel]

Fungsi pada Scilab dan cara lain menghitung RMS gelombang sinus

Pada post sebelumnya telah diungkapkan uji coba penggunaan Scilab untuk perhitungan numeris average (mean) dan RMS untuk gelombang sinus. Sedangkan perhitungan simbolik untuk menurunkan persamaan average dan RMS gelombang sinus dipergunakan Maxima, yang telah juga saya ungkap di post yang lain. Persamaan-persamaan ini bisa dibuktikan dengan percobaan menggunakan komponen hardware, dibantu dengan simulasi sebagai pembanding [link].

Pada post ini akan diungkapkan ulang mengenai penggunaan Scilab dengan fungsi. Juga sekaligus beberapa cara lain untuk menghitung hal yang sama yang pernah diungkap di post sebelumnya.

Gambar 1.

[su_panel border=”2px solid #7FFF81″ shadow=”1px 2px 2px #7FFF81″ radius=”10″]

Pada bagian pertama ini percobaan penggunaan Scilab dimulai dari bentuk yang sederhana. Persamaan untuk mencari nilai RMS dari gelombang sinus dilakukan dengan pengaturan bahwa nilai amplitudonya (A_in) tetap yaitu bernilai satu.

Di bagian ini, sama seperti pada post terdahulu, kembali akan dimulai dengan penggunaan fungsi sqrt dan integrate.

clear;
clc;
A_in=1;
A_rms= A_in * sqrt((1/(2*%pi))*integrate('(sin(x))^2','x',0,(2*%pi)))

Gambar 2.

Gambar 3. Hasil perhitungan.

Pada Gambar 3, dapat dilihat hasil perhitungan numerik untuk mencari nilai RMS gelombang sinus.

Gambar 4. Nilai A_in diganti menjadi 100.

Gambar 5. Hasil perhitungan, nilai A_rms.

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #FF6473″ shadow=”1px 2px 2px #D95562″ radius=”10″]

function [coef1,A_rms]=hitungRMS(A_in)
    coef1=sqrt((1/(2*%pi))*integrate('(sin(x))^2','x',0,(2*%pi)))
    A_rms=coef1*A_in
endfunction

Contoh salah:

Gambar 6.

Gambar 7.

Gambar 8.

Perhatikan penyebab sehingga Scilab menampilkan pesan kesalahan pada Gambar 8.

Contoh benar:

Gambar 9. Penampilan hasil perhitungan dalam matrix.

Gambar 10. Penamaan matrix pada pemanggilan fungsi.

Gambar 11. Pemanggilan fungsi tanpa menyediakan matrix untuk hasil.

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #65E6FF” shadow=”1px 2px 2px #65E6FF” radius=”10″]

Penggunaan fungsi linspace dan mean.

function Arms=hitungRMSv2(Ain,divr)
    x=linspace(0,2*%pi,divr)
    y=sin(x)
    Arms=Ain*sqrt(mean(y.^2))
endfunction

Gambar 12.

Gambar 13.

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #A46D00″ shadow=”1px 2px 2px #A46D00″ radius=”10″]

Fungsi disp.

function Arms=hitungRMSv2(Ain,divr)
    x=linspace(0,2*%pi,divr)
    y=sin(x)
    Arms=Ain*sqrt(mean(y.^2))
    disp (Arms, 'Nilai RMS dari Amplitudo yang anda masukkan')
endfunction

Gambar 14.

Gambar 15.

Gambar 16.

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #D1FF8C” shadow=”1px 2px 2px #D1FF8C” radius=”10″]

clear;
clc;
function y = f(x), y = x + 1, endfunction

Gambar 17.

Gambar 18.

clear;
clc;
function j = d(w), j = w + 1, endfunction

Gambar 19.

clear;
clc;
function j = d(w), j = w + 1, endfunction

A1=d(3)^2
A2=d(4)^2
A3=d(5)^2

Gambar 20.

clear;
clc;
function y = f(x), y = (sin(x))^2, endfunction

rms = sqrt( (1/(2*%pi)) * intg(0, 2*%pi, f))

Gambar 21.

clear;
clc;
function y = f(x), y = (sin(x))^2, endfunction
rms = sqrt( (1/(2*%pi)) * intg(0, 2*%pi, f));
printf("Nilai rms adalah :  " + string(rms));

Gambar 22.

Fungsi printf.

clear;
clc;
function y = f(x)
    y = (sin(x))^2
endfunction
rms = sqrt( (1/(2*%pi)) * intg(0, 2*%pi, f))

Gambar 23.

Fungsi intg.

clear;
clc;
function y = f(x)
    y = (sin(x))^2
endfunction
function hitungRMS(Ain)
    rmsNum = sqrt( (1/(2*%pi)) * intg(0, 2*%pi, f));
    rms = Ain * rmsNum;
    disp(rms,"Nilai rms dari sinyal masukan: ")
endfunction

Gambar 24.

Gambar 25.

Gambar 26.

Gambar 27.

clear;
clc;
function y = f(x)
    y = (sin(x))^2
endfunction
function hitungPeak(rms_in)
    rmsNum = sqrt( (1/(2*%pi)) * intg(0, 2*%pi, f));
    S_peak = rms_in / rmsNum;
    disp(S_peak,"Nilai amplitudo dari masukan rms :  ")
endfunction

Gambar 28.

Gambar 29.

Gambar 30.

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #C5BB4A” shadow=”1px 2px 2px #C5BB4A” radius=”10″]

function sunu_rms
    // clear;
    clc ;
    A = 1;
    x =0:1:10;

    sig =(integrate('A^2*(sin(x))^2','x',0,2*%pi))/(2*%pi);
    disp (sig, 'Kuadrat dari sinyal adalah : ');

    y2 = round (sig);
    disp (y2 , 'Pembulatan nilai kuadrat dari sinyal adalah:');

    A_rms=sqrt(sig);
    disp (A_rms , 'Nilai RMS (cara #1) dari sinyal adalah:');

    A_rms=A* sqrt((integrate('(sin(x))^2','x',0,2*%pi))/(2*%pi));
    disp (A_rms , 'Nilai RMS (cara #2) dari sinyal adalah:');

    A_rms=sqrt((integrate('(A*(sin(x)))^2','x',0,2*%pi))/(2*%pi));
    disp (A_rms , 'Nilai RMS (cara #3) dari sinyal adalah:');

    A_rms=sqrt((integrate('A^2*(cos(x))^2','x',0,2*%pi))/(2*%pi));
    disp (A_rms , 'Nilai RMS (cara #4) dari sinyal adalah:');        
endfunction

Gambar 31.

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #CCFF33″ shadow=”1px 2px 2px #CCFF33″ radius=”10″]

\(y = A\times \sin \left ( x+\theta \right )\)

clear;
clc;
function plotSig(Ain,res,end)
    //clc;
    A = Ain;
    f = 1;
    theta = 0;
    x = 0:res:end;
    y = A*sin((x)+theta);
    plot(x,y)
endfunction
plotSig(1,1e-3,2*%pi)

Gambar 32.

Gambar 33.

\(y = A \times \sin \left ( \left (2\times \pi \times f \times t \right ) + \theta \right )\)

clear;
clc;
function plotSig(Ain,res,end)
    //clc;
    A = Ain;
    f = 1;
    theta = 0;
    x = 0:res:end;
    y = A*sin((2*%pi*f*x)+theta);
    plot(x,y)
endfunction
plotSig(1,1e-3,1)

Gambar 34.

Gambar 35.

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #FF3300″ shadow=”1px 2px 2px #FF3300″ radius=”10″]

clear;
clc;
function A_sesaat(Ain,t,thetaRad)
    //clc;
    y = Ain*sin((t)+thetaRad);
    disp(y,"Nilai amplitudo")
endfunction
A_sesaat(1,1.57,0)
A_sesaat(1, (1/4)*(2*%pi) ,0)

Gambar 36.

clear;
clc;
function A_sesaat(Ain,f,t,thetaRad)
    //clc;
    y = Ain*sin((2*%pi*f*t)+thetaRad);
    disp(y,"Nilai amplitudo")
endfunction
A_sesaat(1,50,0.005,0)
A_sesaat(1,50, asin(1)/(2*%pi*50) ,0)

Gambar 37.

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #9900FF” shadow=”1px 2px 2px #8900E5″ radius=”10″]

Contoh penggunaan fungsi intsplin.

clc
t=0:1e-1:2*%pi;
sqrt((1/(2*%pi))*intsplin(t,sin(t).^2))

t=0:1e-3:2*%pi;
sqrt((1/(2*%pi))*intsplin(t,sin(t).^2))

Gambar 38.

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #80B3FF” shadow=”1px 2px 2px #80B3FF” radius=”10″]

Semua perhitungan yang menggunakan fungsi sin maupun cos dalam Scilab dihitung dalam radian. Sedangkan untuk mode derajat (degree) fungsi yang dipegunakan adalah sind dan cosd.

Gambar 39. [/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #FF33CC” radius=”10″]

Gambar 40.

Gambar 41.

Gambar 42.

Gambar 43.

Gambar 44.

[/su_panel]

Uji perhitungan nilai gelombang sinus dengan Scilab

Pada post ini akan ditampilkan snippet yang memanfaatkan Scilab untuk melakukan perhitungan average (mean / rata-rata) dan RMS (nilai efektif) dari gelombang sinus. Sama dengan LTspice, dari sisi pengguna Scilab adalah software yang secara legal gratis. Kita bisa mempergunakannya tanpa perlu membajak.

Jenis software (perangakat lunak) komputasi dapat digolongkan ke dalam beberapa bagian. Dua bagian yang menjadi perhatian untuk pembahasan kali ini adalah numerical analysis software dan computer algebra systems. Mesikipun sebagian software dapat melakukan keduanya (dua jenis pekerjaan matematis). Contoh dari numerical analysis software adalah MATLAB, Scilab dan GNU/Octave. Sedangkan Maxima termasuk ke dalam computer algebra systems.

Gambar 1.

Pada post sebelumya telah dibahas menganai perhitungan gelombang AC sinus ideal. Komputasi simbolik pada Gambar 1 dilakukan oleh software CAS yaitu Maxima. Nilai tegangan rata-ratanya (pada bentuk sinus ideal) sama dengan nol. Untuk menyegarkan kembali secara singkat mengenai average (dan RMS), bisa melihat kembali post ini.

Kita bisa melakukan simulasi yang sama dengan Scilab, namun untuk perhitungan numeris.

Sebelum melanjutkan dengan perhitungan, perlu dikemukakan bahwa Scilab dapat dipergunakan secara offline maupun online. Untuk penggunaan offline Scilab dapat bekerja di lingkungan sistem operasi Microsoft Windows maupun GNU/Linux (seperti Fedora, Debian, Ubuntu, Mint, Slackware). Untuk penggunaan online bisa dicari dengan kata kunci online scilab . Misalnya: rollapp.com/app/scilab.

Gambar 2. Scilab (offline) di sistem GNU/Linux.

Gambar 3. Scilab-cli (offline) di sistem GNU/Linux.

Gambar 4. Scilab (online) di rollApp.

((1/(1*%pi))*integrate('(sin(t))^1','t',0,(1*%pi)))

Gambar 5.

Perhitungan untuk rata-rata dengan mempergunakan setengah siklus sinus.

Gambar 6. Perhitungan nilai rata-rata gelombang sinus.

((1/(1*%pi))*integrate('(sin(t))^1','t',0,(1*%pi)))

Gambar 7.

Gambar 8.

Perhitungan untuk RMS dengan mempergunakan satu siklus penuh sinus.

Gambar 9.

Gambar 10.

sqrt((1/(2*%pi))*integrate('(cos(x))^2','x',0,(2*%pi)))
sqrt((1/(2*3.14))*integrate('(cos(x))^2','x',0,(2*3.14)))
sqrt((1/(2*%pi))*integrate('(sin(x))^2','x',0,(2*%pi)))
sqrt((1/(2*3.14))*integrate('(sin(x))^2','x',0,(2*3.14)))

Gambar 11.

Gambar 12.

Gambar 13.

Gambar 14.

Gambar 15.

Model diode di LTspice

Setelah mempelajari bagaimana cara mempergunakan diode dengan komponen berupa model diode ideal di LTspice maka langkah berikutnya adalah mempelajari penggunaan simulasi dengan mempergunakan model diode yang mengikuti spesifikasi dari komponen diode fisik dari pabrik.

[su_panel border=”2px solid #CCFF33″ shadow=”1px 2px 2px #CCFF33″ radius=”10″]

Sebagai awalan, pengguna dapat belajar mempergunakan komponen diode dengan model ideal (D).

Gambar 1.

Cara pertama yang paling mudah untuk berlatih penggantian model diode adalah dengan mempergunakan model yang sudah disediakan oleh LTspice. Dalam bentuk bahasa informal bisa dikatakan sebagai diode bawaan LTspice. Kelak model-model diode ini akan bisa tambahkan dengan lebih banyak model lagi oleh pengguna.

Gambar 2. Klik kanan pada diode.

Gambar 3. “Pick new diode”

Gambar 4. 1N4002.

Gambar 5. Kontrol-klik kanan di atas lambang komponen diode

Gambar 6. Klik kanan di atas nama komponen tipe diode.

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #FFCC33″ shadow=”1px 2px 2px #FFCC33″ radius=”10″]

Gambar 7.

Sekalipun belum lengkap, Gambar 7 memperlihatkan bahwa nama pengenal model diode dapat diganti-ganti sesuai nama model komponen diode yang dimaksud. Berbeda dengan cara pada Gambar 3, pengguna dapat mempergunakan modifikasi dari suatu model dengan penamaan lain. Bahkan bisa juga bisa menamakan suatu model dengan nama lain.

Gambar 8.

Pada Gambar 8, pengguna bisa mengenali perbedaan antara comment (berwarna biru) dengan SPICE directive (berwarna hitam). Tulisan yang berwarna biru tidak akan dieksekusi oleh LTspice, hanya berfungsi menjadi komentar/catatan untuk pengguna.

Gambar 9.

Pada Gambar 9, model diode untuk D1 sebenarnya adalah model ideal (D) tetapi diberi nama “mydiode”. Caranya dengan menuliskan .model mydiode D. Sekalipun cara ini kurang bermanfaat tetapi baik sebagai cara pengawalan belajar.

[/su_panel] [su_panel border=”2px solid #33CC99″ shadow=”1px 2px 2px #33CC93″ radius=”10″]

Gambar 10.

Beberapa cara mengganti model diode ditunjukkan pada Gambar 10. Begitu pula cara untuk melakukan simulasi DC sweep

Gambar 11.

Gambar 12. Simulasi hubungan V-I pada diode.

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #80B3FF” shadow=”1px 2px 2px #80B3FF” radius=”10″]

Gambar 13.

Cara lain adalah dengan melakukan paste model komponen langsung pada lembar (sheet) simulasi seperti pada Gambar 13.

Gambar 14. Mengubah SPICE directice menjadi komentar.

Gambar 15. Beberapa contoh file pustaka (txt/mod/lib).

Gambar 16.

Gambar 17.

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #FFFF00″ shadow=”1px 2px 2px #F2C200″ radius=”10″]

Gambar 18.

Gambar 19.

Gambar 20.

Gambar 21.

Gambar 22. Contoh isi file standard.dio

Gambar 23.

Gambar 23 berisi dua bagian, yang pertama di bagian atas berisi model komponen. Bagian yang kedua adalah salah satu isi dari file standard.dio. Dua bagian itu menunjukkan cara penulisan yang berbeda untuk hal yang sama.

Gambar 24.

Gambar 24 adalah kutipan dari dokumen SCAD3. Selengkapnya dapat dibaca di link berikut.

Gambar 25.

Bagian atas dari Gambar 25 menunjukkan dua model komponen diode, yang paling atas adalah model ideal sedangkan di bawahnya adalah model yang lebih lengkap (lebih realistis).

[/su_panel]

[su_panel border=”2px solid #CC0033″ shadow=”1px 2px 2px #CC0033″ radius=”10″]

Gambar 26.

Gambar 26 menunjukkan cara mempergunakan model komponen yang tidak berada di file default LTspice. Misalnya model D1N4007 yang berada di file 1N4007.REV0.LIB. Tentang lib dan inc, serta perbedaan di antara keduanya, bisa dibaca dari link berikut.

Gambar 27.

Gambar 28.

Cara terakhir penggunaan pustaka adalah dengan menggunakan file pustaka (library) yang tersedia di Internet. Misalnya pada Gambar 28 letak file ada di situs onsemi (dulu perusahaan komponen Motorola).

[/su_panel]