Dari pembagi tegangan ke tahanan dalam [LTspice]

Penggunaan LTspice untuk melakukan simulasi pembagi tegangan dan simulasi tahanan dalam.

Gambar 1.

Gambar 2.

Gambar 3.

Gambar 4.

Gambar 5.

Gambar 6.

Gambar 7.

Gambar 8.

Gambar 9.

Gambar 10.

Gambar 11.

Gambar 12.

Gambar 13.

Gambar 14.

Gambar 15.

Gambar 16.

Gambar 17.

Gambar 18.

Gambar 19.

Gambar 20.

Gambar 21.

Gambar 22.

Belajar mempergunakan komponen sakelar di LTspice

Salah satu cara mempelajari sesuatu dengan efektif dan efisien adalah dengan mencoba dan mempelajari contoh yang sederhana. Cara ini bisa dianggap fail safe, pelajar diharapkan tidak perlu gagal dengan tidak perlu di awal proses belajar. Cara ini secara sederhana bisa dikatakan sebagai meniru yang contoh yang berhasil. Meskipun ada bagian-bagian dari proses belajar yang justru para pelajar diharapkan gagal terlebih dahulu sehingga bisa mengapresiasi proses yang akan dilangsungkan.

Untuk LTspice di sistem Microsoft Windows maupun GNU/Linux (seperti Fedora, Debian, Ubuntu, Mint) terdapat beberapa contoh di folder (direktori) yang bisa menjadi awal belajar. Misalnya yang terlihat pada Gambar 1, direktori contoh untuk edukasi (bukan simulasi produk Linear Technology).

Gambar 1.

Untuk mempelajari penggunaan komponen switch pada LTspice, ada baiknya memulai dari contoh simulasi di file Vswitch.asc seperti pada Gambar 1.

Gambar 2.

Gambar 3.

Gambar 4. Penamaan switch.

Penamaan sakelar (switch) bisa diubah-ubah seperti terlihat di Gambar 4. Namun sebaiknya penamaan menggunakan sesuatu yang bermakna dan mudah mengingatkan kembali mengenai peran sakelar atau kerja sistem.

Gambar 5. Pengaturan switch.

Nilai dari pulsa tegangan yang mengendalikan sakelar dapat diatur sesuai keperluan seperti terlihat pada Gambar 5.

Gambar 6. SPICE directive untuk switch.

Dengan menggunakan shortcut ‘S’ pengguna dapat mengakses SPICE directive. Bisa juga dengan menekan ‘T’ lalu memilih radio button SPICE directive, seperti pada Gambar 6. Bisa juga melakukan hoover dengan mouse tepat di atas tulisan .model SW01 (yang merupakan SPICE directive) seperti yang tertulis pada Gambar 6, lalu melakukan klik-kanan. Bisa diperhatikan kesesuaian antara penamaan switch (contohnya SW01) pada komponen dengan penulisannya pada SPICE directive. Jika berbeda maka akan menghasilkan kesalahan.

Selebihnya silakan dicoba-coba sendiri.

LTspice untuk kuliah elektronika daya

Salah satu sarana bantu belajar elektronika daya (power electronics) adalah perangkat lunak LTspice. Seperti yang terkandung dalam namanya LTspice adalah perangkat lunak yang berbasis pada SPICE. Turunan dari SPICE cukup banyak semisal Multisim dan Proteus, yang merupakan perangkat lunak berbayar (komersial). Untuk yang gratis, ada beberapa yang cukup dikenal misalnya Ngspice dan LTspice. Sekalipun gratis, LTspice bukanlah simulator yang jelek atau “murahan”. LTspice dikembangkan oleh perusahaan pembuat komponen elektronika, Linear Technology. Karena bisnis utama perusahaan ini adalah perangkat keras, maka perangkat lunak yang mereka keluarkan dapat dipergunakan secara bebas alias gratis.

Ada beberapa sumber belajar bagi mahasiswa elektro untuk memulai mempergunakan LTspice. Beberapa di antaranya saya cantumkan di bawah ini.

Tutorial berupa video:


Sumber bacaan dokumen:


Untuk proses perkuliahan elda pergunakan LTspiceXVII [update:2021].

Perusahaan Linear Technology telah dibeli Analog Devices, karena itu tempat file berubah. Anda bisa mempergunakan mesin pencari seperti Google atau Bing untuk menemukannya. Manfaatkanlah ilmu yang telah dipelajari mengenai pencarian data/informasi yang bersifat publik dengan mesin pencari di Internet.


PartSim

 

Berkaitan dengan post sebelumnya tentang SNPT dan perubahan dari TCL ke SCL, kali ini saya unggah salah satu perwujudannya yang sederhana. Sekalipun kuliah Elda yang saya ampu umumnya lebih mempergunakan LTspice, namun untuk awal kegiatan laboratorium Elda saya tahun ini memperkenalkan (lagi) PartSim. PartSim adalah simulator rangkaian elektronika yang berbasis web browser (dari sisi pengguna). Sehingga untuk mempergunakannya tidak perlu melakukan instalasi terlebih dahulu seperti LTspice, TINA (TI), Proteus, ORCAD atau Multisim.

Untuk melakukan download silakan klik Slideshare dan pengunduhan bisa dilakukan dari situs itu.



 

Save

Bahan pengantar kuliah tentang buck converter

Sebelum melihat lebih jauh dan melatih simulasi rangkaian untuk buck converter, sebaiknya terlebih dahulu melihat kembali post tentang simulasi untuk linear step-down. Dari post tersebut dapat diperoleh gambaran kemungkinan mengapa para pendahulu memikiran alternatif lain dari regulator linier yaitu regulator non-linier seperti buck converter.

Kemudian dilanjutkan dengan melihat kembali artikel mengenai penyakelaran pada sistem DC. Hal ini berguna untuk melihat rekonstruksi rangkaian evolusi dari sakelar ideal, BJT dan MOSFET. Dalam artikel itu bisa dilihat contoh dasar low-side swithing dengan NPN maupun N-MOSFET, dan high-side switching dengan PNP maupun P-MOSFET.

Setelah itu, dapat dilanjutkan dengan meninjau kembali sejenak tentang prinsip dasar bagaimana mempergunakan MOSFET sebagai sakelar elektronik. Di sana dapat dilihat kembali bagaimana cara MOSFET dioperasikan antara dua keadaan yaitu cut-off dan triode (ohmic).

 

MENURUNKAN TEGANGAN DENGAN BJT

Sebelum masuk ke penurun tegangan yang mempergunakan rangkaian tidak linier (on-off) kita akan melihat kembali rangkaian penurun tegangan linier, kali ini dengan mempergunakan BJT NPN.

Gambar 1.

Gambar 2.

Dapat dilihat bahwa dengan mempergunakan BJT pada rentang operasi linier, kita dapat menurunkan tegangan dari level catu daya ke level yang kita perlukan pada beban. Efisiensi untuk sistem ini berada pada kisaran 55,9 %. Transistor NPN mengeluarkan daya kira-kira sebesar 1,9 Watt berupa panas.

 

SIMULASI BUCK CONVERTER DENGAN LTSPICE

Gambar 3.

wp-1459193542287.jpegGambar 4.

Perhitungan untuk mencari nilai average dan RMS dapat mengacu dan mengikuti contoh pada halaman di situs pada link ini.

Gambar 5. Topologi dasar buck converter (sumber: SLVA477B)

 

Gambar 6. Topologi dengan komponen dan pengendali MOSFET yang lebih realistis
(sumber: SLVA057)

Gambar 7. Simulasi rangkaian tanpa induktor dan diode

Gambar 8.

Gambar 9.

Gambar 10.

Gambar 11.

Gambar 12.

Gambar 13.

Gambar 14.

Gambar 15.

 

CONTOH KONFIGURASI RANGKAIAN BUCK CONVERTER

 

Gambar 16. (Sumber: microcontrollerslab.com)

Gambar 17. (Sumber: AVR Tiny Buck Converter)

 

Gambar 18. (Sumber: KD1JV on boost and buck converters implemented with an ATtiny13V)

 

Gambar 19.

 

Gambar 20. (Sumber: Arduino-based Switching Voltage Regulators)


SUMBER BELAJAR UTAMA:

  1. Buck Converter Design Example
  2. Basic Calculation of a Buck Converter’s Power Stage, SLVA477B
  3. Buck Converter Basics

SUMBER PEMBANDING:

  1. Buck Converter Design
  2. Understanding Buck Power Stages in Switchmode Power Supplies, SLVA057

KOMPONEN:

  1. Buck DC/DC Converters