Lab TF 1 – Modul 1: Simulasi LTSpice

1.1 Tujuan Praktikum 1. Menyusun rangkaian elektronika standar dalam program LTSpice

2. Membuat perangkat elektronik tambahan standar dalam program LTSpice

3. Melakukan analisis arus searah pada rangkaian elektronika dalam program LTSpice

4. Melakukan analisis arus bolak-balik pada rangkaian elektronika dalam program LTSpice

1.2 ALAT-ALAT PRAKTIKUM Perangkat lunak LTSpice, terpasang pada:

• Komputer desktop / laptop pribadi

• Komputer desktop di Laboratorium Komputer Teknik Fisika, Ged. T.P. Rachmat Lt 4

1.3 TUGAS AWAL 1. Unduh dan install perangkat lunak LTSpice pada perangkat komputer masing-masing

2. Pelajari bagian 1.4 sebelum praktikum dimulai

1.4 PERSIAPAN

1.4.1 PROSEDUR UNDUH DAN INSTALASI LTSPICEV PADA KOMPUTER DESKTOP / LAPTOP PRIBADI

1. Akseslah https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html

2. Unduh program LTSpice sesuai versi computer anda (Windows / Mac)

3. Install unduhan tersebut dengan mengikuti prosedurnya sampai selesai.

4. Coba jalankan LTSpice tersebut. Pilih menu “Help – About” untuk memeriksa versinya.

Gambar 1-1 About LT Spice

1.5 PRAKTIKUM

1.5.1 SIMULASI RANGKAIAN DC Pada percobaan pertama ini, akan digambar dan disimulasikan rangkaian arus searah (DC) dengan skema

lengkap sebagai berikut:

Gambar 1-2 Rangkaian DC

1.5.1.1 MENGGAMBAR RANGKAIAN LISTRIK

1. Untuk mulai membuat simulasi rangkaian listrik pada LTSpice, jalankan aplikasi LTSpice.

2. Setelah layar LTSpice muncul, maksimumkan ukurannya. Kemudian, jalankan menu File|New

Schematic. Maka bidang gambar untuk menyusun rangkaian listrik akan muncul, disertai menu untuk

menggambar rangkaian, simulasi dan analisisnya.

3. Pada bar atas, tersedia fasilitas pemilihan komponen. Untuk memilih komponen, perhatikan Tabel 1.

4. Tersedia juga menu untuk memindah, undo/redo, memutar, mencerminkan komponen.

Tabel 1. Komponen yang disediakan LTSpice

No Nama Komponen Ikon Cara Memilih Komponen

1 Resistor Tekan tombol ‘R’ atau ikon resistor

2 Kapasitor Tekan tombol ‘C’ atau ikon kapasitor

3 Induktor Tekan tombol ‘L’ atau ikon inductor

4 Ground Tekan tombol ‘G’ atau ikon ground

5 Dioda Tekan tombol ‘D’ atau ikon diode

Tekan tombol ‘F2 atau ikon komponen

(Gerbang AND). Layar menu akan muncul dan

6 Komponen Lainnya menampilkan daftar komponen yang

tersedia. Letakkan kursor pada nama

komponen yang dibutuhkan, lalu klik dua kali

5. Menempatkan komponen resistor pada bidang gambar

a) Gunakan mouse, cobalah memilih komponen “Resistor”.

b) Geser mouse ke lokasi tujuan penempatan komponen R1, lalu klik.

c) Setelah penempatan komponen selesai, komponen bertipe sama siap ditempatkan.

d) Geser mouse ke lokasi tujuan penempatan komponen R2, lalu klik.

e) Untuk R3, dalam keadaan masih siap gambar resistor, klik tombol “Rotate” agar menjadi

horizontal.

f) Geser mouse ke lokasi tujuan penempatan komponen R3, lalu klik.

g) Setelah selesai, tombol ‘Escape’ untuk keluar dari mode penempatan komponen.

h) Apabila posisi komponen masih belum memuaskan, bisa dipindah dengan menekan tombol

“Move”, lalu klik komponen yang akan dipindah, bawa ke tempat baru, dan klik untuk

menempatkan kembali.

6. Menempatkan komponen sumber tegangan

a) Pilih ikon “Component”. Akan muncul dialog komponen, carilah komponen “voltage”.

Gambar 1-3 komponen voltage

b) Klik OK sehingga komponen tersebut siap digambar.

c) Geser mouse ke lokasi tujuan penempatan komponen V1, lalu klik.

7. Selanjutnya rangkaian HARUS diberi ground dengan cara:

a) Klik tombol komponen “Ground”

b) Bawa komponen ke tempat yang semestinya, dan klik untuk menempatkan.

8. Penghubungan komponen (Wiring)

a) Komponen baru dapat dihubungkan dengan komponen lama dengan cara menyentuhkan

terminal kedua komponen sesaat sebelum menempatkan komponan baru pada bidang

gambar.

b) Cara lainnya adalah menggunakan fungsi ‘Wire’. Tekan tombol ‘F3’ atau ikon ‘Wire’. Klik

pada terminal komponen pertama, klik pada titik antara bila diperlukan belokan, kemudian

klik pada terminal komponen kedua.

c) Perhatikan perbedaan antara ‘Crossing’ dan’Junction’.

i. ‘Crossing’ adalah persilangan dua wire yang tidak saling terhubung.

ii. ‘Junction’ adalah dua kabel atau lebih yang terhubung pada satu titik.

iii. LTSPICE akan otomatis membuat ‘Crossing’ bila ada dua wire bersilang.

iv. Bila diperlukan ‘Junction’, perlakukan titik tempat hubungan antar wire sebagai terminal.

9. Menentukan nilai komponen resistor

a) Geser kursor di atas komponen resistor sampai muncul ikon ‘Pointing Finger’. Klik kanan

sehingga muncul kotak dialog Resistor. Isikan nilai Resistance lalu klik OK. Lakukan untuk

R1, R2 dan R3 dengan nilai seperti pada Gambar 1-2.

Gambar 1-4 Dialog Value Resistor Selama mengisikan nilai, ada beberapa pedoman:

a) Gunakan p untuk pico, n untuk nano, u untuk micro, m untuk mili, k untuk kilo, dan MEG

untuk mega.

b) Nilai resistor dapat dituliskan dalam gaya Amerika, misalnya 4.7k, atau gaya Eropa 4k7.

c) Satuan nilai untuk komponen sudah ditentukan secara otomatis oleh LTSPICE, sehingga

tidak perlu dituliskan. Namun bila ditulis, tidak akan menghasilkan pesan error.

10. Untuk sumber tegangan

a) Ubah juga nilai V1 menjadi 12 (Volt).

Gambar 1-5 Isian nilai Voltage Source

11. Memberi label pada komponen

a) LTSpice otomatis memberi label komponen R1, R2, R3 dan seterusnya.

b) Label ini dapat dirubah sesuai kebutuhan, misalnya menjadi Rc, Rb1, Rb2. Untuk itu klik

kanan pada label komponen sehingga keluar kotak dialog, dan isikan nama yang baru.

12. Agar nanti lebih mudah saat analisis, node (wire) sebaiknya diberi label sebagai berikut:

a) Tekan ‘F4’ atau tombol ‘label net’ . Pilih tipe node (none / input / output), beri nama, lalu

klik tombol OK.

Gambar 1-6 Dialog Net Name b) Akan muncul gambar kotak dengan node pada bidang gambar. Tempatkan node pada lokasi

yang diinginkan, lalu klik.

c) Pada praktikum ini, coba buat lebal input (1) dan output (2).

d) Bila sebuah node terhubung dengan banyak titik pada rangkaian, wiring dapat

disederhanakan dengan memberi nama node yang sama pada beberapa titik dalam rangkaian.

Misalnya, bila terminal batere pada rangkaian diberi label ‘Vcc’, maka setiap terminal yang

terhubung dengan ‘Vcc’ dapat diberi label node ‘Vcc’. Efeknya akan sama dengan bila

dihubungkan menggunakan wire.

13. Jika diperlukan, beri teks komentar

a) Tekan ‘T’, lalu pilih tombol ‘comment’. Isikan teks yang diinginkan, akhiri baris dengan

‘Ctrl-M. Lalu, tempatkan teks pada bidang gambar. Gunakan pilihan Tools|Control Panel |

Drafting Options, untuk memilih jenis dan ukuran font.

14. Manipulasi komponen

a) Menghapus

Tekan tombol ‘Delete’, atau ‘F5’, atau ikon ‘scissors’ ( ). Geser ikon ke komponen, wire

atau entitas lain yang ingin dihapus, lalu klik.

b) Menggeser komponen

Tekan tombol ‘F7’ atau ‘move’ ( ). Letakkan ikon pada komponen dan geser ke lokasi

baru.

c) Menduplikasi komponen

Tekan tombol ‘F6’ atau ‘copy’ ( ). Klik, lalu tempatkan komponen.

d) Memutar komponen

• Bila komponen telah dipilih dan belum ditempatkan, tekan tombol ‘Ctrl-R’ atau .

• Bila komponen telah ditempatkan, tekan ‘F7’, pilih komponen, tekan ‘Ctrl-R’, dan

tempatkan komponen kembali.

e) Membalik komponen

Pilih komponen, lalu tekan tombol ‘Ctrl-E’ atau tombol .

1.5.1.2 ANALISIS DC

1. Untuk mensimulasikan rangkaian yang telah dibuat, pilih menu Simulation | Edit Simulation

Command. Sebuah kotak menu akan muncul dengan beberapa tab pilihan analisis.

2. Pilih tab DC operating point untuk analisis titik operasi dan tegangan bias DC pada rangkaian

elektronik.

a) Tidak ada parameter lain yang perlu dipilih, langsung saja klik Ok.

b) Akan muncul teks ‘.op’ pada bidang gambar, tempatkan teks perintah tersebut.

Gambar 1-7 Dialog DC operating point

3. Pilih menu Simulate – Run.

a) Jendela yang menampilkan tegangan dan arus DC pada node yang ditunjuk akan muncul.

b) Nilai tegangan dan arus juga akan muncul pada rangkaian. Perhatikan bahwa pada arus

ada tanda (-), karena sesuai dengan kutub komponen (jika ingin positip, balik komponen).

Gambar 1-8 Hasil analisis DC

1.5.2 SIMULASI RANGKAIAN AC Pada percobaan Kedua ini, akan digambar dan disimulasikan rangkaian Arus bolak-balik (AC) dengan skema

lengkap sebagai berikut:

Gambar 1-9 Rangkaian AC

1.5.2.1 MENGGAMBAR RANGKAIAN

1. Untuk menggambarkan rangkaian tersebut, lakukan hal yang sama saat menggambar rangkaian Analisis DC yaitu pilih 3 komponen resistor dengan nilai masing masing , R1= 120 ohm dan R2= 1 K ohm.

2. Pilih icon capasitor dan letakkan pada Rangkaian tersebut. Ubah nilai kapasitor dengan klik kanan

pada icon capasitor. Untuk mendapatkan nilai kapasitor C=10F maka klik “select capasitor” dan akan tampil sebagai berikut.

Gambar 1-10 Dialog Jenis dan besar Kapasitor

3. Seperti pada Analisis DC, pilih Komponen dan pilih icon “voltage”. 4. Selanjutnya, klik “wire” untuk menyambungkan seluruh rangkaian beserta label sesuai pada Gambar 1-9.

1.5.2.2 ANALISIS TRANSIEN

Untuk menganalis Besar Tegangan di titik 1 (label 1) dan titik 2 (label 2). 1. Posisikan kursor pada “voltage” dan klik kanan maka akan tampil “Voltage Source”, kemudian pilih

“advance” maka akan muncul kotak dialog sumber tegangan dan isi nilai seperti pada Gambar 1-11.

Gambar 1-11 Dialog Sumber Tegangan

2. Untuk mensimulasikan , pilih “Simulate” dan “edit simulate cmd”. Pilih Transient dan isi nilai seperti pada

Gambar 1-12. Kemudian klik “OK” dan dilakukan “running” dengan memilih

Gambar 1-12 Dialog Simulasi

3. Untuk mengukur Tegangan pada titik 1 (Label 1) , klik titik Label 1 dan mengukur Tegangan pada titik 2 (Label 2) , klik titik Label 2.

4. Hasil Simulasi dapat diperlihatkan pada Gambar 1-13.

Gambar 1-14 Hasil SImulasi Rangkaian AC.

1.5.3 SIMULASI PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG Pada percobaan Ketiga ini, akan digambar dan disimulasikan rangkaian penyearah setengah gelombang

dengan skema lengkap sebagai berikut:

Gambar 1-14 Rangkaian Penyearah setengah gelombang

1.5.3.1 MENGGAMBAR RANGKAIAN

1. Prosedur Menggambar rangkaian pada Gambar 1-14 , maka buka laman baru dengan klik “New Schematic” atau pilih File dan Schematic.

2. Pilih Komponen Resistor , dioda dan tegangan beserta label dengan mengklik pada komponen.

3. Set nilai resistor sebesar 1K ohm, dan biarkan semua nilai pada dioda. Satukan semua rangkaian dengan klik “wire” sesuai dengan Gambar 1-14.

4. Ubah nilai pada kompnen tegangan dengan klik kanan pada tegangan akan muncul dialog SUmber tegangan dan klik “advanced” akan muncul sebagai berikut.

Gambar 1-15 Dialog Sumber Tegangan

Set nilai sumber tegangan seperti pada Gambar 1-15 dan klik Ok.

1.5.3.2 ANALISIS TRANSIEN

1. Untuk mensimulasikan rangkaian Penyearah setengah gelombang maka pilih “Simulate” dan “edit

simulate cmd”. 2. Pilih Transient dan isi nilai sesuai pada Gambar 1-12. 3. Klik icon “running” dan ukur Tegangan pada Label 1 dan Label 2. Hasil Simulasi Penyearah setengah

gelombang diperlihatkan pada Gambar. 1-16.

Gambar 1-16 Hasil simulasi rangkaian penyearah setengah gelombang

SIMULASI PENYEARAH GELOMBANG PENUH Pada percobaan Keempat ini, akan digambar dan disimulasikan rangkaian penyearah gelombang penuh dengan

skema lengkap sebagai berikut:

Gambar 1-17 Rangkaian penyearah gelombang penuh

1.5.3.3 MENGGAMBAR RANGKAIAN

1. Prosedur Menggambar rangkaian pada Gambar 1-17 , maka buka laman baru dengan klik “New Schematic” atau pilih File dan Schematic.

2. Pilih Komponen Resistor , dioda dan tegangan beserta label dengan mengklik pada komponen.

3. Set nilai resistor sebesar 1K ohm, dan biarkan semua nilai pada dioda. Satukan semua rangkaian dengan klik “wire” sesuai dengan Gambar 1-17.

4. Ubah nilai pada kompnen tegangan dengan klik kanan pada tegangan akan muncul dialog SUmber tegangan dan klik “advanced” akan muncul dialog seperti Gambar 1-15 dan isikan seperti Gambar tersebut.

1.5.3.4 ANALISIS TRANSIEN 1. Untuk mensimulasikan rangkaian Penyearah setengah gelombang maka pilih “Simulate” dan “edit

simulate cmd”. 2. Pilih Transient dan isi nilai sesuai pada Gambar 1-12. 3. Klik icon “running” dan ukur Tegangan pada Label 1 dan Label 2. Hasil Simulasi Penyearah gelombang

penuh diperlihatkan pada Gambar. 1-18.

Gambar 1-18 Hasil Simulasi Penyearah gelombang penuh

1.6 LAPORAN Untuk setiap percobaan:

- Print skema yang sudah digambar

- Print grafik yang anda hasilkan pada simulasi

Simpulkan:

- Apa saja kemampuan LTSPice