i

Panduan Singkat

“Desain Skematik Analog

Menggunakan LTSPICE”

Di Susun Oleh :

Dr. Robby Kurniawan Harahap

PUSAT STUDI MIKROELEKTRONIKA DAN

PENGOLAHAN CITRA

UNIVERSITAS GUNADARMA

2019

ii

Kata Pengantar

Dengan memuji dan mengucap syukur kepada Allah SWT, yang telah

memberikan karunia kekuatan dan kesabaran kepada Penulis untuk menyelesaikan salah

satu seri pembuatan naskah tutorial yaitu Panduan singkat “Desain Skematik Analog

Menggunakan LTSPICE. Naskah tutorial ini merupakan bahan ajar untuk mahasiswa

teknik elektro. Naskah ini berisi tentang tutorial menggunakan perangkat lunak berbasis

opensource LTSPICE untuk mendesain skematik analog yang terdiri dari terdiri dari 6

bab dengan materi:

1. Pendahuluan

2. Apa itu LTSPICE

3. Pengaturan Awal

4. Menggambar Skematik

5. Metode-Metode Analisis Rangkaian

6. Latihan Skematik

Semoga bahan aja ini dapat bermanfaat untuk semua kalangan secara umum dan

secara khusus kepasda setiap mahasiswa diharapkan dapat menguasai dan mengoprasikan

perangkat lunak LTSPICE untuk desain chip. Bahan ajar juga diharapkan dapat

dimanfaatkan mahasiswa yang mengambil matakuliah Rangkaian Elektronika, Teknologi

Semikonduktor dan Sistem Fabrikasi & Devais Mikroelektronika.

Jakarta, 25 Februari 2019

Pusat Studi Mikroelektronika Dan Pengolahan Citra

Universitas Gunadarma

iii

Daftar Isi Kata Pengantar .................................................................................................................. ii

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

Bab 1. Pendahuluan .......................................................................................................... 1

Bab 2. Apa Itu LTSPICE .................................................................................................. 2

2.1. Instalasi .................................................................................................................. 3

2.1. Apa yang dapat dilakukan di LTSPICE ................................................................. 4

2.2. Tampilan LTSPICE ........................................................................................... 5

Bab 3. Pengaturan Awal ................................................................................................... 7

Bab 4. Menggambar Skematik ....................................................................................... 11

Bab 5. Metode-metode Analisis ..................................................................................... 19

Bab 6. Latihan Soal…………………………………………………………………….27

1

Bab 1. Pendahuluan

Perangkat lunak desain elektronika atau yang dikenal dengan Electronic Design

Automation (EDA) digunakan sebagai alat bantu otomatisasi menggunakan komputer

untuk mendesain sirkuit elektronik. Umumnya desain elektronik yang dimaksud adalah

desain sirkuit untuk komponen elektronik seperti IC atau CHIP. Perangkat desain EDA

yang ada saat ini sangat banyak. Ditinjau dari sifat perangkat lunak dapat dikategorikan

menjadi perangkat lunak berbayar (Payware) dan perangkat lunak (Freeware). Di

Universitas Gunadarma tersedia perangkat lunak Payware untuk desain Chip yaitu

Mentor Graphics. Kendala yang dihadapi oleh mahasiswa penggunaan perangkat lunak

payware yang berlisensi dan hanya dapat digunakan di laboratorium universitas. Maka

dengan menggunakan perangkat lunak freeware dapat menjadi solusi atas masalah

tersebut.

Dengan perangkat lunak freeware mahasiswa dapat melakukan instalasi pada

perangkat komputer atau laptop masing-masing. Karena perangkat lunak freeware pada

dasarnya berlisensi umum atau public yang disebut dengan GNU. Diantara banyaknnya

perangkat lunak freeware EDA salah satunya adalah LTSPICE. LSTPICE ditinjau dari

sisi fitur mendekati fitur-fitur yang ada pada Mentor Graphics.

Gambar 1.1 Logo LTSPICE dari Linear Technology

2

Bab 2. Apa Itu LTSPICE

Seperti pembahasan singkat pada bab pendahluan, LTSPICE merupakan

perangkat lunak freeware EDA untuk mendesain sirkuit elektronika. Lebih tepatnya

disebut dengan Simulator EDA., karena selain melakukan desain sirkuit perangkat lunak

ini dapat melakukan simulasi. Istilah freeware pada LTSPICE dikenal dengan free

distribute di bawah lisensi. LTSPICE sendiri merupakan singkatan dari Linear

Technology Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis

LTSPICE dirancang untuk mendesain sirkuit analog berbasiskan komponen

analog seperti komponen aktif dioda, transistor, IC maupun komponen pasif seperti

Resistor, Kapasitor, dan inductor. Sirkuit analog seperti operational amplifier (OP-Amp)

dan lain-lain. Kelebihan LTSPICE yaitu tidak terbatasnya jumlah komponen yang dipakai

dan tidak terbatas titik (node) pada rangkaian dan library yang lengkap dari produk linear

technology. Selain itu dalam hal simulasi LTSPICE memiliki kecepatan simulasi yang

baik diantara perangkat lunak sejenis. Diantaranya kecepatan simulasi terdiri dari steady

state detection, turn on transient, step response, dan efficiency / power computation.

Spesifikasi perangkay komputer untuk instalasi adalah sebagai berikut:

• PC / Laptop

– Sistem Operasi Windows 7/8/10 dan macOS 10.9+

– RAM minimum 4GB

– Harddisk minimum 1GB

• Software

– LTSPICE Tersedia versi XVII (32 bit atau 64 bit)

LTSPICE dapat diunduh pada tautan https://www.analog.com/en/design-

center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html.

3

Gambar 2.1. Halaman unduh LTSPICE

2.1. Instalasi

Setelah mengunduh file LTSPCE, maka langkah melakukan instalasi sebagai

berikut:

1. Dialog lisensi. Bagian ini menyatakan kesediaan pengguna mematuhi aturan

lisensi. Pilih “Accept” maka button “Install Now” Akan Aktif. Lalu kemudian

proses instalasi berjalan.

Gambar 2.3. Halaman unduh LTSPICE

4

2. Setelah proses instalasi berlangsung dengan baik maka dialog akan muncul

menyatakan proses instalasi berjalan sukses.

Gambar 2.3. Halaman unduh LTSPICE

2.1. Apa yang dapat dilakukan di LTSPICE

Fitur utama dapat dikategorikan menjadi dua yaitu

1. Desain Skematik

2. Simulasi

Desain Skematik disebut juga (Schematic Capture) fitur yang disajikan LTSPICE

untuk mendesain rangkaian. Komponen elektronika disusun dan diletakkan pada bagian

ini.

Gambar 2.4. Desain Skematik

5

Simulasi atau yang disebut dengan waveform viewer merupakan fitur simulasi

yang dapat menampilkan hasil baik berupa grafik maupun teks.

Gambar 2.5. Simulasi

2.2. Tampilan LTSPICE

Tampilan LTPICE atau disebut interface dari LTSPICE sangat sederhana dan

mudah untuk pahami dan digunakan. Gambar 2.4 adalah tampilan awal dari LTSPICE.

Gambar 2.6. Tampilan Awal

Menubar

Toolbar

6

Detail lebih lengkap mengenai tool bar dan menu bar dapat dilihat pada gambar

2.7. Fitur pada tool bar yang akan sering dipakai yaitu fitur komponen, spice directive,

run, dan zoom in-out.

Gambar 2.7. Toolbar dan menuBar

7

Bab 3. Pengaturan Awal

Pengaturan awal diperlukan untuk mengatur kebutuhan dan juga kenyamanan

pengguna dalam mendesain. Pengaturan dapat dilakukan dengan menekan tombol “palu”.

Gambar 2.8. Pengaturan

Berikut ini beberapa pengaturan yang dapat dilakukan

1. Pengaturan Kecepatan

Gambar 2.9. Pengaturan Kecepatan Simulasi

8

2. Pengaturan grid, untuk menampilkan alat bantu grid.

Gambar 2.10. Pengaturan Grid

3. Pengaturan Shortcut, untuk mempermudah dan mempercepat akses

dalam desain

Gambar 2.11. Pengaturan Shortcut

9

4. Pengaturan delete otomatis waveform

Gambar 2.10. Pengaturan Shortcut

5. Pengaturan jendela/layar

Gambar 2.10. Pengaturan jendela “side by side”

10

6. Pengaturan warna pada skematik dan simulasi, untuk mempermudah

analisa

Gambar 2.12. Pengaturan Warna simulasi

Gambar 2.12. Pengaturan Warna Skematik

11

Bab 4. Menggambar Skematik

Untuk dapat menggambar skematik dapat mengikuti langkah-langkah pembuatan

skematik berikut ini:

1. Tekan tombol “new schematic”

Gambar 4.1. Tombol “New Schematic”

2. Tampilan layar skematik editor beserta grid

Gambar 4.2. Tampilan Layar Skematik Editor

12

3. Menempatkan komponen, tekan tombol komponen

Gambar 4.3. Menempatkan Komponen

4. Daftar komponen-komponen

Gambar 4.4. Daftar Komponen

13

5. Menempatkan komponen pada layar skematik

Gambar 4.5. Penempatan komponen

6. Mengubah posisi, dengan rotate, move, drag dan mirror

Gambar 4.6. Modifikasi Posisi

14

7. Wiring

Gambar 4.7. Wiring

8. Menghapus Wiring dan komponen

Gambar 4.8. Penghapus wiring dan komponen

15

9. Select dan Unselect

Gambar 4.9. Select dan Unselect

10. Memberi Nilai pada komponen Resistor, satuan default Ω

Gambar 4.9. Set Resistor

11. Memberi nilai pada komponen Kapasitor, satuan default F

Gambar 4.10. Set Kapasitor

16

12. Memberi nilai pada komponen Induktor, satuan default H

Gambar 4.11. Set Induktor

13. Memberi nilai pada komponen Dioda

Gambar 4.12. Set Dioda

17

14. Memberi Nilai sumber sinyal, arus, dan tegangan

Gambar 4.13. Set sinyal, arus, dan tegangan

15. Memberi Label

Gambar 4.14. Pelabelan Langsung

Gambar 4.15. Pelabelan Independen

18

16. Satuan Unit

Gambar 4.16. Satuan Unit

19

Bab 5. Metode-metode Analisis

Metode-metode analisis simulasi pada LTSPICE dibagi menjadi dua yaitu

metode dasar dan lanjut. Lebih lengkapnya dapat dilihat pada uraian berikut ini:

• Dasar

– DC Operating Point

– AC

– Transient

– DC Sweep

– DC transfer

– Noise

• Lanjut

– Parametric

– Temperature

– Monte Carlo

Berikut ini penjelasan dari masing-masing metode dasar beserta langkah simulasi.

A. Analisis DC

1. Analisis DC, Gambarlah sirkuit berikut ini

20

Gambar 5.1. Command Simulator

2. Pemberian parameter simulasi langsung pada simulation command

Gambar 5.2. DC op Point

3. Pemberian parameyer langsung pada spice directive

Gambar 5.3. DC op Point

21

4. Eksekusi Simulasi

Gambar 5.3. Hasil Simulasi DC

5. Menggunakan Probe

Gambar 5.4. Penggunaan Probe

22

Gambar 5.4. Fungsi Probe

B. Analisis Transien

1. Spice Directive

23

Gambar 5.5. Spice Analisis Transien

2. Hasil Simulasi

Gambar 5.6. Hasil Analisis Transien Rangkaian R menggunakan sinyal Sinus

Gambar 5.7. Hasil Analisis Transien Rangkaian RC menggunakan sinyal Sinus

3. Hasil Simulasi

24

Gambar 5.8. Hasil Analisis Transien Rangkaian R menggunakan sinyal Pulsa

Gambar 5.9. Hasil Analisis Transien Rangkaian RC menggunakan sinyal Pulsa

4. Pengukuran Daya

Gambar 5.9. Pengukuran Daya

25

C. Analisis AC

1. Set spice directive analisis AC

Gambar 5.10. Pengukuran Daya

2. Hasil Simulasi

Gambar 5.10. Hasil Simulasi Analisis AC

26

D. Analisis DC Sweep

1. Set spice directive

Gambar 5.11. Set Spice Directive DC Sweep

2. Hasil Simulasi

Gambar 5.12. Hasil Simulasi Analisis DC Sweep

3. Pengaturan Skala

Gambar 5.12. Pengaturan Skala Simulasi

27

Bab 6. Latihan 1. Gambarlah dan simulasikan rangkaian RLC di bawah ini

Kemudian simulasikan menggunakan analisis DC, AC, dan Transien

28

Referensi

[1] Bruun, E.. CMOS Integrated Circuit Simulation with LTspice. 2017.

[2] Singh, A.K. and Singh, R.,. Electronics Circuits SPICE Simulations with LTspice: A

Schematic Based Approach. CreateSpace, 2015

[3] Url : https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-

simulator.html, diakses desember 2018

[4] Url : https://learn.sparkfun.com/tutorials/getting-started-with-ltspice/all, diakses

desember 2018

[5] Url : http://denethor.wlu.ca/ltspice/, diakses januari 2019

[6] Url:http://ltwiki.org/index.php?title=SPICE_and_LTspice_Courseware_and_Tutori

als, diakses januari 2019

[7] Url : https://sscs.ieee.org/images/files/LTSpice_Instructions___links_1.pdf, januari

2019