Pengenalan Aplikasi Matlab Dalam Pengolahan Sinyal Digital
I. TUJUAN
§ Memahami perintah pada Matlab
§ Mampu menyusun program sederhana yang berhubungan dengan dasar pengolahan sinyal
II. MATERI PEMBELAJARAN MATLAB
Matlab merupakan paket komersial’Matrix Laboratory’ yang beroperasi sebaga
suatu environment pemrograman yang interaktif. Matlab melebihi kelebihan didalam kemanpuan environment komputasional dan sebagai bahasa pemrogramanya, dan bias juga di gunakan sebagai suatu tool standar untuk berbagai pekerjaan keilimuan dan bidang rekayasa, dibanding perangkat lunak lainya, perangkat ini memiliki kelebihan dalam pengemaran dengan mudah untuk bentuk dua dimensi dan tiga dimensi.
Matlab memiliki dua metode berbeda untuk melakukan eksekusi command(perintah);interactive mode dan hatch mode di dalam interactive mode, command diketikan (atau cut-and-pasted) ke dalam ‘command window’. Di dalam batch mode, sederetan commands disimpan dalam bentuk text file (menggunakan matlab buly-in editor atau text editor lainya seperti notepad dengan suatu eksitensi ‘.m’ batch command dalam suatu file selanjutn ‘.m’ batch command dalam suatu file selanjutnya di eksekusi program
yang anda buat Keuntungan mengunakan suatu file ‘ m’ adalah memberi keleluasaan bagi anda untuk melakukan sedikit perubahan pada kode anda.
1.1. Membuka Matlab
Anda dapat memulai Matlab dengan cara membukanya dengan click duakali mouse anda pada ikon Matlab yang ada di display monitor anda Bisa juga anda mencari melalui windows Start+All Program+Matlab dst.
Gambar 1. Ikon pada display monitor
Gambar 2. Langkah membuka matlab melalui windows star
Langkah ini akan menyebabkan munculnya Matlab Command anda yang pertama. Tunggu beberapa ssaat sampai tampilan seperti pada Gambar 3 muncul. Dalam hal ini anda harus bersabar, karena setiap computer memiliki kemampuan berbeda dalam menjalankan aplikasi. Hal ini dipengaruhi oleh kemampuan processor, motherboard, dan memory yang dimilikinya. Bagi yang menggunakan computer dengan spesifikasi hardware rendah, dimohon bersabar…..
Gambar 3. Tampilan matlab command
1.2 Perintah Help
Pepatah mengatakan, ‘’malu bertanya sesat di jalan hal ini juga berlaku bagi anda yang ingin mempelajari perangkat lunak seperti Matlab. Akan lebih mulia jika anda anda memanfaatkan fasilitas help yang tersedia di Matlab. Hal ini akan sangat membantu anda untuk menyelesaikan persoalan. Sebab jika anda terlalu sering bertanya kepada teman sebelah anda, belum tentu dia mau menjawab dengan senang hati.
Jika anda sudah mengetahui persoalan dengan jelas, anda bisa memanfatkan Matlab Command dengan cara mengetik help dilanjut dengan fungsi yang anda ingin ketahui. Misalnya anda ingin mengetahui cara menggunakan persamaan sinusoida, maka anda lakukan langkah seperti dibawah ini.
>> help sin
Maka akan tampil seperti berikut.
SIN Sine.
SIN(X) is the sine of the elements of X.
Overloaded methods
help sym/sin.m
Jika anda hanya mengetahui kerangka besar persoalan, tetapi tidak tahu fungsi apa yang anda tanyakan, maka anda bisa memanfaatkan fasilitas help dengan cara melihat demo yang sudah disediakan oleh Matlab. Caranya adalah anda click toolbar help +Full Product Family Help.
Gambar 4. Pemanfaatan help matlab
Dengan cara ini Matlab akan menampilkan seluruh fasilitas help yang dimiliki. Dengan demikian and tinggal pilih jenis permasalahan yang ingin anda selesaikan. PIlih salah satu, dan disitu akan ditampilkan contoh program dan pembahasannya. Pada contoh berikut ini kita ingin melihat cara membuat program untuk Signal Processing, yang secara lebih spesifik adalah pembangkitan sinyal. Kita click pada tanda + di depan Signal Processing Toolbox + Getting Started + waveform Generation.langkah ini akan memunculkan tampilan seperti di bawah ini
Gambar 5. Pemanfaatan help signal processing
1.3 Membuat File *.m
Untuk membuat sebuah program Matlab berbasis Batch command, maka akan berurusan dengan pembuatan sebuah m-file atau file *.m. Pembuatan program dengan cara ini sangat seerhana, anda mulai dari membuat file dengan click pada file + New + M-file seperti tampak pada Gambar7. Maka akan muncul sebuah Matlab Editor seperti pada Gambar dan disini anda diberi kebebasan untuk menuliskan program sesuai dengan persoalan yang ingian anda selesaikan. Posisi Matlab Editor biasanya terpisah dari Matlab Command, tetapi ada juga yang posisinya menjadi satu dengan Matlab Command. Jika anda menggunakan seri Matlab 7, bisanya Matlab Editor terintegrasi dengan Matlab Command.
Gambar 6. Memulai Membuatt file.m
Gambar 7. Tampilan matlab editor
1.4 . Menentukan Direktori Tempat Bekerja:
Anggap anda sudah membuat program dengan menggunakan Matlab Editor, pada waktu anda ingin melakukan eksekusi yang pertama kali, biasanya anda diminta untuk menyimpan file *.m tersebut. Pada waktu melakukan penyimpanan bisanya ditanyakan apakah menggunakan folder default atau anda akan memindah ke folder yang lain.
And bisa saja menentukan folder tempat anda menyimpan progam anda sebelum pembuatan program dimulai, caranya adalah dengan click pada toolbar Browse for folder yang berupa kotak dengan tanda titik-titik seperti pada Gambar 9 Ketika anda click tanda itu, otomatis akan muncul tampilan pilihan folder dimana yang anda inginkan. Jika anda memilik salah satu cukup click di folder terebut, tetpi jika anda ingin membuat folder yang baru juga diberi keleluasaan melalui Make New Folder.
Gambar 8. Menentukan folder kerja
III.PERALATAN PERCOBAAN
Untuk memnentukan kegiatan praktikum ini di perlakukan peralatan percobaan sebagai berikut:
- Komputer dengan Spesifikasi Minimal Memory 512 KB, dilengkapi dengan perangkat Audio pendukung
- Operating System Windows
- Perangkat lunak matlab
IV.PERCOBAAN
Pada awal percobaan ini, anda bisa memanfaatkan Matlab Command atau juga dikenalsebagai Matlab Intractive Mode untuk membuat program-program sederhana. Kita mulai dari percobaan melakukan perhitungan sederha aritmatika dan dilanjutkan dengan bentuk perulangan dengan memanfaatkan looping.
2.1 Memulai Suatu Operasi Aretmatika
Bentuk Jumlahan:
Misalnya anda ingin melakukan operasi penjumlahan antara variable a dan b,
dengan nilai-nilai yang sudah anda tetapkan. Untuk itu anda bisa melakukannya dnegan cara
mengetikkan seperti berikut ini
a=2; b=3;
c=a+b
c =
5
Bagian terakhir yang muncul ‘c- 5 merupakan hasil eksekusi dari Matlab Command. Proses ini akan berjalan cukup cepat, sebab hanya melibatkan persamaan sederhana. Coba anda lanjutkan dengan melakukan operasi penjumlahan y = xl+x2+x3+x4+x5, dimana x1=10 x2=1 x3=8 x4=9, dan x5 =2
Bentuk Perkalian:
Dalam kasus ini anda diminta untuk menghitung volume pada suatu bola dengan Jari- Jari r= 2 Anda ingat bahwa persamaan matematik untuk volume suatu bola dengan jari-jari r adalah
Volume = (4/3)πr3
Nilai ‘x’ di dalam Matlab bias dwakili oleh notasi ‘pi’Anda dapat menyelesaikan dengan
mengetik seperti berikut:
r=2; vol=(4/3)*pi*r^3;
vol
hasilnya adalah:
vol =
33.5103
Perhatikan perbedaan contoh pertama dengan contoh kedua Pada contoh pertama setelah c=a+b tidak dilengkapi dengan tanda semicolon hal ini akan menyebabkan Matlab secara langsung akan menampilkan hasil eksekusi Sedangkan pada contoh
Kedua vol=(4/3)*pi*r^3; , pada contoh ini tanda ‘;’ menyebabkan Matlab tidak mengeksekusi dan menunjukkan hasilnya secara langsung.jika anda masih penasaran anda bisa mencoba untuk tidak
menggunakan
*-*. Cobalah untuk mencoba sekali lagi pada permasalahan penghitungan luasan sebuah persegi panjang yang sisi-sisinya adalah a =10, dan b = 12.
Bentuk Pembagian:
Operasi pembagian di dalam Matlab memiliki hirarki sama dengan operasi perkalian, untuk melakukan pembagian c=a/b dengan masing-masing variable bernilai a=34 dan b=3,
anda dapat melakukannya dengan mengetikkan perintah seperti berikut.
a=34;
b=3;
c=a/b
Hasilnya adalah
c =
11.3333
Coba anda lakukan sebuah bentuk kombinasi antarA Perkalian/pembagian
Dan Penjumlahan/Pengunrangan untuk kasus yang dituliskan dalam persamaan seperti dibawah ini:
Y =ax + b/c Dalam hal ini nilai a =2, x = 1.7, b=10 dan c=2.5.
2.2. Bentuk Perulangan
Ada beberapa cara untuk melakukan perulangan dalam Matlab, bisa menggunakan for atau anda cukup menentukan suatu Variable sebagai matrik yang memiliki rentang tertentu. Pada contoh pertama ini anda akan melakukan sebuah operasi perulangan dengan memanfaatkan for.. end. Disini anda menentukan nilai x dari 1 sampai 9 dan anda akan memproses sebuah bentuk operasi yang melibatkan variable x tersebut. Anda dapat melakukannya dengan cara seperti berikut.
for x=1:9,
y=x.^2-5*x-3
end
Maka di dalam Matlab Command akan muncul hasil seperti berikut.
y = -7
y = -9
y = -9
y = -7
y = -3
y = 3
y = 11
y = 21
y = 33
Anda juga bisa membuat sebuah bentuk perulangan dengan cara yang lebih sederhana seperti berikut:
x=1:9;
y=x.^2-5*x-3
Hasilnya adalah
y=
-7 -9 -9 -7 -3 3 11 21 33
Pada perintah pertama, disebutkan x=1:9, hal ini berarti anda menetapkan bahwa x bernilai 1 sampai 9 dengan step kenaikan sebesar 1. Jika anda merubah perintah diatas dengan x=1:.5:9, maka proses kenaikan nilai x adalah 1, 1.5, 2.0, 2.5 ….9. Hal ini terjadi karena step kenaikannya anda tetapkan sebesar 0.5(dalam bahasa Indonesia 0,5).
2.3.Membuat grafik
Satu kelebihan dari Matlab adalah dalam hal pembuatan grafik dari sebuah persamaan matematika. Jika anda menginginkan untuk melihat hasil secara cepat dan berorientasi pada analisa, maka cara berikut ini merupakan langkah yang tepat. Anda mulai membuat grafik untuk pembangkitan sinyal sinusoida yang memiliki frekuensi 2 Hz, dan amplitude sebesar 1. Caranya adalah dengan membuat sebuah program pada Matlab Editor seperti berikut ini.
%File Name:graph_1.m
T=100;
f=2;
n=1/T:1/T:1;
x=sin(2*pi*f*n);
plot(x,'linewidth',2)
title('Grafik yang pertama')
xlabel('x');ylabel('n');
grid
Jika anda selesai dan telah menyimpan program tersebut, anda tekan toolbar Run, maka akan muncul tampilan sebagai berikut.
Gambar 9.Tampilan sinyal sinus
Tampilan diatas menunjukkan bahwa sinyal sinus terbangkit sebagai fungsi dari deretan nilai-nilai x, yang dalam hal ini adalah urutan sampelnya. Tentu saja grafik diatas belum sepenuhnya mewakisi sebuah sinyal sinusoida yang benar. Coba anda lakukan modifikasi program anda diatas. Anda sisipkan beberapa perintah berikut ini setelah baris ke-5.
nn=1:length(n);
plot(nn/T,x,'linewidth',2)
Anda amati perbedaan hasilnya, dan jangan lupa mencatatnya untuk analisa.
Membuat Grafik Polar
Fungsi polar menerima koordinat polar, kemudian menggambarkannya dalam bentuk koordinat polardi dalam sebuah bidang Cartesian, dan menampilkan sebuah grid pada bidang tersebut. Sebuah sintak berbentuk dasar polar(theta,rho) akan menghasilkan sebuah koordinat polar dengan sudut theta sebagai fungsi radius rho. Untuk selanjutnya anda bisa mencoba sebuah program sederhana seperti dibawah ini. Jika anda masih penasaran dengan, ana bias mendapatkan bantuan dari Matlab melalui help dari library yang ada.
t = 0:.01:2*pi;
polar(t,sin(2*t).*cos(2*t),'--r')
Jika anda menjalankan program ini, akan muncul tampilan seperti berikut.
Gambar 10. Tampilan polar pilot
Akan lebih baik jika anda mencoa untuk merubah tampilan dengan cara memodifikasi baris ke-2 pada program diatas menjadi sebagai berikut.
polar(t,sin(2*t).*cos(2*t))
Perhatikan apa yang terjadi, dan cobalah dengan berbagai variasi pada baris tersebut. Untuk ini anda harus membuat catatan dan melakukan analisa dari langkah anda.
polar(t,sin(2*t).*cos(2*t),'--b')
polar(t,sin(2*t).*cos(2*t),'*')
Grafik Semilog
Sintak ‘semilogs’ dan ‘semilogy’ akan menggambarkan plot data dalam bentuk terskala logarithmic pada sumbu x dan sumbu y. Semilogx(Y) menghasilkan sebuah gambaran menggunakan suatu nilai terskala logaritma basis 10 pada sumbu-xdan suatu tampilan terskala linear pada sumbu y. Untuk lebih jelasnya, anda bisa memulai dengan sebuah program sederhana berikut ini.
%File Name:graph_4.m
t=.1:.1:3;
x=exp(t);
y=exp(t.*sinh(t));
semilogy(x,y)
grid
xlabel('x');ylabel('y')
Ketika anda menjalankan program tersebut, maka akan muncul tampilan seperti berikut
Gambar 11. Tampilan Grafik Semilogy
Coba anda lakukan modifikasi bagian program semilogy(x,y)menjadi seperti berikut loglog(x,y), lanjutkan dengan merubah bagian beriktu ini
x=exp(t);
y=exp(t.*sinh(t));
semilogy(x,y)
Menjadi
y=exp(t);
x=exp(t.*sinh(t));
semilogx(x,y)
Anda amati hasilnya, catat dan lakukan analisa dari langkah yang sudah anda lakukan.
Grafik Dua Fungsi
Untuk menampilkan dua buah fungsi menjadi sebuah grafik merupakan hal yang menarik. Anda bisa memulainya dengan menuliskan program untuk membangkitkan dua buah sinyal sinuoida, yang pertama dalah sinyal sinus, sedang yang kedua adalah sinyal cosinus. Jangan lupa anda menampilkan text sebagai penjelasan bagian mana yang menggambarkan sinyal sinus, dan bagian mana yang menggambarkan sinya cosinus. Jika anda merasa mengalami kesulitan, tidak ada salahnya anda buat program seperti dibawah ini.
%File Name:graph_5.m
x=0:0.05:5;
y=sin(x);
plot(x,y)
hold on
z=cos(x);
plot(x,z,'--')
title('Penggambaran dua fungsi bersamaan')
xlabel('sumbu x');ylabel('y(x) dan z(x)')
text(3.2,0.3,'y=sin(x)','fontsize',12)
text(1.5,0.3,'z=cos(x)','fontsize',12)
jika program diatas dijalankan maka akan muncul tampilan seperti berikut
Gambar 13. Tampilan Dua Grafik dan Text Penjelasan
Tidak salah jika anda penasaran apakah kemampuan Matlab hanya membuat dua sinyal secara bersamaan. Coba anda modifikasi program diatas untuk menampilkan 3,4 atau bahkan 10 sinyal secara bersamaan. Anda tidak perlu ragu dahal hal ini, tohresiko terburuk dari langkah anda adalah Matlab akan mengalami hang, alias kecapekan dalam mengeksekusi program anda….(smile)
Grafik dengan Banyak Tampilan (Subplot)
Jika anda ingin menampilkan beberapa grafik dalam frame terpisah-pisah, anda bisa memanfaatkan subplot. Sintak subplot(m,n,p) atau subplot(mnp) akan memecah gambar menjadi m x n matrik dengan axis kecil. Hal ini akan menghasilkan sebuah gambar yang tersusun dari m baris dan n kolom. Sementara p menyatakan proses penggambaran pada urusat ke-p yangakan diproses. Misalnya, anda menyebutkan sintak subplot (2,2,1), maka akan muncul sebanyak 2 x 2 gambar, dan perintah plot (y) setelah sintak tersebut akan menempatkan grafik y pada gambar nomor 1 yang terletak di pojok kiri atas. Urutan untuk gambar adalah kiri atas, turun ke bagian bawahnya sesuai jumlah maksimum baris yang dibuat, dalam contoh tersebut akan muncul 2 baris. Kemudian dilanjutkan dengan penggambaran pada kolom berikutnya, mulai dari atar, menurun dst. Belum juga paham?...Coba anda buat program seperti berikut ini.
%File Name: graph_6.m
clear;clf
t=0:.1:30;
subplot(2,2,1)
y=sin(t);
plot(t,y),title('Subplot(2,2,1)'),ylabel('y=sin(t)'),xlabel('t')
subplot(2,2,2)
y1=t.*sin(t);
plot(t,y1),title('Subplot(2,2,2)'),ylabel('y=t.*sin(t)'),xlabel('t')
subplot(2,2,3)
y=t.*sin(t).^2;
plot(t,y),title('Subplot(2,2,3)'),ylabel('y=t.*sin(t).^2'),xlabel('t')
subplot(2,2,4)
y=t.^2.*sin(t).^2;
plot(t,y),title('Subplot(2,2,4)'),ylabel('y=t.^2.*sin(t).^2'),xlabel('t')
Program diatas akan menghasilkan tampilan seperti berikut ini.
Gambar 14 Tampilan subplot 4 frame gambar
Tidak ada komentar:
Posting Komentar