III. SIMULATOR DAN SUMBER DATA
3.2 HFSS
High Frequency Structure Simulator (HFSS) adalah sebuah perangkat
lunak komersil dari perusahaan Ansys untuk pemecahan masalah-masalah Finite
Element Method (FEM) pada struktur elektromagnetik. HFSS adalah salah satu
perangkat lunak yang sangat populer dan bermanfaat untuk merancang antena,
dan untuk merancang rangkaian RF elektronik kompleks yang termasuk filter,
saluran transmisi dan semua yang berkenaan dengannya. Perangkat lunak ini
awalnya dikembangkan oleh Profesor Zoltan Cendes dan para mahasiswanya di
Carnegie Mellon University. Dan kemudian Profesor Cendes dan saudara
laki-lakinya Nicholas Csendes mendirikan dan memasarkan HFSS pertama kali pada
tahun 1989 yang dilakukan berdasarkan kerjasama pemasaran dengan perusahaan
Hewlett-Packard (HP) yang di bundle menjadi produk Ansoft. Setelah sekian
lama bekerja sama pada periode tahun 1996-2006, HP (yang kemudian menjadi
Agilent EEs dari divisi EDA) dan Ansoft berpisah, Agilent dengan produk FEM
Element sedangkan Ansoft dengan produk HFSS mereka. Dan kemudian Ansoft
akhirnya diakusisi oleh perusahaan Ansys [14].
3.2.1 Instalasi Ansoft HFSS
Ansoft HFSS memiliki syarat minimum untuk di instalasi ke dalam
komputer. Adapun syarat minimum untuk instalasi Ansoft adalah :
1. Sistem operasi WindowsXP (32/64 bit),Windows2000, atauWindows Server2003.
2. Komputer dengan prosesorPentium(diusahakanPentium4 keatas). 3. Kapasitas RAM (Random Access Memory)minimum 128 Mb.
4. Memiliki minimum 8 MbVideo Card. 5. Mouse.
6. CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) atau DVD-ROM (Digital Video Disc Read-Only Memory).
Adapun cara instalasi dari Ansoft adalah sebagai berikut :
1. Buka folder Ansoft jalankan autorun.exesehingga akan muncul tampilan
seperti pada Gambar 3.1. lalu akan muncul beberapa opsi. Maka yang
pertama dilakukan adalah memasang libraries (install libraries), lalu ikuti
langkah-langkah yang seterusnya dengan menekan tombol next. dan
pilihlah direktori dimana akan dipasanglibrariestersebut.
Gambar 3.1Tampilan Awal Ansoft HFSS
2. Setelah lakukan pemasangan libraries, maka dilanjutkan dengan
memasang simulator Ansoft HFSS dengan cara menekan install software.
Lalu ikuti perintah-perintah pemasangan perangkat lunak tersebut. Lalu
pilih lokasi untuk pemasangan Ansoft HFSS. Ikuti semua langkahnya dan
3.2.2 Cara Kerja Ansoft HFSS
Ansoft HFSS adalah program yang sangat interaktif dalam menampilkan
model peralatan frekuensi radio secara tiga dimensi yang dibuat. Beberapa
tahapan dalam Ansoft HFSS diantaranya adalah :
1. Membuat parameter dari suatu model - perancangan bidang, boundries,danexcitationpada model yang dibuat.
2. Menganalisis model - pada tahapan ini model yang telah dibuat akan dianalisis dengan memasukkan frekuensi yang diinginkan dan
bentangan frekuensi yang diinginkan.
3. Hasil - menampilkan hasil dalam bentuk laporan dua dimensi (gambar, tabel, grafik) maupun laporan dalam bentuk tiga dimensi.
4. Penyelesaianloop- proses mendapatkan hasil sepenuhnya otomatis.
Adapun diagram alir dari proses pencarian solusi Ansoft HFSS
Gambar 3.2Diagram Alir yang Menunjukkan Cara Pencarian Solusi Simulator Ansoft HFSS
3.2.3 Perancangan Dasar Model pada Ansoft
Pada Ansoft HFSS, perancangan model dapat menggunakan bidang dua
dimensi atau bidang tiga dimensi tergantung dari model yang akan dibuat.
Semakin kompleks model yang akan dibuat maka semakin kompleks dan banyak
pula bidang yang digunakan pada Ansoft.
Untuk membuat model awal dari model yang diinginkan maka dilakukan
dengan menekan kursor ke arah geometri pada Ansoft HFSS atau dengan
menekan kursor pada menu draw lalu pilih bentuk geometri yang diinginkan
Gambar 3.3Geometri yang disediakan oleh Simulator Ansoft HFSS
Setelah memilih salah satu bentuk geometri yang diinginkan maka yang
dilakukan selanjutnya adalah masukkan beberapa nilai untuk menentukan ukuran
dan posisi model yang ingin dibuat.
Misalkan dalam membuat model kubus atau balok, maka arahkan kursor
ketiga arah koordinat sehingga terbentuk balok seperti pada Gambar 3.4 lalu tekan
klik. Dan pada bidang koordinat Ansoft HFSS yang akan digambarkan bentuk
bidang tersebut. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4Bentuk yang Muncul Setelah Menekan Bidang Balok Pada Ansoft HFSS
Berikut adalah tahap-tahap dalam mensimulasikan suatu model pada
simulator Ansoft HFSS.
a. Inisialisasi Model
Inisialisasi model adalah pemberian nilai awal dalam angka maupun
koordinat dari model yang akan dirancang. Satuan model yang dibuat dapat diatur
dengan cara menekan 3D modeler>units.Setelah modeldibuat maka akan muncul
property windowyang memiliki 2 jenis tab seperti yang ditunjukkan Gambar 3.5.
Gambar 3.5Property Windowyang Keluar Setelah Model Dibuat
Pada tab Command, akan ada beberapa opsi yaitu Coordinate System,
Position, XSize, YSize, dan ZSize. Prinsip dari pengaturan koordinat ini sama
dengan yang dipelajari pada pembuatan grafik pada aplikasi sehari-hari. Position
berfungsi untuk meletakkan model pada koordinat yang diinginkan pada sumbu x,
sumbu y, dan sumbu z. XSize berfungsi untuk memasukkan panjang garis yang
bekerja pada sumbu X dalam artian ini berarti menentukan lebar dari kubus,
Sedangkan YSize untuk memasukkan panjang garis yang bekerja pada sumbu y,
Property windowpada Gambar 3.6 hanya muncul ketika akan dibuat suatu
model dalam bentuk kubus atau balok. Jika model lainnya seperti bola atau
tabung yang akan dibuat, maka parameter yang lain akan muncul seperti radius
atau diameter danlength(tinggi atau panjang) model.
Gambar 3.6Property Window dengan Tab Attribute
Pada tab attribute seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.6 terdapat
beberapa opsi yang bisa diatur. Misalkan kolom name berfungsi untuk menamai
model yang dibuat, sedangkan kolom material berisi bahan yang digunakan oleh
model tersebut. Dengan menekan vaccum maka akan muncul beberapa pilihan
material yang dapat disesuaikan dengan keinginan. Color berfungsi untuk
mewarnai model, dan transparent berfungsi untuk membuat model menjadi
transparan.Transparentbisa diatur sesuai dengan keinginan.
Setelah proses inisialisasi model dengan memberikan nilai-nilai dan
besaran pada model maka hal yang perlu dilakukan adalah memasukkan beberapa
pengaturan yang mendukung model yang dibuat. Project manager seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 3.7 berisi pengaturan-pengaturan model yang sesuai
window dapat dilihat selengkapnya pada e-book penuntun Ansoft HFSS yang
terdapat di dalam CD (Compact Disc)[15].
Gambar 3.7Project Manager WindowPada Ansoft HFSS
b. Mensimulasikan Hasil Rancangan
Setelah hasil rancangan berhasil dibuat, maka rancangan harus
disimulasikan. Untuk mengecek apakah hasil rancangan sudah berjalan dengan
baik maka harus menekan HFSS pada toolbar lalu Validation Check. Jika ada
yang mengalami kesalahan (error) lakukan pengecekan pada project manager.
Setelah rancangan sudah berjalan dengan baik maka yang harus dilakukan adalah
menganalisa rancangan tersebut dengan cara menekan HFSS kemudian Analyze
dengan lama waktu yang tidak terbatas tergantung dari kerumitan model dan
banyaknya jumlahpassingin dibuat. Dan setelah selesai dilakukan penganalisaan,
hasil program akan ditunjukkan pada bagianresultpadaproject manager.
3.2.5 Aplikasi Ansoft HFSS
Ansoft dapat digunakan untuk berbagai aplikasi antena. Seperti antena
Yagi, antena Dipole, antenaHorn, dan sebagainya. Gambar 3.8 memperlihatkan
salah satu dari aplikasi Ansoft HFSS [14].
Gambar 3.8Salah Satu Aplikasi dari Ansoft HFSS yaitu AntenaHorn