Belajar GUI di MATLAB

Pada tulisan kali ini saya akan memberikan sebuah tutorial sederhana mengenai pemrogaraman GUI di MATLAB. Kebetulan ini tutorial pertama tentang GUI, jadi saya ambil satu contoh familiar yakni bagaimana memplot fungsi sinusoidal dengan GUI. Sebenarnya kalo anda ingin pahami benar bagaimana GUI di MATLAB bekerja, ada baiknya jangan gunakan GUIDE (gui builder default). MEndingan langsung koding langsung dari scriptnya. Di samping membantu pemahaman anda ---- khususnya jika GUI yang dibuat makin rumit ---- juga memperkuat ingatan. Kata teman saya, dengan menulis maka ingatan kita tentang sesuatu semakin bagus.
Biar lebih paham, silakan copy-paste source berikut ke komputer anda, dan langsung dijalankan. Kebetulan pada komennya sudah diberikan penjelasannya.

function runGUI
% dibuat oleh Mohammad Fajar pada malam selasa (29/1/2013)
clc;
init();
% dalam GUI matlab, container kedua tertinggi adalah figure... 
% yang pertama tertinggi  adalah root yang merupakan  monitor
fig = ... 
    figure('name', 'Test Sin', ...
         'numbertitle', 'off', ...
         'position' , [200, 100, 500,500], ...% relatif terhadap 
         'menubar' , 'none'  ...              % monitor
         );
     
% panel yang digunakan untuk memanajemen control-control 
panel_control =  uipanel( ...
        'title', 'Control Panel', ...
        'units', 'pix', ...
        'fontsize', 12, ...
        'backgroundcolor', 'white', ... 
        'position',[10 10 480 100] ...  % relatif terhadap 'fig'
        );

buttonStart = uicontrol('units','pix',...
          'style','pushbutton',...
          'parent', panel_control, ...
          'position',[10 10  90 25],...  % relatif terhadap 'panel_control'
          'fontweight','bold',...
          'fontsize',12,... 
          'string','draw',...
          'HorizontalAlignment' , 'right', ...
          'callback',@start ...  % memanggil fungsi 'start' 
          );
      
% untuk button ini kita akan gunakan unit centimeter...
% sementara pada button sebelumnya (button start) yang digunakan adalah
% unit pixels (atau disingkat 'pix'  ==> dalam matlab terdapat kemudahan
% dengan menggunakan singkatan)
% cuma saya bingung yang mana bisa disingkat, yang mana tidak...
% demi amannya mending g usa disingkat..... 
buttonPause  = uicontrol('units', 'centimeters', ...
            'style', 'pushbutton',... 
            'parent' , panel_control , ... 
            'position', [ .24  1.0   2.5   .7], ...  % rel. terhadap 'panel_control'
            'fontsize', 12, ...
            'fontweight', 'bold', ...
            'string', 'delete', ...
            'HorizontalAlignment', 'left', ... 
            'callback', @pause );  % memanggil fungsi 'pause' 
        
% ingat parameter-parameter pada MATLAB selain bisa disingkat juga tidak
% mengenal case-sensitiv ... alias tidak peduli huruf besar atau huruf
% kecil .... jadi 'Position' atau 'posiTion' hasilnya sama saja...
% sepanjang hurufnya tidak kurang atau lebih.... 


% selanjutnya akan dibuat panel untuk memanajemen daerah plotting 
panel_plot = uipanel('title', 'plot area', ...
            'units', 'pix', ...
            'positioN', [10 120 480 370] , ...
            'backgrounDcolor', 'cyan', ...
            'fontsize', 12);

% sekarang tambahkan plot area 
% saya ga' tau kenapa, yang jelas untuk object "axis" tidak dibolehkan 
% untuk menggunakan units selain 'inch'
global g;
g =axes('position',[.1  .1  .86  .87], ...
        'xlim', [0 (2*pi)], ... 
        'parent', panel_plot);
% mesh(peaks(20));
end

function init()
global x;
x = linspace(0,2*pi , 400 );
end 

function []  = start(varargin)
global x;
global hline;
hline = plot(x,sin(x));
end

function [] =  pause(varargin)
% gunanya untuk menghapus plotting 
cc = get(gcf, 'CurrentAxes');
aa = get(cc, 'Children');
delete(aa);
end 

Soal no 11 chapter 7 buku Quantum Physics Gaziorowich

https://docs.google.com/open?id=0B1irLqfPwjq0UWxncWJzUVVScWM

Soal no 3 chapter 7 buku Quantum Physics Gaziorowich

https://docs.google.com/open?id=0B1irLqfPwjq0VENoVjJWMG5idG8

Soal no 1 chapter 7 buku Quantum Physics Gaziorowich:

https://docs.google.com/open?id=0B1irLqfPwjq0X05tZjc0c0JBX2s

Basic Hack Plotting V1.0

Berikut ini adalah sedikit lanjutan tutorial sebelumnya tentang "plotting berjalan". Pekerjaan selanjutnya adalah bagaimana membuat skala vertikal dari plottting-nya bisa "serasi". Tapi untuk saat ini, hanya itu saja. Semoga bermanfaat.

Project di hosting pada:
https://bitbucket.org/moh_fajar/basicplothacking

Belajar plot berjalan di java

Dalam tulisan kali ini saya akan memberikan contoh source code java yang bisa digunakan dalam membuat plotting berjalan seperti yang dimaksud pada situs http://www.chem.mtu.edu/~tbco/cm416/newpida.html
(pastikan di komputer anda terinstal java untuk melihat simulasi yang dimaksud)
Untuk mencoba secara sederhana bagaimana algoritma yang digunakan dalam program tersebut, anda dapat mencoba source code berikut:

Hypocycloid di java

Berikut saya berikan contoh bagaimana membuat animasi hypocycloid di java:

source code nya:

  /**
   * Copyright 2012, Moh. Fajar
   * 
    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
    it under the terms of the GNU General Public License as published by
    the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
    (at your option) any later version.

    This program is distributed in the hope that it will be useful,
    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
    GNU General Public License for more details.

    You should have received a copy of the GNU General Public License
    along with this program.  If not, see 
    */


package fjr.geometri;

import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Color;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Graphics2D;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;

/**
 *
 * @author mamat
 */
public class Hypocycloid extends JPanel {

    //posisi dan ukuran persegi utama
    int rectX = 10;
    int rectY = 10;
    int rectH = 420;
    int rectW = 600;
    
    //posisi dan diameter lingkaran  besar
    int radius1 = 270;
//    int x = rectW+rectX-radius1;
    int x = rectX;
    int y = rectH+rectY - radius1;
   
    //posisi dan diameter lingkaran kecil
    int radius2 = 100;
    int x1 = x + (radius1 - radius2) / 2, 
            y1 = y + (radius1 - radius2);
    
    //sudut putaran lingkaran kecil
    double omega = 0; 
    
    //posisi dan titik Hypocycloid
    int x2= x1+radius2;
    int y2 = x1 + radius2;
   
    public Hypocycloid() {
        this.start();
    }

    @Override
    public void paint(Graphics g) {
        super.paintComponent(g);
        drawMainRect(g);
        drawBigCircle(g);
        drawSmallCircle(g);
        drawPoint(g);
    }
   
    public void drawBigCircle(Graphics g) {
        g.setColor(Color.red);
        g.drawOval(x, y, radius1, radius1);
    }
    
    public void drawSmallCircle(Graphics g) {
        g.setColor(Color.BLUE);
        g.drawOval(x1, y1, radius2, radius2);

    }

    public void drawMainRect(Graphics g) {
        g.setColor(Color.BLUE);
        g.drawRect(rectX, rectY, rectW, rectH);
    }
    
    public void drawPoint(Graphics g){
        Graphics2D g2 = (Graphics2D)g;
        g2.setColor(Color.black);
        g2.fillOval(x2, y2, 10, 10);
        
    }
  
    public void start() {
        LingkaranDalam lingkarandalam = new LingkaranDalam(this);
        Thread t1 = new Thread(lingkarandalam);
        t1.start();
        LingkaranLuar lingkarangluar = new LingkaranLuar(this);
        Thread t2 = new Thread(lingkarangluar);
        t2.start();
              
    }
    
    private class LingkaranLuar implements Runnable {
        
        Hypocycloid hypo;
        
        public LingkaranLuar(Hypocycloid hypo){
            this.hypo = hypo;
        }
        
        @Override
        public void run() {

            while (true) {
                for (int i = 0; i < 110; i++) {//sorong ke kiri
                    x += (int) ((rectW + rectX - radius1) / 100);
                    synchronized (hypo) {
                        hypo.repaint();
                    }
                    try {
                        Thread.sleep(20);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println("thread error 2");
                    }
                }

                for (int i = 0; i < 50; i++) { //sorong ke atas
                    y -= (int) ((rectH + rectY - radius1) / 50);
                    synchronized (hypo) {
                        hypo.repaint();
                    }
                    try {
                        Thread.sleep(20);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println("thread error 2");
                    }
                }

                for (int i = 0; i <110; i++) { //sorong ke kanan
                    x -= (int) ((rectW + rectX - radius1) / 100);
                    synchronized (hypo) {
                        hypo.repaint();
                    }
                    try {
                        Thread.sleep(20);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println("thread error 2");
                    }
                }

                for (int i = 0; i < 50; i++) { //sorong ke bawah
                    y += (int) ((rectH + rectY - radius1) / 50);
                    synchronized (hypo) {
                        hypo.repaint();
                    }
                    try {
                        Thread.sleep(20);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println("thread error 2");
                    }
                }
            }

        }
    }

    private class LingkaranDalam implements Runnable {
        
        Hypocycloid hypo;
        
        public LingkaranDalam(Hypocycloid hypo){
            this.hypo = hypo;
        }

        @Override
        public void run() {
            boolean run = true;
            int a = radius1/2;
            int b = radius2/2;
            int rtemp = a - b;
            while (run) {
                for (int i = 0; i < 200; i++) {
                    omega -= Math.PI / 200;
                    x1 = (int) (x + rtemp + rtemp * Math.cos(omega));
                    y1 = (int) (y + rtemp + rtemp * Math.sin(omega));
                       
                    x2 = (int)(x1+(b-5)+b*Math.cos((a-b)*omega/b));
                    y2 = (int)(y1+(b-5)-b*Math.sin((a-b)*omega/b) );
                    
                    synchronized(hypo){
                        hypo.repaint();
                    }
                    try {
                        Thread.sleep(5);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println("thread error 1");
                    }
                }

            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        java.awt.EventQueue.invokeLater(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                JFrame mainframe = new JFrame("Geometri Fun");
                mainframe.setLayout(new BorderLayout());
                mainframe.setPreferredSize(new Dimension(700, 500));
                Hypocycloid hypo = new Hypocycloid();
                mainframe.add(hypo);
                mainframe.setResizable(false);
                mainframe.pack();
                mainframe.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
                mainframe.setVisible(true);
            }
        });
    }
}

Penjelasan Lavenberg-Marquardt

Berikut adalah tutorial sederhana aplikasi metode Lavenberg Marquardt di MATLAB:
https://docs.google.com/file/d/0B1irLqfPwjq0LXJBRG5HSDVKLU0/edit

Mengenai backslash (\) di MATLAB

Entah kenapa perintah backslash (\) di MATLAB sedikit lebih efisien 
dalam menyelesaikan persamaan linear ketimbang perintah 'linsolve'.
Apakah karena pegawai di MATLAB lagi kekurangan pekerjaan???

clc;
t1=0; t2=0;
for i=1:400,
    A = [11 3 -12;5 -2 -1;6 -6 -12];
    C = [12;32;11];
    clear B;
    tic;
    B = linsolve(A,C);
    t1=t1+toc;
    clear B;
    tic;
    B = A\C;
    t2=t2+toc;
end
t1=t1/100;
t2=t2/100;
disp([num2str(t1), '   ',num2str(t2)]);

Hasil eksekusinya adalah:
0.00011418   9.125e-005
Mungkin di komputer anda sedikit berbeda, tapi intinya sama, t1 
lebih besar dari t2. Dan itu tetap berlaku kendatipun backslash
dieksekusi terlebih dahulu ketimbang linsolve (dipasang pada baris
yang lebih awal)

Pengenalan simulink

Dalam tulisan ini saya akan membahas sedikit megenai dasar-dasar penggunaan simulink. Kalo ada yang belum tahu apa itu simulink, sekedar informasi,  simulink merupakan  tool yang dibundel dengan MATLAB untuk keperluan pemodelan sistem dinamis secara visual.  Bagi yang sudah pernah memakai MATLAB, kemungkinan besar pasti  pernah sepintas membacanya pada file help nya.  Simulink sendiri mempunyai banyak kegunaan, misalnya untuk mensimulasi rangkaian elektronik, signal processing, pemodelan persamaan differensial, dan masih banyak lainnya.  Tapi kali ini fungsi yang saya coba eksplorasi adalah bagaimana simulink digunakan untuk memplotting suatu fungsi sederhana serta bagaimana menyimpan data yang digenerate ke dalam file.Misalnya fungsi yang akan kita uji coba pada tutorial ini adalah  fungsi sinusoidal yang secara default terdapat pada library simulink (signal generator).    
1. Untuk memulainya, ketikkan  command simulink pada  terminal MATLAB.

2. Setelah itu akan tampil antar-muka library browser simulink:

3. Buat model  baru (file .mdl) dengan mengklik   kotak putih di sudut kiri atas library browser atau klik  file-->new-->model yang bisa juga diakses dengan shortcut key CTRL+N
4. Masukkan blok yang terdiri dari 'signal generator'  (pada node source), 'scope' (pada node sinks),  'to file' dan 'to workspace' (juga pada node sinks) ke dalam  model yang dibuat dengan mengklik kanan pada blok tersebut atau  menekan shortcut CTRL+I. Kemudian hubungkan dengan connector (tanda panah) sehingga  nantinya akan diperoleh gambar berikut:

5. Klik dua kali blok 'signal generator', dan rubah parameter frekuensinya Menjadi 0.1. Ini berguna agar sinyal yang dikeluarkan menjadi mulus. Amplitudo sendiri menandakan amplitudo dari sinyal yang dihasilkan. Artinya  sama saja seperti fungsi sinusoidal secara umum.

6. Klik dua kali blok 'to File' dan rubah parameter 'file name' nya menjadi simpan.mat atau nama lainnya yang  diinginkan. 'Variabel name' nya rubah jadi simpan, atau nama lainnya yang diinginkan, tidak harus sama dengan nama filenya. Sementara Decimation dan sample time biarkan tetap nilai default yakni secara berturut-turut 1 dan -1.  Decimation menandakan interval pengambilan data  yang digenerate oleh signal generarator. Misalnya jika data yang dihasilkan  terdiri dari urutan angkan  1,2,3,4,5,6,7,8  dst maka jika decimationnya bernilai 3, akan diambil angka 1, 4,7 dst, yakni lompat-lompat 3. Sementara jika di set sama dengan 1, maka keseluruhan data akan diambil. 'Sample time' menandakan kapan datanya akan digenerate oleh suatu blok. Semakin kecil nilainya semakin banyak data yang di generate, akan tetapi tidak boleh lebih kecil dari -1  dan satu-satunya.  nilai negatif yang dibolehkan hanya -1. Nilai -1 ini berguna untuk pemodelan diskrit. Untuk sata ini saya belum membahas tentang itu. Adapun kegunaan dari block 'To file' sendiri  adalah untuk menyimpan data ke dalam file yang akan dibuat  dalam current directory MATLAB (directory tempat Kita bekerja).

7. Berikutnya klik dua kali 'to workspace' block. Rubah Variabel namenya menjadi a. Ini hanya untuk kemalasan saya, bisa  digunakan nama lain yang sesuai. Block 'to workspace' berguna untuk menyimpan data ke dalam workspace matlab yang bisa digunakan untuk keperluan lebih lanjut atau disimpan ke dalam file.

8. Block Scope berguna untuk menampilkan hasil plotting  signal yang dihasilkan.
9. Setelah semuanya fix, tekan tanda save (ikon floppy disk)  untuk meyimpan semua konfigurasi. Kemudian jalankan seimulasinya:


Jika selesai dijalankan, nanti akan diperoleh beberapa output dari simulink. Pada block 'scope'  akan terlihat hasil plotting fungsi sinusoidal yang digenerate. Pada workspace kita bisa mengakses variabel a (ketikkan a pada command) yang sudah kita setel tadi menggunakan block 'to workspace' yang menampilkan nilai data sinyal yang digenerate. Dan pada working directory (folder tempat kita bekerja) terdapat file simpan.mat yang digenerate block 'to File'. File ini bukan diformat dengan  dengan standar ASCII jadi tidak bisa dibuka pake editor text biasa atau dibuka pake tool-tool yang biasa kita gunakan, misalnya mircrosoft excel atau lainnya.  Untuk membukanya ketikkan pada command MATLAB:
load('simpan.mat', '-mat')
Setelah itu ketikkan variabel yang sudah kita setel tadi pada blok 'to File' yakni variabel simpan:
simpan'
Tanda petik tunggal menandakan transpose matriks.

Variabel a yang  sudah kita setel tadi pada block 'to Workspace', dapat kita akses dengan command
a

Sementar hasil plotnya dapat kita lihat dengan mengklik dua kali block scope. Agar hasil plotnya lebih sesuai klik autoscale (icon teropong).

K