Januari 2013 1

LUMINER DAN ALAT KONTROL

Bab III

Januari 2013 2

LUMINER

• Luminer adalah alat untuk menghasilkan, mengontrol, dan mendistribusikan cahaya. Luminer merupakan unit pencahayaan lengkap yang terdiri dari komponen-komponen: (i) satu atau lebih lampu; (ii) alat optic yang akan mendistribusikan cahaya;(iii) socket untuk menempatkan dan melindungi lampu serta

untuk menghubungkan lampu dengan daya listrik; dan (iv) komponen mekanik yang dibutuhkan untuk menunjang

luminer.

Januari 2013 3

LUMINER

Januari 2013 4

Alat pendeteksi cahaya yang paling utama adalah mata manusia, yang lainnya adalah sel-sel photovoltaic, photoconductor, photoelectric, dsb. Sedangkan untuk mengendalikan /mengontrol cahaya dapat digunakan berbagai cara, seperti: • refleksi, • refraksi, • polarisasi, • interreferensi, • difraksi, • difusi, dan • absorbsi.

Januari 2013 5

Interaksi Cahaya Tergantung Material yang dilewatinya

• Absorpsi

• Refleksi

• Transmisi • Refraksi

Januari 2013 6

Metode Pengendalian Cahaya1. PEMANTULAN (REFLECTION)• Pemantulan terpusat (specular)• Pemantulan menyebar (spread)• Pemantulan merata (diffuse)• Kombinasi (compound)

Januari 2013 7

• Refleksi Terpusat. Bila permukaan suatu bidang mengkilap/licin, cahaya akan direfleksikan/dipantulkan secara terpusat, artinya sudut datangnya sinar terhadap garis normal akan sama dengan sudut pantulnya. Contoh reflector terpusat mislnya, pertama: metal, kaca aluminum /perak, atau permukaan plastic, kedua: sisi belakang dari cermin.

• Refleksi Menyebar.

Bila permukaan bidang tidak licin tapi kasar, bertekstur, berbentuk lipatan-lipatan, cahaya akan dipantulkan menyebar berbentuk kerucut (cone).

• Refleksi Merata. Bila permukaan bidang merupakan permukaan yang kasar atau komposit atau berupa kumpulan kristal /partikel, cahaya yang dipantulkan akan merata. Contoh reflector merata adalah: permukaan yang di-cat, digunakan bila menginginkan distribusi cahaya yang merata.

Januari 2013 8

• Refleksi Gabungan. Sebagian besar material merupakan reflektor gabungan dan menghasilkan 3 (tiga) macam komponen refleksi (terpusat, menyebar, dan merata). Contoh reflector gabungan (terpusat – merata) adalah: porselein-email, dan permukaan yang mengkilap.

• Serat Optik. Merupakan cabang dari ilmu optik yang berkaitan dengan kualitas optik yang kecil, kaca silindris atau serat plastic. Bila cahaya masuk dari ujung serat yang satu akan ditransmisi ke ujung serat yang lain melalui proses refleksi internal secara total. Untuk menjaga agar cahaya tidak menyimpang ke arah lain, serat tersebut dibungkus dengan material ber-index refraksi rendah. Jumlah serat bervariasi dari 100 – 1000 000 dan dapat di satukan untuk membentuk sebuah ikatan (bundle). Ikatan terdiri dari 2 (dua) tipe: koheren dan non koheren.

Januari 2013 9

• Refleksi adalah proses dimana sebagian cahaya yang jatuh ke suatu bidang akan meninggalkan bidang tersebut dari sisi datangnya cahaya.

• Refleksi bisa memantul terpusat, menyebar, merata atau kombinasi antaranya.

• Material yang memantul (reflective material) dan desain dari reflektor akan mempengaruhi pemantulan cahaya

Januari 2013 10

Absorpsi

• Absorpsi terjadi bila cahaya yang besar melewati media transparan atau bening atau bertemu dengan benda/material padat seperti permukaan reflektor.

• Bila intensitas panjang gelombang cahaya yang melewati bahan transparan berkurang sebanyak panjang gelombang yang datang, benda/material tersebut menunjukkan absorpsi umum.

• Beberapa material menyerap cahaya dalam kuantitas yang berbeda berdasarkan panjang gelombang dari cahaya yang datang. Peristiwa ini ini disebut penyerapan selektif.

Januari 2013 11

Reflektor berwarna dan kaca warna merupakan contoh dari penyerapan selektif. Misalnya, reflektor berwarna hijau akan menyerap sebagian besar energy cahaya yang tidak dalam bentang panjang gelombang hijau. Demikian pula dengan filter kaca warna hijau akan menyerap energi cahaya yang tidak berada dalam bentang panjang gelombang hijau.

Januari 2013 12

Transmisi

Transmisi merupakan karakteristik dari kaca, plastic, tekstil, kristal, dll. • Bahan-bahan dengan transmisi menyebar

memberikan gradasi tekstur yang lebar, dan digunakan untuk mengontrol terang sepert pada lampu susu (frosted lamp). • Bahan-bahan dengan transmisi merata

menyebarkan cahaya ke semua arah. Sedangkan transmisi campuran dihasilkan oleh karakteristik merata tertentu yang dihasilkan oleh material tertentu seperti kaca opal halus.

Januari 2013 13

Refraksi

• Perubahan kecepatan cahaya terjadi ketika cahaya meninggalkan satu material dan masuk ke material lain yang berbeda kepadatannya (lebih besar atau lebih kecil).

• Kecepatan akan menurun bila material yang dimasuki lebih padat, dan akan meningkat bila material kurang padat.

• Kecuali cahaya masuk pada sudut normal, perubahan kecepatan selalu diikuti dengan pembiasan /pembelokan cahaya dari arah aslinya di titik masuk cahaya tersebut. Peristiwa ini disebut refraksi.

• Tingkat pembiasan /pembelokan cahaya tergantung pada: (i) kepadatan dari dua material,

(ii) panjang gelombang cahaya pada sudut datangnya, dan (iii) sudut datangnya cahaya terhadap garis normal.

Januari 2013 14

Contoh peristiwa refraksi • Pipa /sedotan dimasukkan ke dalam gelas yang

berisi air akan terlihat seperti bengkok. • Yang lain adalah prisma pengarah cahaya yang

di disain untuk mendapatkan beragam distribusi cahaya dengan menggunakan prinsip refraksi.

• Selanjutnya, system lensa untuk mengontrol cahaya dengan refraksi digunakan dalam lampu mobil, dan spotlight Fresnel (lampu sorot untuk panggung).

Januari 2013 15

Refraksi dan Transmisi

Januari 2013 16

Polarisasi

• Filter yang berpolarisasi umumnya digunakan pada lensa kacamata penahan matahari (sunglasses) untuk mengurangi silau pantulan matahari yang ditransmisikan ke mata.• Pemakaian material yang berpolarisasi

menyebabkan hanya energi cahaya yang bergetar dalam bidang tertentu untuk melewatinya.• Beberapa luminer lampu fluorescent

menggunakan filter khusus yang didesain untuk mengurangi silau yang disebabkan oleh pantulan dari ruang/ interior.• Cahaya bisa berpolarisasi dengan menggunakan

sifat refleksi dari bahan dielectric.

Januari 2013 17

Interferensi

• Beberapa kaca film, seperti lapisan dichroic pada lampu MR 16, digunakan guna menghasilkan interferensi kekacauan (destructive interference) pada cahaya dengan panjang gelombang tertentu, dan interferensi positif (constructive interference) pada panjang gelombang lainnya. • Interferensi positif juga digunakan dalam bentuk

lapisan pemantul khusus untuk material memantul. • Contoh peristiwa interferensi terjadi di alam,

seperti permukaan busa sabun yang berwarna-warni, dan permukaan minyak. • Dapat ditemukan pula pada warna-warni

beberapa burung, serangga, dan ikan

Januari 2013 18

Difraksi

• Ketika gelombang cahaya menyentuh ujung dari material yang tidak tembus cahaya (opaque material), komponen gelombangnya akan menghasilkan pola cahaya yang melebar. • Dampak yang terlihat dari peristiwa difraksi

adalah bentuk ujung yang kabur sampai bentuk bayangan yang dimungkinkan oleh obyek yang tidak tembus cahaya tersebut.

Januari 2013 19

Fungsi LuminerFungsi utama sebuah luminer adalah:• Menghubungkan daya listrik ke lampu• Melindungi lampu• Mengontrol dan mendistribusikan cahaya• Membuat kondisi lampu menjadi ‘normal’ secara mekanis• Mengefisienkan penggunaan

Luminer dapat dipakai untuk semua jenis lampu : • pijar dengan filamen atau tungsten halogen ; • fluorescent tube atau compact ; • induksi atau electrodeless lamp ; • high intensity discharge, termasuk metal halide, mercury, dan

high pressure sodium dan low pressure sodium.

Januari 2013 20

Komponen Luminer• Komponen Pengendali Cahaya

o Shades, baffles, dan louverso Diffuserso Reflektor o Refraktor o Filter

• Komponen Mekanikmerupakan struktur umum yang mendukung komponen lain, misalnya: segel tambahan guna menahan masuknya air untuk lokasi basah,

• Komponen Listriko Satu atau beberapa soket untuk sambungan ke sumber daya listriko Untuk kebutuhan lampu tertentu: ballast , starter, ignitor, capacitor, (bila

komponen ini cukup besar dapat diletakkan di luar luminer), dllo Kabel dan konektor untuk menghubungkan soket

• Komponen Pengatur UdaraBeberapa luminer memerlukan tempat/area untuk mengeluarkan /menyalurkan panas yang dihasilkan oleh lampu.

Januari 2013 21

Klasifikasi LuminerLuminer dapat diklasifikasikan menurut:• Aplikasi /lokasi

o Hunian, Komersial, Industrial o Jalan Raya, Bangunan olah raga, Lampu sorot (floodlighting)o Darurat (emergency)o Lansekapo Aplikasi khusus

• Photometriko Langsung (direct), o Semi directo Langsung tak langsung atau penyebaran merata (direct indirect, general

diffuse)o Semi indirecto Tak langsung (indirect)

Januari 2013 22

Distribusi Cahaya

Januari 2013 23

Luminer untuk Area Komersial dan Hunian

• Luminer pada umumnya digunakan untuk : pencahayaan umum (general lighting), pencahayaan pada bidang kerja (work station), dan untuk aksentuasi (accent lighting).

• Pada pencahayaan umum, biasanya dalam satu luminer mempunyai 1(satu) buah lampu fluorescent atau lebih, dan dipasang dengan system tanam (recessed) atau menempel di langit-langit (ceiling mounted).

• Kedua system ini berbeda dalam hal penggunaan, kontrol cahaya, dan distribusi cahayanya.

Januari 2013 24

Contoh Luminer untuk Ruang Dalam

Recessed Ceiling Mounted

Recessed Downlight

Januari 2013 25

• Pencahayaan di bidang kerja dengan layar monitor dan terminal display memerlukan sebuah system pencahayaan yang menerangi lingkungan kerja sambil menghindari silau yang mengganggu dan pantulan cahaya pada layar monitor.

• Aksentuasi pencahayaan bisa dibedakan ke dalam pencahayaan ke bawah dan pencahayaan terarah (downlights dan spotlights).

• Spotlights memberikan arah /kontrol cahaya dengan cara: dari lampu itu sendiri yang mengandung reflector, atau dari reflector di luar lampu, atau dari kombinasi keduanya.

• Lampu untuk aksentuasi bisa mempunyai warna (colored lamps) untuk dapat menghasilkan warna-warni cahaya, sementara filter digunakan untuk mendapatkan tingkat dan arah intensitas yang diinginkan.

Januari 2013 26

• Untuk kebutuhan tertentu, dapat digunakan luminer portabel yang dapat dipindah-pindahkan atau diletakkan dekat dengan bidang kerja.

• Untuk menghasilkan distribusi pencahayaan ‘merata atau dengan pola tertentu’ pada bidang vertikal dapat digunakan wallwasher secara ditanam (recessed) atau menempel di bidang permukaan (surface mounted).Contoh:o Linear fluorescent wallwashero Unit kecil: compact fluorescent, filament, atau LED

wallwasher • Untuk keperluan special effects atau aplikasi dekorasi

digunakan track lighting dimana luminer dapat diletakkan di titik mana saja di sepanjang track (rel).

Januari 2013 27

Recessed Wall-washer

Recessed Accent / Adjustable Downlight

Januari 2013 28

Recessed Fluorescent

Sconces

Track Lighting

Januari 2013 29

Ceiling Mounted

Suspended Luminaire/ Pendant

Januari 2013 30

Luminer untuk Area Industri

• Penggunaan luminer yang disukai untuk ruang industri (tergantung pada tinggi penempatan lampu) kurang lebih 6 meter adalah fluorescent /linear fluorescent) yang di desain dengan penutup (tight cover) guna meminimalisasi dampak debu, lembab, dan partikel lainnya.

• Penempatan lampu yang lebih tinggi dari 6 meter harus menggunakan luminer khusus yang lebih kuat dengan tingkat presisi yang lebih tinggi. Lampu yang digunakan biasanya adalah lampu HID.

Januari 2013 31

Luminer untuk Luar Ruang (outdoor luminaire)

Lampu Penerangan Jalan dan Area Parkir

Januari 2013 32

Januari 2013 33

Contoh Outdoor Luminer

Januari 2013 34

Sport dan Floodlighting• Luminer untuk keperluan bangunan olah raga mempunyai

distribusi cahaya yang sempit dan di posisikan di bagian samping atas area permainan.

• Dapat juga menggunakan luminer dengan distribusi sedang (medium) dan sharp cut-off. Desain /penempatan harus dilakukan hati-hati untuk mendapatkan overlapping cahaya yang tepat.

• Karena arah (aiming) harus dilakukan dengan tepat, terdapat luminer yang dilengkapi dengan special aiming and locking gear.

• Floodlighting digunakan untuk keperluan pencahayaan bagian luar bangunan, atau keperluan khusus lainnya. Luminer yang digunakan dapat mempunyai distribusi cahaya yang sempit dan lebar tergantung luas bidang yang akan diterangi dan jaraknya dari sumber cahaya.

Januari 2013 35

Contoh Floodlighting

Januari 2013 36

Luminer untuk Keperluan Sekuriti, Darurat, dan Lansekap

• Luminer untuk sekuriti secara umum merupakan outdoor luminaire yang didesain untuk menjadikan sebuah area aman secara visual. Luminer biasanya diletakkan pada lokasi-lokasi yang sulit dijangkau dan mempunyai housing dan lensa yang kuat.

• Luminer untuk keperluan darurat didesain agar terdapat cukup pencahayaan untuk keluar pada situasi darurat atau ketika lampu padam. Luminer pada umumnya terdiri dari 2 (dua) tipe: (i) yang selalu menyala 24 jam, dan (ii) yang menyala tiba-tiba bila terdapat gangguan.

• Luminer untuk lansekap didesain untuk menerangi bangunan, tanaman, permainan air (water feature), dan jalan setapak. Luminer dilengkapi secara khusus dengan rumah, gasket, lensa, dan kabel untuk melindunginya dari dampak hujan dan karat.

Januari 2013 37

Luminer untuk Aplikasi Khusus

• Untuk keperluan aplikasi khusus atau pada kondisi lingkungan yang tidak biasa digunakan luminer khusus pula. Pada umumnya luminer type ini disediakan oleh pabrik tertentu atau dibuat secara khusus. Misalnya:

• Luminer untuk ruang operasi di rumah sakit yang harus mempunyai tingkat iluminansi sebesar 10.000 lux secara terbatas pada meja operasi.

• Luminer khusus untuk ruang industri yang berkaitan dengan gas yang mudah meledak.

• Luminer untuk keperluan khusus dapat dibuat sesuai permintaan, seperti untuk alasan estetika, ukuran tertentu, penempatan pada lokasi tertentu, atau menyesuaikan dengan luminer lama yang ada pada lokasi historis.

Januari 2013 38

ALAT KONTROL PENCAHAYAAN (lighting control system)

Semua sumber cahaya dapat diatur (dimming system) outputnya: • Incandescent• Halogen • Fluorescent dan

Compact Fluorescent,• HID (terbatas)• LED

Januari 2013 39

Contoh Alat Kontrol Cahaya

• Timer (pengatur waktu)• Sensor:o Sensor tingkat intensitas cahaya

(photocensor)o Sensor gerak (occupancy sensor) dengan

teknologi: passive infrared, dan ultrasonic.

Januari 2013 40

Occupancy Sensor

Terpasang pada langit-langit Terpasang pada dinding