jtptunimus gdl sripringat 5948-4-8.babi i

32

BAB III

SPESIFIKASI DATA LAMPU PENERANGAN JALAN

3.1. Jenis Lampu Penerangan Jalan

3.1.1. Lampu LVD ( Low Voltage Discharge )

Lampu LVD memiliki tiga bagian utama[5], yaitu :

a. Sebuah ballast dengan frekuensi tinggi,

b. Sebuah kumparan induksi,

c. Sebuah lampu.

Pada prinsipnya Lampu fluorescent, Cahaya yang dihasilkan karena

benturan elektron dari pelepasan dua elektroda yang mengenai lapisan /

dinding fluor pada tabung lampu. Pada lampu induksi Elektroda yaitu

anoda dan katoda dihilangkan. Pengganti untuk menggerakkan elektron

digunakan medan magnet yang dihasilkan dari lilitan yang diinduksi

listrik. Kalau listrik tidak mengaliri lilitan maka tidak ada induksi dan

tidak ada medan magnet maka lampu tidak menyala.Tetapi apabila listrik

mengalirinya lampu secara serta merta dengan instan menyala. Itulah

prinsipnya yang dipakai pada lampu induksi. Itulah makanya jenis lampu

ini disebut lampu electrode – less, atau lampu induksi.

LVD Induction sangat cocok digunakan untuk penghematan energi

dan tempat yang tinggi yang susah dijangkau, seperti: lampu tinggi untuk

pabrik, lampu sorot, lampu penerangan jalan / PJU, terowongan, maupun

lemari pendingin.

Gambar 3.1 Lampu LVDSumber : tokobagus.com

33

Tabel 3.1 Spesifikasi Produk LVD Induction LampCiri Keuntungan Manfaat

- Tidak menggunakan

Electrodes dan kawat

pijar

- Electrolytic capacitors

dapat berfungsi hingga

temperature 105

derajat celcius dan

voltage tinggi (450

Volt)

- Produk LVD

menggunakan mica-

film capacitors,

resistors dan crystal

diodes dengan standar

kualitas tinggi

- Umur lampu mencapai

100.000 jam (100 kali

lebih Lama dibanding

produk konvensional)

- Efisiensi biaya

- Tidak ada

biaya

pemeliharaan

- Efisiensi Photopic

hingga mencapai 150

pupil Lm/W

- Power factor

>0.98

- Menggunakan

electronic ballast

- Tingkat efisiensi 50%

lebih tinggi

dibandingkan ballast

magnetic

- Efek pencahayaan

sama, namun

mampu melakukan

penghematan 80%

- Pencahayaan

Elektromagnetik

- Tidak Menimbulkan

panas

- Mengurangi Biaya

Penggunaan AC

- CRI > 80 (Ra)

- Spektrum lengkap

- Working Frequency:

210KHz

- Pencahayaan

maksimal, namun

tidak menyilaukan

Tersedia beragam

warna

- Efek cahaya seperti

sinar matahari

- Aman bagi

Kesehatan Mata

- Peningkatan

produktifitas

34

Ciri Keuntungan Manfaat

- Kandungan material

aman bagi lingkungan

- Tidak menggunakan

zat Mercury

- Aman, sehat,

ramah Lingkungan

- Low to 210 Khz of

working frequency

- Electromagnetic

compatibility (EMC)

sesuai standard

internasional FCC,

CE

- Aman dan tidak

membahayakan

lingkungan

Sumber : www.green-energy-nusantara.com

3.1.2. Lampu HPM ( High Pressure Mercury )

Pada jenis lampu merkuri tekanan tinggi, pembatas arus pelepasan

menggunakan ballast, karena itu faktor dayanya relatif rendah yaitu 0,5.

Tabung dalam terbuat dari gelas keras sehingga mampu digunakan pada

temperatur relatif tinggi[4].

Cara kerja lampu merkuri terdiri dari 3 tahapan yaitu pengapian,

proses pencapaian stabil dan stabil. Pada saat suplai tegangan diberikan

terjadi medan listrik antara elektroda kerja awal dengan salah satu

elektroda utama. Hal ini menyebabkan pelepasan muatan kedua elektroda

dan memanaskan merkuri yang ada disekelilingnya. Untuk menguapkan

merkuri tersebut diperlukan waktu 4 hingga 8 menit. Setelah semua

merkuri menjadi gas, resistansi elektroda kerja awal naik karena panas dan

arus mengalir antar elektroda utama melalui gas. Warna kerja awal

kemerahan dan setelah kerja normal sinar yang dihasilkan berwarna

putih[4].

Kelemahan lampu HPM adalah semakin sering pensaklaran

( switching ) akan memperpendek umur lampu karena pada awal

penyalaan terjadi panas yang melebihi normal[4]. Contoh lampu HPL – N

( Produk dari Philips ).

www.green-energy-nusantara.com

35

Ciri – ciri[6] :

- Efficacy : 50 - 60 lumens / Watt

- Indeks Perubahan Warna : 3

- Suhu Warna : Menengah

- Umur Lampu : 16.000 – 24.000 jam, perawatan lumen

Buruk.

- Gir pengendali alat elektroda ketiga lebih sederhana dan lebih mudah

dibuat.

- Tabung pemancar mengandung 100 mg gas merkuri dan argon.

Pembungkusnya adalah pasir kwarsa.

- Tidak terdapat pemanas awal katoda, elektroda ketiga dengan celah

yang lebih pendek untuk memulai pelepasan.

- Bola lampu bagian luar dilapisi fospor. Hal ini akan memberi cahaya

merah tambahan dengan menggunakan UV, untuk mengkoreksi bias

pelepasan merkuri.

- Pembungkus kaca bagian luar mencegah lepasnya radiasi UV.

Gambar 3.2 Lampu HPL - NSumber : Google Gambar

36

3.1.3. Lampu HPS ( High Pressure Sodium )

Lampu HPS lebih kecil dan mengandung unsur tambahan seperti

raksa, dan menghasilkan cahaya oranye kemerahjambuan. Beberapa bola

lampu juga menghasilkan cahaya putih kebiruan. Ini mungkin dari cahaya

raksa sebelum natrium menguap sempurna. Jalur-D natrium adalah sumber

cahaya utama dari lampu HPS, dan spektrum sempit ini dilebarkan oleh

natrium tekanan tinggi dalam lampu, karena pelebaran ini dan pancaran

dari raksa, warna benda yang diterangi dapat dibedakan. Ini membuatnya

digunakan di tempat yang diinginkan pembedaan warna yang baik[12].

Lampu HPS disukai untuk penyinaran tumbuhan dalam ruang karena

lebarnya spektrum suhu warna yang dihasilkan dan efisiensinya yang

relatif tinggi[12]. Contoh lampu SON – T ( Produk dari Philips )

Ciri – ciri[6] :

- Efficacy : 50 - 90 lumens/Watt (CRI lebih baik, Efficacy lebih rendah)

- Indeks Perubahan Warna : 1 – 2

- Suhu Warna : Hangat

- Umur Lampu : 24.000 jam, perawatan lumen yang luar biasa

- Pemanasan : 10 menit, pencapaian panas : dalam waktu 60 detik

- Mengoperasikan sodium pada suhu dan tekanan yang lebih tinggi

menjadikan sangat reaktif.

- Mengandung 1 - 6 mg sodium dan 20mg merkuri.

- Gas pengisinya adalah Xenon. Dengan meningkatkan jumlah gas akan

menurunkan merkuri, namun membuat lampu jadi sulit dinyalakan.

- Arc tube (tabung pemacar cahaya) didalam bola lampu mempunyai

lapisan pendifusi untuk mengurangi silau.

- Makin tinggi tekanannya, panjang gelombangnya lebih luas, dan CRI

nya lebih baik, efficacy nya lebih rendah.

37

Gambar 3.3 Lampu SON – TSumber : www.lampujalan.com

3.1.4. Lampu Metal Halide

Lampu discharge dimana sebagian besar dari cahaya dihasilkan oleh

radiasi dari campuran uap logam ( misalnya: air raksa ) dan penguraian

( dissosiasi ) halide ( halide thallium, indium atau natrium )[12]. Contoh

lampu HPI – T ( Produk dari Philips )

Ciri – ciri[6] :

- Efficacy : 80 lumens / Watt

- Indeks Perubahan Warna : 1A – 2 tergantung pada campuran halida

- Suhu Warna : 3.000K – 6.000K

- Umur Lampu : 6.000 – 20.000 jam, perawatan lumen buruk

- Pemanasan : 2 – 3 menit, pencapaian panas : dalam waktu

10 – 20 menit.

- Jenis ini merupakan versi yang dikembangkan dari dua lampu

pelepas dengan intensitas tinggi, dan cenderung memiliki efficacy

yang lebih baik.

- Dengan menambahkan logam lain ke merkuri, spektrum yang

berbeda dapat dipancarkan.

Gambar 3.4 Lampu HPI – TSumber : www.lampujalan.com

www.lampujalan.com

38

3.1.5. Lampu LED ( Light Emiting Diode )

LED didefinisikan sebagai salah satu semikonduktor yang mengubah

energi listrik menjadi cahaya. Sebagaimana dioda lainnya LED terdiri dari

bahan semikonduktor P dan N. Bila sumber diberikan pada LED kutub

negatif dihubungkan dengan N dan kutub positif dengan P maka lubang

( hole ) akan mengalir kearah N dan elektron mengalir kearah P[4].

LED merupakan perangkat keras dan padat ( solid-state component )

sehingga unggul dalam hal ketahanan ( durability ). Umur Lampu LED

dapat mencapai 50.000 jam, hal ini dikarenakan tegangan kerja arus searah

( VDC ) konstan, meskipun di suplai dari arus AC, namun di dalam LED

terdapat stabiliser yang menstabilkan suplai arus AC tersebut.

Gambar 3.5 Lampu LEDSumber : www.lampujalan.com

3.2. Armature Lampu Penerangan Jalan

Jenis rumah lampu ( lantern / armature ) yang digunakan pada proyek

pembangunan jalan tol Semarang – Solo adalah SPP 368 Spectrum ( Produk dari

Philips ). Rumah lampu dan ruang komponen kelistrikannya terbuat dari die cast

aluminium yang tahan karat, ruang gear ( IP 43 ) terpisah dengan ruang lampu

( IP 65 ), reflector terbuat dari high purity aluminium, penutup terbuat dari

toughened flat or curved glass, semua screws terbuat dari stainless steel.

www.lampujalan.com

www.lampujalan.com

39

3.3. Gir

Gir yang digunakan dalam peralatan pencahayaan adalah sebagai berikut:

a. Ballast adalah suatu alat yang membatasi arus. Lampu HPS

membutuhkan beberapa rangkaian dan komponen tambahan, seperti

ballast untuk mengatur arus yang melewati lampu. Dengan ballast

elektronik dapat mengatur besar intensitas cahaya keluaran sehingga

pemborosan energi dapat ditekan[4].

b. Ignitors digunakan untuk penyalaan awal lampu HPS.

3.4. Kepekaan Penglihatan Mata Manusia

Kepekaan mata terhadap berbagai jenis panjang gelombang / cahaya, tidak

selamanya sama untuk setiap orang. Demikian pula halnya dengan kepekaan kerja

rod dan cone pada retina mata. Rod bekerja untuk penglihatan dalam suasana

kurang cahaya, misalnya pada malam hari ( Scotopic vision ). Sedangkan cone

bekerja untuk penglihatan dalam suasana terang, misalnya pada siang hari

( photopic vision )[7].

Luminasi terendah dimana efek cahaya dapat menghasilkan penglihatan

adalah 10-6 cd/m2 . Pada tingkat luminasi antara 10-6 cd/m2 sampai dengan

10-2 cd/m2, penglihatan mata adalah scotopic vision. Mata manusia dalam kondisi

penglihatan ini belum dapat mendeteksi warna objek yang dilihat. Pada tingkat

luminasi di atas 10-2 cd/m2, penglihatan mata adalah photopic vision. Dalam

kondisi penglihatan ini, mata manusia dapat mendeteksi warna objek yang dilihat.

Oleh sebab itu rencana penerangan interior maupun eksterior harus menghasilkan

kondisi penglihatan photopic vision[7]. Kepekaan mata manusia untuk kedua jenis

penglihatan ( scotopic vision dan photopic vision ), ditunjukkan oleh kurva

karakteristik grafik 3.1 :

40

a ( photopic vision ) b ( scotopic vision )

Grafik 3.1 Kurva Sensitivitas Penglihatan Mata ManusiaSumber : Teknik Pencahayaan 1, hlm. 23-25

Kepekaan maksimum mata manusia untuk jenis penglihatan scotopic vision

jatuh pada panjang gelombang 507 nm, sedangkan untuk jenis penglihatan

photopic vision jatuh pada panjang gelombang 555 nm[7].

Ada dua fungsi luminositas umum digunakan. Photopic luminous fluks untuk

tingkat cahaya sehari – hari dan Scotopic luminous fluks untuk tingkat cahaya

rendah.

3.5. Formulasi Penerangan

a. Fluks Cahaya / Arus Cahaya

Menurut Muhaimin ( 2001 : 6 )[4] Aliran rata – rata energi cahaya

adalah arus cahaya atau fluks cahaya. Arus cahaya didefinisikan sebagai

jumlah total cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya setiap detik.

Besarnya arus cahaya dengan satuan lumen ( lm ) dinyatakan dengan

persamaan 1.= ……………………………………………..….(1)

41

dimana :

= fluks cahaya dalam lumen ( lm )Q = Energi cahaya dalam lumen jam atau lumen detikt = waktu dalam jam atau detik

b. Intensitas Cahaya

Menurut Hermawan, Karnoto ( 2005 )[8] intensitas cahaya adalah arus

cahaya dalam lumen yang diemisikan setiap sudut ruang (pada arah tertentu)

oleh sebuah sumber cahaya.

I = / ……………………………………………….(2)

= I x ……………………………………………….(3)

dimana :

= fluks cahaya dalam lumen (lm)

I = intensitas cahaya dalam candela (cd)

= sudut ruang dalam steridian (sr)

c. Iluminasi (Kuat Penerangan )

Iluminasi menurut Hermawan, Karnoto ( 2005 )[8] adalah ( kuat

penerangan ) kepadatan arus gaya bercahaya yang jatuh pada permukaan

seluas satu satuan luas, kalau permukaan diterangi secara seragam.

E = / A ………………………………………………(4)

dimana :

E = iluminasi dalam lux (lx) = lm/m2


A = luas bidang (m2 )

Karena adanya faktor pemakaian dan depresiasi akibat debu pada

luminaire dan lampu, maka persamaan tersebut harus dikalikan dengan

coefficient of utilization ( CU ) dan light-loss factor ( LLF ). Oleh Schiler

(1992), formula tersebut dinyatakan lebih jelas dengan := . . . .…………………………………(5)

42

dimana :

N = jumlah luminaire

n = jumlah lampu tiap luminaire

LL = lumen yang dihasilkan tiap lampu

CU = coefficient of utilization

LLF = light-loss factor

A = luas bidang (m2 )

d. Luminasi

Luminasi menurut Muhaimin ( 2001 : 12 )[4] adalah pernyataan

kuantitatif jumlah cahaya yang dipantulkan oleh permukaan pada suatu arah.

L = / R ………………………………………..…(6)

L = I / R ……………………………………....…….(7)

dimana :

L = luminasi dalam nit (nt) = cd/m2

I = intensitas cahaya dalam candela (cd)

R = titik jarak / luas (m2)

e. Efikasi Cahaya

Menurut Hermawan, Karnoto ( 2005 )[8] efikasi cahaya adalah

perbandingan fluks cahaya dengan daya.

K = / P ……………………………………………...(8)

dimana :

K = efikasi cahaya dalam lumen / watt ( lm/watt )


P = daya listrik dalam watt (W)

43

3.6. Standar Perhitungan Penerangan

a. Fluks Cahaya

Tabel 3.2 Fluks CahayaNo. Sumber Cahaya ϕ (lm) No. Sumber Cahaya ϕ (lm)1. Lampu Induksi LVD 23 W 1400 16. Lampu SON – T 100 W 9000

2. Lampu Induksi LVD 40 W 2800 17. Lampu SON – T 150 W 15000



5. Lampu Induksi LVD 120 W 9600 20. Lampu SON – T 1000W 130000

6. Lampu Induksi LVD 150 W 12000 21. Lampu HPI – T 250 W 18000



9. Lampu HPL – N 50 W 1800 24. Lampu HPI – T 2000 W 189000

10. Lampu HPL – N 80 W 3800 25. Lampu LED 30 W 2320



13. Lampu HPL – N 400 W 22000 28. Lampu LED 100W 8000


15. Lampu SON – T 70 W 6000 30. Lampu LED 150 W 11600

Sumber : Philips indoor & outdoor luminaires catalog 2008,


b. Kuat Penerangan (E) Beberapa Sumber Cahaya

Tabel 3.3 Kuat Penerangan Beberapa Sumber Cahaya

No. Sumber Cahaya E (lux)1. Siang hari yang cerah di tempat terbuka 100.0002. Siang hari yang cerah di dalam ruangan dekat jendela 2.5003. Selama matahari terbit 5004. Penerangan jalan raya 5-305. Terang bulan pada malam yang cerah 0,25

Sumber : Drs. Muhaimin, M.T., Teknologi Pencahayaan hlm. 11


44

c. Luminasi (L)

Tabel 3.4 Luminasi Beberapa Permukaan

No. Permukaan L ( )

1. Permukaan Matahari 1.650.000.00

2. Filamen Lampu Pijar Bening 7.000.000

3. Lampu Fluoresen 5.000 – 15.000

4. Permukaan Bulan Purnama 2.500Sumber : Drs. Muhaimin, M.T., Teknologi Pencahayaan hlm. 15

d. Efikasi ( )Tabel 3.5 Perbandingan Kemampuan Lampu

No. Jenis Lampu ( ) Umur (jam) % Depriasi

1. Lampu Pijar 9 – 22 750 – 2.500 10 – 22

2. TL 45 – 95 7.500 – 20.000 11 – 28

3. Metal Halida 80 – 115 7.500 – 15.000 12 – 22

4. SON 80 – 140 12.000 – 24.000 8 – 10Sumber : Drs. Muhaimin, M.T., Teknologi Pencahayaan hlm. 138

e. Faktor Kehilangan Cahaya / light-loss factor ( LLF )[4]

Kehilangan cahaya pada sumber penerangan jalan dipengaruhi 2 faktor

yaitu :

1. Penurunan kemampuan sumber penerangan ( lampu dan armatur )

karena umur pemakaian.

2. Pengotoran terhadap armaturnya, dapat disebabkan pengotoran atau

perubahan sifat penutup armatur.

45

Tabel 3.6 Faktor Kehilangan Cahaya Lampu Penerangan Jalan Raya

No. LingkunganWaktu Pemakaian (tahun)

1 2 3

1. Sangat bersih 0,98 0,94 0,93

2. Bersih 0,95 0,92 0,90

3. Sedang 0,92 0,87 0,84

4. Kotor 0,87 0,81 0,75

5. Sangat kotor 0,72 0,63 0,57Sumber : Drs. Muhaimin, M.T., Teknologi Pencahayaan hlm. 183

f. Koefisien Pemakaian / coefficient of utilization ( CU )

Menurut Sorcar ( 1987 ) yang mempengaruhi faktor CU adalah :

1. Arus Cahaya yang sampai di bidang kerja ( the level of interest )

2. Distribusi cahaya oleh luminaire

3. Ketinggian luminaire di atas bidang kerja

4. Proporsi ruang

5. Reflektansi permukaan

Tabel 3.7 Koefisien Pemakaian

Jenis Distribusi Cahaya ( JenisPenerangan )

Perkiraan Koefisien Pemakaian( CU )

Penerangan langsung 0.60 hingga 0.45Sebagian besar langsung 0.55 hingga 0.40Merata ( menyebar ) 0.50 hingga 0.35Sebagian besar tak langsung 0.45 hingga 0.35Tidak langsung 0.35 hingga 0.20Tidak langsung ( peneranganlampu hias tembok )

0.20 hingga 0.10

Sumber : Drs. Muhaimin, M.T., Teknologi Pencahayaan hlm. 148

46

g. Photopic Luminous Fluks ( P )

Menggambarkan sensitivitas visual yang rata – rata mata manusia

terhadap cahaya panjang gelombang yang berbeda. Seharusnya tidak dianggap

sempurna akurat dalam setiap kasus, tetapi merupakan representasi yang

sangat baik dari sensitivitas visual dari mata manusia.

Tabel 3.8 Photopic Luminous Fluks

Sumber CahayaEfikasi Photopic

( Plm / W )

LVD 150HPL – N 43SON - T 90HPI - T 110LED 165

Sumber : www.green-energy-nusantara.com

3.7. Metode Perhitungan Penerangan

Ada 2 ( dua ) metode dalam perhitungan lampu penerangan, metode tersebut

adalah sebagai berikut :

a. Metode titik demi titik ( point by point method )[11]

Metode ini hanya berlaku untuk cahaya langsung, tidak

memperhitungkan cahaya pantulan, dan sumber cahaya dianggap satu

titik, serta mempunyai syarat sebagai berikut :

1. Dimensi sumber cahaya dibanding dengan jarak sumber cahaya ke

bidang kerja tidak boleh lebih besar dari 1 dibanding 5.

Gambar 3.6 Sumber Cahaya Diatas Bidang KerjaSumber : Prih Sumardjati, Sofian Yahya, Ali Mashar, 2008


47

2. Berdasarkan diagram pola intensitas cahaya

Panjang jari – jari dari 0 ke suatu titik dari grafik menyatakan

intensitas cahaya kearah itu dalam suatu candela. Setiap gambar

biasanya dilengkapi dengan data yang menunjukan nilai dalam

lumen / cd. ( misal 500 lumen / cd ; 1000 lumen / cd ; 2000

lumen /cd dan seterusnya ).

b. Metode lumen[11]

Metode lumen adalah menghitung intensitas penerangan rata – rata

pada bidang kerja. Fluks cahaya diukur pada bidang kerja, yang secara

umum mempunyai tinggi antara 75 – 90 cm diatas lantai.

Tidak semua cahaya dari lampu mencapai bidang kerja, karena ada

yang di pantulkan ( faktor refleksi = r ), dan diserap ( faktor absorpsi = a)

oleh dinding, plafon dan lantai. Faktor refleksi dinding ( rw ) dan faktor

refleksi plafon ( rp ) merupakan bagian cahaya yang dipantulkan oleh

dinding dan langit – langit / plafon yang kemudian mencapai bidang

kerja. Faktor refleksi bidang kerja ( rm ) ditentukan oleh refleksi lantai

dan refleksi dinding antara bidang kerja dan lantai secara umum, nilai

rm = 0,10 ( jika rm tidak diketahui, maka diambil nilai rm 0,10 )

Faktor refleksi dinding / langit – langit untuk warna :

- Warna Putih = 0,80

- Warna sangat muda = 0.70

- Warna muda = 0,50

- Warna sedang = 0.30

- Warna gelap = 0,10

jtptunimus gdl sripringat 5948-4-8.babi i

Documents