BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Cahaya hanya merupakan satu bagian berbagai jenis gelombang

elektromagnetis yang terbang ke angkasa. Gelombang tersebut memiliki panjang dan

frekuensi tertentu, yang nilainya dapat dibedakan dari energi cahaya lainnya dalam

spektrum elektromagnetisnya.

Pencahayaan adalah suatu aspek penting bagi keselamatan kerja. Pencahayaan

yang baik memungkinkan tenaga kerja melihat obyek-obyek yang dikerjakan secara

jelas, cepat dan tanpa upaya-upaya tidak perlu. Lebih dari itu, penerangan yang

memadahi memberikan kesan pemandangan yang lebih baik dan keadaan lingkungan

yang menyegarkan.

Sejak dimulainya peradaban hingga sekarang, manusia meciptakan cahaya

hanya dari api, walaupun lebih banyak sumber panas daripada cahaya. Di abad ke 21

ini kita masih menggunakan prinsip yang sama dalam menghasilkan panas dan

cahaya melalui lampu pijar. Hanya dalam beberapa dekade terakhir produk-produk

penerangan menjadi lebih canggih dan beraneka ragam. Perkiraan menunjukan bahwa

pemakaian energi oleh penerangan adalah 20 -45% untuk pemakaian energi total oleh

bangunan komersial dan sekitar 3 - 10% untuk pemakaian energi total oleh plant

industri. Hampir kebanyakan pengguna energi komersial dan industri peduli

penghematan energi dalam sistim penerangan.

I.2. Tujuan

a. Memahami sistem pencahayaan didalam ruangan

b. Mendata faktor-faktor aksitektural yang mempengaruhi pencahayaan

c. Mengetahui fungsi visual dan tingkat pencahayaan

d. Mengetahui system pencahayaan yang akan digunakan

e. Mengetahui jenis-jenis lampu yang dipakai didalam ruangan

f. Mengetahui jumlah dan posisi lampu dalam ruangan

g. Mengetahui peletakan control

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Sistim pencahayaan yang baik, akan menempatkan sejumlah cahaya yang

cukup dengan jenis yang sesuai pada tempat yang tepat.

Jumlah cahaya yang diperlukan, tergantung pada jenis aktivitas yang akan

dilakukan, cahaya yang dibutuhkan diruang pemulihan, dan cahaya diruang operasi,

akan sangat berbeda, baik intensitas maupun jenisnya. Pencahayaan yang baik, sangat

penting bagi kesehatan kita, kenyamanan, dan keamanan.

Konsep Dasar Cahaya

Cahaya adalah adalah suatu bentuk energi, yaitu energi radiasi yang dapat dilihat

mata. Cahaya yang dapat dilihat, bervariasi dalam warna, warna ini tergantung pada

panjang gelombang dari cahaya.

Kita dapat melihat suatu benda, karena adanya cahaya yang dipantulkan oleh

benda tersebut.

Efektivitas cahaya, adalah jumlah cahaya yang diterima pada suatu permukaan,

per satuan daya input, yang dikendalikan oleh beberapa variabel. Beberapa variabel

yang mempengaruhi efektivitas cahaya, antara lain:

Jenis sumber cahaya (seperti lampu pijar, fluorescent, dan HID).

Lingkungan yang memantulkan dan menyebarkan cahaya.’

Jarak dari lampu

Ada dua jenis ukuran/satuan yang saling berhubungan, yang bekaitan dengan

cahaya, yaitu:

Lux (lx), merupakan satuan intensitas cahaya pada suatu titik.

Lumen (lm), merupakan satuan jumlah keluaran cahaya, dari suatu sumber

cahaya.

Berdasarkan definisi, jika suatu sumber cahaya dengan kekuatan sebesar 1

lumen, berada pada suatu ruang dengan radius 1 meter, maka setiap titik pada radius

tersebut diterangi oleh cahaya sebesar 1 lux.

Untuk menyatakan jumlah cahaya yang diperlukan untuk menerangi suatu area

tertentu dipakai satuan lumen (lm). Satu lumen adalah sejumlah cahaya yang

diperlukan untuk menerangi area 1 meter persegi, dengan cahaya sebesar 1 lux (lx).

Saat kita merencanakan sistem cahaya, penting untuk dimengerti, pengaruh

jarak terhadap intensitas cahaya. Intensitas cahaya akan bervariasi, sesuai dengan

kuadrat jaraknya dari sumber cahaya. Hubungannya dinyatakan sebagai hukum

kuadrat terbalik yaitu:

Cahaya =

levelsumberkuadratjarak

Bila pancaran cahaya mengenai suatu permukaan, dengan membentuk sudut,

maka akan melingkupi area yang lebih besar, dibanding dengan pancaran yang tegak

lurus pada permukaan. Intensitas cahaya akan mengikuti hukum cosinus yaitu:

Cahaya =

levelsumberkuadratjarak X cosinus sudut pancaran.

Hubungan diatas menunjukkan penurunan level cahaya pada suatu titik, yang

disebabkan oleh peningkatan cakupan luasan yang harus disinari.

Jenis Sumber Cahaya (lampu)

Jenis sumber cahaya/lampu yang umum digunakan pada lingkungan bangunan

umumnya ada 3 jenis, yaitu lampu pijar, lampu fluorescen, dan lampu HID. Berikut

ini akan dibahas karakteristik umum dari masing-masing jenis lampu tersebut.

Lampu Pijar.

Jenis lampu pijar dikatakan sebagai jenis lampu incandscent, yang artinya

menyala/berpijar disebabkan oleh panas. Saat arus listrik mengalir pada filamen dari

lampu pijar, filamen akan memanas, karena adanya “heating effect”. Jika arus yang

mengalir cukup besar, maka filamen akan berpijar, menghasilkan cahaya. Hanya

sekitar 6 sampai 12 % pancaran energi lampu pijar berupa cahaya tampak, sebagian

besar radiasi berada pada daerah infra merah.

Lampu pijar saat ini memiliki efisiensi sekitar 20 lumen per watt, dengan bola

lampu yang besar l;ebih efisien dibanding yang kecil.

Seiring dengan bertambahnya waktu pakai lampu pijar, permukaan dalam

lampu akan menghitam, yang disebabkan oleh endapan bahan filamen, dan terjadi

penurunan lumen. Hal ini dinyatakan dengan faktor depresiasi lumen lampu (“LLD”,

lamp lumen depreciation factor).

Perkalian antara LLD dengan nilai lumen awal, menhasilkan keluaran berupa

nilai lumen yang diharapkan pada 70 % usia pakai lampu yang umum dipakai sebagai

acuan dalam perencanaan nilai lumen.

LLD X nilai lumen awal = lumen pada 70 % usia pakai

.

Variasi penggunaan tegangan listrik, akan mempengaruhi nilai lumen dan usia

pakai lampu pijar, seperti ditunjukkan tabel berikut ini.

Grafik Hubungan Antara Tegangan Listrik Dengan Nilai Lumen Dan Usia Pakai

Lampu Pijar. (IES. Lighting Hand Book, 1984).

Lampu Fluorecent.

Lampu fluorescent mempunyai beberapa keunggulan, dibanding dengan lampu

pijar, antara lain:

Efisiensi lumen, dua sampai tiga kali lipat dibandingkan dengan lampu pijar,

hal ini berarti biaya untuk energi lebih hemat 50 % dari lampu pijar.

Panas yang dihasilkan per lumen lebih rendah.

Cahaya yang dihasilkan tidak terlalu silau dibanding cahaya lampu pijar.

Pada penggunaan yang umum, usia pakai lebih dari 5 kali usia pakai lampu

pijar.

Beberapa kekurangan lampu fluorescent adalah:

Sangat sensitif untuk dioperasikan pada suhu rendah (<100C).

Diperlukan kotak pelindung, pada daerah yang lembab.

Usia pakai akan berkurang, dengan seringnya frequensi nyala dan matinya

lampu.

Biaya awal lebih mahal.

Tabel 2.2. Karakteristik Lampu Fluorescent

DAYA(W)

LUMEN(lm)

LLD(%)

USIA PAKAI(JAM)

20 1270 85 9000

30 2200 79 7500

40 3150 82 20000

90 6400 85 9000

IES. Hand Book, 1984.

Lampu HID.

Jenis lampu HID (High Intensity Discharge), adalah lampu yang mempunyai

efisiensi lumen per watt yang paling tinggi. Yang termasuk golongan lampu ini

adalah lampu merkuri (30-65 lm/watt), metal halide (60-80 lh/watt), dan high

pressure sodium (60-140 lm/watt).

Kekurangan dari jenis lampu ini adalah membutuhkan waktu yang cukup lama

sebelum cahaya optimum dihasilkan. diperlukan waktu start sekitar 10 menit, setiap

kali dinyalakan, dan biaya awal yang cukup tinggi.

Tabel 2.3. Karakteristik Lampu HID

DAYA(W)

LUMEN(lm)

LLD(%)

USIA PAKAI(JAM)

Lampu Merkuri

40 1140 80 16000

75 2800 86 24000

100 4400 81 24000

175 5800 84 24000

250 11850 89 24000

400 21000 90 24000

High Pressure Sodium

50 3800 90 24000

70 5800 86 24000

100 8800 90 24000

150 15000 90 24000

250 27500 90 24000

400 47500 90 24000

Metal Halide

75 5000 80 15000

150 11250 80 15000

175 14000 75 10000

250 19500 72 10000

400 32000 71 20000

IES. Hand Book, 1984

Kalkulasi Pencahayaan Ruangan

Manfaat kalkulasi pencahayaan, secara umum adalah untuk mengetahui jumlah

titik lampu yang dibutuhkan, untuk menyediakan sejumlah cahaya tertentu, atau

jumlah cahaya yang akan dihasilkan oleh beberapa titik lampu tertentu.

Kalkulasi pencahayaan membutuhkan dua jenis data yaitu: data photometrik

dan data enviromental.

Data photometrik adalah deskripsi dari sifat pancaran cahaya dari peralatan

pencahayaan (lampu dengan kelengkapannya).

Data enviromental adalah data yang berkaitan dengan interaksi cahaya dengan

permukaan.

Ada beberapa metode yang dapat dipakai untuk kalkulasi pencahayaan pada

titik tertentu, yang dapat digunakan. Untuk keperluan ini dipakai metode “Zonal

Cavity”, metode ini mengasumsikan distribusi pencahayaan yang merata dari sumber

cahaya, pada suatu area atau ruang.

Secara teori, tingkat pencahayaan dapat dihitung, dengan membagi output

sumber cahaya, dengan area yang akan diterangi

Output lumen (lm)Pencahayaan (lux) = ----------------------- Area (m2)

Pada kenyataannya, sebagian cahaya yang dihasilkan, akan berkurang sebelum

mencapai bidang kerja. Kehilangan cahaya terjadi pada lampu dan juga pada

permukaan ruangan. Suatu koefisien pemanfaatan, CU, yang mewakili bagian cahaya

yang mencapai bidang, dapat dimasukan dalam rumus perhitungan, untuk

menghasilkan nilai pencahayaan awal.

Output lumen (lm) x CUPencahayaan awal (lux) = ---------------------------------------- Area (m2)

Oleh karena tujuan kita untuk merancang sistem pencahayaan efektif yang akan

dipertahankan pada suatu level minimum tertentu, sepanjang waktu, maka, satu faktor

tambahan “Light Loss Factor” (LLF), harus dimasukkan dalam rumus perhitungan.

Output lumen (lm) x CU x LLFPencahayaan efektif (lux) = ------------------------------------------ Area (m2)

Jika level pencahayaan yang diinginkan dan jenis lampu yang akan dipakai

diketahui, rumus dapat dirubah untuh mendapatkan area per ttitik lampu (dan juga

jarak antar titik lampu).

Output lumen (lm) x CU x LLFArea per titik lampu (m2) = ------------------------------------------ Level cahaya (lux)

Untuk penggunaan praktis, dalam perhitungan cahaya suatu ruangan, dapat

dipakai nilai CU = 0,5 dan LLF = 0,7.

Cakupan area yang dapat diterangi oleh setiap titik lampu didapat dari:

Output lumen (lm) x CU x LLFArea per titik lampu (m2) = ------------------------------------------ Level cahaya (lux)

Tata Letak Titik Lampu

Pencahayaan ruangan dikatakan merata, jika variasi level cahaya pada setian

lokasi diruangan itu, tidak lebih dari 1/6 dari level rata-rata, baik diatas maupun

dibawahnya.

Cara praktis yang umum, untuk mendapatkan keseragaman level, adalah

menempatkan deretan lampu, dari dinding terdekat, maksimal 1/3 dari jarak antar

titik lampu. Untuk jenis lampu fluorescent, jarak ujung deret terhadap dinding

maksimal 0,6 m.

.

Total AreaJumlah Titik Lampu= ---------------------------------

Area Per Titik Lampu

BAB III

METODOLOGI

III.1. Alat dan Bahan

a. Meteran

b. Lux (light meter)

III.2. Prosedur Praktikum

a. Mengukur dimensi ruangan

b. Mengamati tata letak lampu didalam ruangan.

c. Menghitung lampu didalam ruangan.

d. Menentukan jenis lampu yang digunakan.

e. Mengukur jatak antar lampu.

f. Mengukur jarak antara lampu dengan dinding.

g. Mengukur intensitas cahaya diruangan tersebut.

BAB IV

HASIL

Data - Data Dimensi Ruangan

885 cm

720 cm

Data – Data Cahaya Lampu (Lux)

150 cm 150 cm

150 cm 175 cm 150 cm

275 cm

275 cm

150 cm

110 cm 110 cm

Lampu I

Lampu V

Lampu IV

Lampu II

Lampu VILampu III

166

203

91 210

213

127 113

59 72

72

Lampu I242

Lampu V306

Lampu IV260

Lampu II268

I

Lampu VI273

Lampu III232

BAB V

PEMBAHASAN

Cahaya adalah energi radian yang dapat merangsang retina mata, sehingga

menghasilkan penglihatan. Pencahayaan adalah suatu aspek penting bagi efektifitas

kerja. Pencahayaan yang baik memungkinkan tenaga kerja melihat obyek-obyek yang

dikerjakan secara jelas, cepat dan tanpa upaya-upaya yang tidak tidak perlu. Lebih

dari itu, penerangan yang memadai memberikan kesan pemandangan yang lebih baik

dan keadaan lingkungan yang menyegarkan.

Pengamatan pencahayaan pada praktikum ini yaitu ruangan RK 0306 (Gedung

Baru FTIP). Terdapat enam buah sumber cahaya (lampu) pada ruangan tersebut, jarak

antar lampu pada ruangan tersebut yaitu 275 cm. Jarak tersebut cukup tepat dengan

kondisi ruangan yang berukuran 885 cm x 720 cm.

Setelah mengamati dimensi ruangan itu, kemudian mengamati intensitas cahaya

lampu yang berada pada ruangan tersebut dengan menggunakan Lux (light meter).

Lampu pada ruangan tersebut dihidupkan kemudian Lux diletakkan tepat dibawah

cahaya lampu tersebut. Dari hasil pengukuran yang dilakukan rata-rata intensitas

cahya lampu pada ruangan tersebut yaitu 280, angka ini tertera pada saat Lux

diletakaan tepat dibawah cahaya lampu.

Dalam bidang lighting, ada istilah sistem pencahayaan, dimana sistem

pencahayaan mempunyai dua pengertian yaitu sistem untuk pencahayaan dan pola

distribusi cahaya. Untuk sistem pencahayaan dibedakan menjadi dua bagian; general

lighting dan local lighting. General lighting digunakan untuk mendapatkan

pencahayaan yang merata. Local lighting digunakan untuk memberikan nilai aksen

pada suatu bidang atau lokasi tertentu tanpa memperhatikan kerataan pencahayaan.

Untuk sebuah desain ruang kelas/kuliah dibutuhkan pencahayaan yang

menyeluruh atau general lighting. Dan pada ruangan RK 0306 (Gedung Baru FTIP),

pencahayaan pada ruangan ini sudah memenuhi standard. Sistem pencahayaan

merupakan salah satu faktor penting yang harus dipertimbangkan dalam proses

mendesain.

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

VI.1. Kesimpulan

Dari hasil pengamatan kelompok kami terhadap pencahayaan yang di

ruangan RK 0306 (Gedung Baru FTIP) cukup baik. Enam buah lampu

yang berada di ruangan ini dapat memenuhi dan memberikan cahaya yang

merata di setiap sudut ruangan. Sehingga hampir setiap bagian ruangan

memperoleh cahaya yang merata, hal ini tentu sangat mendukung kegiatan

yang berada di dalam ruangan tersebut terutama dalam proses perkuliahan.

Efektivitas cahaya, adalah jumlah cahaya yang diterima pada suatu

permukaan, per satuan daya input, yang dikendalikan oleh beberapa

variabel. Beberapa variabel yang mempengaruhi efektivitas cahaya, antara

lain:

a. Jenis sumber cahaya (seperti lampu pijar, fluorescent, dan HID)

b. Lingkungan yang memantulkan dan menyebarkan cahaya.

c. Jarak dari lampu

Jenis sumber cahaya/lampu yang umum digunakan pada lingkungan

bangunan umumnya ada 3 jenis, yaitu lampu pijar, lampu fluorescen, dan

lampu HID.

VI.2. Saran

Periksa terlebih dahulu alat yang akan digunakan sebelum memulai

praktikum. Agar praktikum dapat berjalan dengan baik.

Untuk mendapat hasil yang akurat sebaiknya lakukan pengukuran 2-3 kali

dan cari data yang paling sering keluar.

Carilah lebih banyak literature yang dapat membantu pada saat melakukan

praktikum pada hari itu

Bandingkan hasil yang diperoleh dengan kelompok lain agar dapat dilihat

perbedaan-perbedaan yang mungkin terjadi.

DAFTAR PUSTAKA

Alvin,H.,1998. 3000 solved problem in Physic. McGraw- Hill Book Company: New

York.

Dan Strassberg. Analog/Digital scope offer the best of two world. EDN Asia. March 1993

Fredrick W.Hughes. 1983. Illustrated Guidebook to Electronic Devices and Circuits

Prijatna, Dedy. 2006. Handout dan Slide Kuliah Mata Kuliah Elektronika Industri.

Jurusan TMIP Unpad: Jatinangor.

Sutrisno. 1986. Elektronika Teori dan Penerapannya (Jilid 1 dan 2). ITB Bandung

Woollard, Barry.2003. Elektronika Praktis. PT. Pradnya Paramita. Jakarta.