MODUL III
INTENSITAS CAHAYA
Pada modul ini akan dijelaskan pendahuluan, tinjauan pustaka, metodologi praktikum, dan lembar kerja praktikum.
I. PENDAHULUAN
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai latar belakang praktikum intensitas cahaya dan tujuan praktikum intensitas cahaya.
1.1 Latar Belakang
Berbagai aktivitas yang dilakukan manusia dalam lingkungan kerja yang berbeda- beda akan memengaruhi perfomansi pekerja tersebut. Dalam melakukan pekerjaan, manusia mampu mencapai tujuannya apabila berada dalam lingkungan kerja yang mendukung. Salah satu faktor yang mendukung yaitu penerangan yang baik. Tanpa penerangan yang memadai, pekerja akan mengalami kesulitan dalam melihat objek disekitarnya. Perlu diketahui, objek-objek tersebut akan hanya dapat dilihat bila memantulkan cahaya. Oleh karena itu, penerangan dalam lingkungan kerja harus diperhatikan. Apabila penerangan pada lingkungan kerja mendukung, maka aktivitas yang dilakukan akan efektif dan efisien sehingga dapat meningkatkan produktivitas dan mengurangi kesalahan kerja.
Laboratorium merupakan tempat berlangsungnya berbagai kegiatan, seperti riset ilmiah, eksperimen, pelatihan ilmiah, dan kegiatan lainnya. Laboratorium ini juga merupakan lingkungan kerja yang membutuhkan penerangan yang baik. Penerangan yang baik adalah penerangan yang memungkinkan pekerja dapat melihat objek dengan baik, jelas, dan tanpa upaya yang dipaksakan serta sesuai dengan jenis pekerjaannya. Menurut Suma’mur (2009), sifat-sifat penerangan yang baik memenuhi faktor antara lain, pembagian luminansi dalam lapangan penglihatan, pencegahan kesilauan, arah sinar, warna dan panas penerangan terhadap kelelahan mata.
Penerangan yang kurang baik dalam lingkungan kerja dapat memicu beberapa masalah seperti kelelahan mata, kelelahan mental, kerusakan alat penglihatan, keluhan pegal disekitar mata, dan lain sebagainya. Keluhan yang dirasakan pekerja akan mengakibatkan menurunnya kualitas dan performansi kerja, serta terjadinya kesalahan
Sehingga, dalam dunia perindustrian, penerangan yang baik akan membantu terciptanya suatu tempat kerja yang aman, membantu dalam melaksanakan kegiatan, membantu dalam menghemat baik penglihatan maupun tenaga, dan membantu dalam memberikan semangat bekerja. Efisiensi seorang pekerja dilihat dari tepat tidaknya pekerja melihat apa yang dikerjakan. Oleh karena itu, perlu diadakan perencanaan dan pemeliharaan mengenai sistem penerangan dalam perusahaan, sehingga dapat memberikan keamanan yang lebih besar daripada tempat kerja dengan penerangan yang buruk.
Pengukuran intensitas cahaya ini dilakukan dengan menggunakan alat yang bernama luxmeter yang dinyatakan dalam satuan lux. Luxmeter merupakan alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat atau lemahnya cahaya yang terdapat pada suatu ruangan atau area tertentu. Luxmeter yang digunakan pada praktikum ini adalah luxmeter digital.
Lux adalah satuan intensitas cahaya per meter persegi yang dijatuhi arus cahaya satu lumen. Alat ini mengubah energi cahaya menjadi energi listrik, kemudian energi listrik dalam bentuk arus diubah menjadi angka yang dapat dibaca pada layar monitor.
1.2 Tujuan Praktikum
Tujuan dilakukannya praktikum mengenai intensitas cahaya adalah sebagai berikut.
1. Untuk mengetahui alat pengukuran intensitas cahaya.
2. Untuk mengetahui cara kerja dan cara pengukuran menggunakan alat pengukur intensitas cahaya.
3. Untuk mengetahui intensitas cahaya disuatu tempat.
4. Untuk dapat menganalisa data hasil pengukuran.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab tinjauan pustaka ini akan dijelaskan mengenai pengertian cahaya, intensitas cahaya, dan luxmeter.
2.1 Cahaya
Cahaya merupakan energi berbentuk gelombang dan sangat membantu kita untuk melihat. Cahaya juga merupakan dasar ukuran meter, dimana satu meter bersamaan dengan jarak dilalui cahaya. Kecepatan cahaya adalah 299.792.458 meter per sekon.
Adapun pencahayaan terbagi atas dua jenis, yaitu pencahayaan alami dan pencahayaan buatan. Pecahayaan alami (day lighting) adalah penggunaan cahaya yang
sumbernya dari cahaya matahari yang selalu tersedia di alam dan cahaya langit hasil pemantulan cahaya matahari. Sedangkan pencahayaan buatan (artificial lighting) adalah pencahayaan yang berasal dari sistem cahaya berenergi terbatas di alam, misalnya energi listrik serta energi dari proses minyak bumi dan gas.
Berikut merupakan perbedaan pencahayaan alami dan pencahayaan buatan dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Perbedaan Pencahayaan Alami dan Pencahayaan Buatan
Pencahayan Alami Pencahayaan Buatan Sumber Cahaya Sinar matahari dan cahaya
langit
Sistem cahaya
Jenis Energi Terbarukan Tidak terbarukan
Intensitas Cahaya Tergantung waktu dan cuaca Dapat direncanakan dan stabil Kuat Penerangan Tergantung waktu dan cuaca Dapat direncanakan dan stabil
Kualitas Warna Cahaya Putih tunggal dengan spektrum cahaya lengkap
Tiga jenis putih dengan spektrum cahaya terbatas
Efek Penyilauan Fluktuatif dan hanya dapat diantisipasi
Dapat dikontrol
Sumber: Latifah (2015:7)
Selain berdasarkan sumber, pencahayaan berdasarkan pengukurannya dibagi menjadi tiga, yaitu:
1. Pencahayaan lokal
Penerangan ditempat objek kerja, baik merupakan meja kerja maupun peralatan.
2. Pencahayaan umum
Penerangan diseluruh area tempat kerja. Untuk ruang yang tidak teratur misal adanya penghalang dan susunan lampu tidak teratur, maka titik pengukurannya acak dan banyak. Sedangkan untuk ruang yang teratur, maka titik pengukurannya berdasarkan luas ruangan.
3. Pantulan cahaya atau reflektan
Pantulan cahaya ini diukur dengan cara membandingkan intensitas pantulan dengan intensitas sumber cahaya lokal. Berikut merupakan rumus untuk menentukan besar reflektan.
Reflektan = 𝐵×100%
𝐴 (2-1)
Keterangan:
A = Intensitas cahaya yang jatuh pada bidang ukur dengan photo cell menghadap sumber cahaya.
B = Hasil dari pengukuran luxmeter ketika photo cell menghadap pada bidang ukur (pantulan cahaya).
2.2 Intensitas Cahaya
Intensitas cahaya adalah kuat cahaya yang dikeluarkan oleh sebuah sumber cahaya ke arah tertentu dan diukur menggunakan luxmeter dengan satuan Candela (Satwiko, 2004). Pada umumnya cahaya memiliki empat faktor yang dapat mempengaruhi kualitas pencahayaan yaitu kontras, silau, refleksi cahaya dan kualitas warna cahaya. Kemampuan mata manusia hanya dapat melihat cahaya dengan panjang gelombang tertentu yang diukur dalam besaran pokok ini.
Intensitas cahaya monokromatik pada panjang gelombang λ adalah:
IV = 683ӯ(λ) (2-2)
Keterangan:
IV = intensitas cahaya dalam satuan Candela, I = intensitas radian dalam unit W/sr, ӯ(λ) = fungsi intensitas standar.
Berikut merupakan standar intensitas cahaya pada ruangan:
Tabel 2.2 Standar Intensitas Cahaya Pada Ruangan Fungsi Ruangan Tingkat Pencahayaan (lux) Rumah Tinggal :
Teras 60
Ruang Tamu 120~250
Ruang Makan 120~250
Ruang Kerja 120~250
Ruang Tidur 120~250
Ruang Mandi 250
Dapur 250
Garasi 60
Perkantoran :
Ruang Direktur 350
Ruang Kerja 350
Ruang Komputer 300
Ruang Gambar 750
Gudang Arsip 150
Ruang Arsip Aktif 300
Lembaga Pendidikan :
Ruang Kelas 250
Perpustakaan 300
Laboratorium 500
Ruang Gambar 750
Kantin 200
Industri Umum :
Gudang 100
Tabel 2.2 Standar Intensitas Cahaya Pada Ruangan (Lanjutan) Fungsi Ruangan Tingkat Pencahayaan (lux)
Pekerjaan Kasar 100~250
Pekerjaan Sedang 200~500
Pekerjaan Halus 500~1000
Pekerjaan Amat Halus 1000~2000
Pemeriksaan Warna 750
2.3 Luxmeter
Luxmeter adalah alat ukur kuat penerangan dalam suatu ruang. Satuan ukuran luxmeter adalah lux. Luxmeter juga disebut digital light meter. Alat ini dilengkapi sensor cahaya yang sangat peka terhadap perubahan jumlah cahaya yang diterima. Berikut ini Gambar 2.1 yang menunjukkan gambar dari luxmeter yaitu:
Gambar 2.1 Luxmeter Sumber: Latifah (2015:9)
Prinsip kerja dari luxmeter yaitu menangkap energi cahaya melalui photo cell yang ada dan mengubahnya menjadi energi listrik. Selanjutnya, energi listrik dalam bentuk arus digunakan untuk menggerakan jarum skala. Untuk alat digital, energi listrik diubah menjadi angka yang dapat dibaca pada layar monitor.
III. METODOLOGI PRAKTIKUM
Dibawah ini akan dijelaskan diagram alir dan prosedur praktikum.
3.1 Diagram Alir Praktikum
Dibawah ini merupakan diagram alir praktikum dari intensitas cahaya.
Gambar 3.1 Diagram Alir Praktikum Intensitas Cahaya
3.2 Prosedur Praktikum
1. Menentukan titik pengukuran
a. Melakukan pengukuran lokal, yaitu diatas meja atau mesin yang ada.
b. Melakukan pengukuran umum, dengan luas ruangan kurang dari 10 meter persegi: memotong garis horisontal panjang dan lebar ruangan pada setiap 1 meter.
2. Mempersiapkan alat
a. Memasang baterai pada tempatnya.
b. Menekan tombol power.
c. Mengecek garis tanda pada termometer untuk mengetahui baterai dalam keadaan baik atau tidak.
3. Mengukur penerangan umum
a. Membagi ruangan menjadi beberapa titik pengukuran dengan jarak antar titik sekitar 1 meter.
b. Melakukan pengukuran dengan tinggi Luxmeter kurang lebih 85 cm di atas lantai dan posisi photo cell menghadap sumber cahaya.
c. Membaca hasil pengukuran pada layar monitor setelah menunggu beberapa saat sehingga didapat nilai angka yang stabil.
d. Mencatat hasil pengukuran pada lembar hasil pencatatan.
4. Mengukur penerangan lokal
a. Mengukur pencahayaan pada obyek kerja.
b. Membagi obyek kerja menjadi beberapa titik ukur.
c. Melakukan pengukuran dengan meletakkan Luxmeter pada obyek kerja.
d. Membaca hasil pengukuran pada layar monitor setelah menunggu beberapa saat sehingga didapat nilai angka yang stabil.
e. Mencatat hasil pengukuran pada lembar hasil pencatatan.
5. Mengukur reflektan
a. Mengukur intensitas pencahayaan yang jatuh pada bidang ukur dengan meletakkan photo cell menghadap sumber cahaya. Hasil didapat yaitu A.
b. Membalik photo cell, kemudian menarik photo cell sampai angka pada display menunjukkan angka tertinggi. (photo cell menghadap bidang ukur). Hasil yang didapat adalah B.
Menghitung reflektan dengan rumus:
Reflektan = 𝐵×100%
𝐴
3.3 Denah Lokasi Pengukuran
Berikut merupakan denah lokasi dari pengukuran intensitas cahaya;
Gambar 3.2 Denah Tempat Pengukuran Intensitas Cahaya
IV. LEMBAR KERJA PRAKTIKUM
Pada bab ini terdapat tabel hasil pengukuran lokal, umum, dan reflektan, serta analisis hasil pengukuran.
4.1 Tabel Hasil Pengukuran Lokal 1. Kondisi Lampu Padam
Tabel 4.1 Pengukuran Lokal Kondisi Lampu Padam
No. Lokasi Pengukuran Hasil pengukuran (Lux)
1. Area Modela 1. 1.
2. 2.
2. Area Milling 3. 1.
4. 2.
3. Area Bubut 5. 1.
6. 2.
4. Area Engraver 7. 1.
2.
2. Kondisi Lampu Menyala
Tabel 4.2 Pengukuran Lokal Kondisi Lampu Menyala
No. Lokasi Pengukuran Hasil pengukuran (Lux)
1. Area Modela 1.
2.
2. Area Milling 1.
2.
3. Area Bubut 1.
2.
4. Area Engraver 1.
2.
4.2 Tabel Hasil Pengukuran Umum 1. Kondisi Lampu Padam
Tabel 4.3 Pengukuran Umum Kondisi Lampu Padam
No. Hasil Pengukuran/ 10 meter2 (ruangan dengan luas 4x2,5 m)
1.
2.
2. Kondisi Lampu Menyala
Tabel 4.4 Pengukuran Umum Kondisi Lampu Menyala No. Hasil Pengukuran/ 10 meter2 (ruangan dengan luas 4x2,5 m)
1.
2.
4.3 Tabel Hasil Pengukuran Reflektan 1. Kondisi Lampu Padam
Tabel 4.5 Pengukuran Reflektan Kondisi Lampu Padam
No. Lokasi Pengukuran A (Lux) B (Lux) Reflektan (%)
1. Dinding A
2. Dinding B
3. Lantai A
4. Lantai B
2. Kondisi Lampu Menyala
Tabel 4.6 Pengukuran Reflektan Kondisi Lampu Menyala
No. Lokasi Pengukuran A (Lux) B (Lux) Reflektan (%)
1. Dinding A
2. Dinding B
3. Lantai A
4. Lantai B
4.4 Analisis Hasil Pengukuran Intensitas Cahaya
1. Analisis yang didapat dari hasil pengukuran lokal, umum dan reflektan pada 2 kondisi perlakuan yaitu:
2. Menurut anda, apa itu intensitas cahaya?
3. Berikanlah contoh dari aplikasi intensitas cahaya pada bidang industri!
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
