v DAFTAR ISI
Halaman Judul ... i
Lembar pengesahan ... ii
Kata pengantar ... iii
Abstrak ... iv
Daftar Isi ... v
Daftar Gambar ... vii
Daftar Tabel ... ix
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Batasan Masalah ... 3
1.4 Tujuan Proyek Akhir ... 3
1.5 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II KAJIAN TEORI ... 5
2.1 Definisi dan Istilah yang Umum digunakan ... 5
2.2 Konsep Dasar Lampu ... 7
2.2.1 Bahan Material Lampu ... 8
2.3 Sumber Cahaya ... 10
2.3.1 Pemancar suhu ... 10
2.3.1.1 Lampu pijar ... 10
2.3.1.2 Lampu pijar halogen ... 12
2.3.2 Lampu tabung gas ... 13
2.3.2.1 Lampu natrium ... 13
2.3.2.2 Lampu air raksa tekanan amat tinggi ... 13
2.3.2.3 Lampu air raksa dengan cahaya campuran ... 15
2.3.2.4 Lampu tabung fluorescen ... 15
2.3.3 Lampu bahan semikonduktor ... 19
2.3.3.1 Lampu LED ( Light Emiting Dioda ) ... 19
2.3.3.1.1 Proses Pembangkitan Cahaya pada LED ... 19
2.3.3.1.2 Hubungan LED di seri ... 22
2.3.3.1.3 Hubungan LED paralel ... 23
2.3.3.1.4 Hubungan LED antarmuka ... 23
2.3.3.2 Menghitung nilai kapasitor pada LED ... 24
vi
BAB III METODE PEMBAHASAN ... 27
3.1 Alat dan bahan ... 27
3.2 Langkah – langkah pembuatan ... 28
BAB IV PENGUKURAN DAN ANALISA ... 33
4.1 Umum ... 33
4.2 Alat dan proses pengukuran ... 33
4.3 Metode dan proses pengukuran ... 33
4.3.1 Prinsip ... 33
4.3.2 Prosedur pengukuran ... 34
4.3.2.1 Penentuan titik pengukuran ... 34
4.3.2.2 Persyaratan pengukuran ... 34
4.3.2.3 Tata cara pengukuran ... 34
4.3.2.4 Hasil pengukuran intensitas penerangan kamar tidur 35 4.3.3 Pengukuran arus ... 48
BAB V PENUTUP ... 39
5.1 Kesimpulan ... 39
5.2 Saran ... 39
DAFTAR PUSTAKA ... 40
LAMPIRAN ... 41
vii
2.1 Gambar komposisi spektrum cahaya ... 9
2.2 Gambar bahan material lampu dari kaca ... 10
2.3 Gambar lampu benang arang ... 13
2.4 Gambar lampu vakum kawat wolfram ... 13
2.5 Gambar armatur lampu sorot untuk lampu yodium 1000 W ... 14
2.6 Gambar lampu natrium ... 15
2.7 Gambar lampu air raksa tekanan amat tinggi ... 16
2.8 Gambar lampu dengan cahaya campur MLL ... 17
2.9 Gambar pengaruh suhu keliling atas flux cahaya sebuah tabung fluorescen TL udara diam dan udara dengan sirkulasi tinggi ... 19
2.10 Gambar diagram dasar hubung tabung TL dengan kumparan hambat dan stater ... 20
2.11 Gambar hubungan kapasitip ... 21
2.12 Gambar struktur dasar LED ... 22
2.13 Gambar terjadinya perpindahan elektron pada sebuah LED... 23
2.14 Gambar konsentrasi cahaya yang dihasilkan LED ... 24
2.15 Gambar hubungan LED seri ... 26
2.16 Gambar hubungan LED paralel ... 27
2.17 Aliran arus listrik pada kapasitor di rangkaian ... 28
3.1 Gambar jalur rangkaian pada PCB ... 29
3.2 Gambar tampilan pemasangan LED pada PCB ... 30
3.3 Gambar rangkaian PCB menjadi sebuah balok atau kotak ... 31
viii
3.5 Gambar hasil akhir dan pengetesan lampu LHE LED ... 32 4.1 Gambar denah lokasi pengukuran ... 34
ix
2.1 Data lampu HPL ... 16
2.2 Data lampu MLL ... 17
2.3 Beberapa data tabung TL ... 21
2.4 Efikasi teknologi lampu ... 25
4.1 Hasil pengukuran intensitas penerangan LED ... 35
4.2 Hasil pengukuran intensitas penerangan lampu pijar philips 100 Watt ... 36
4.3 Hasil pengukuran intensitas penerangan CFL Philips SL 11 Watt ... 37
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Krisis energi adalah masalah yang sangat mendasar di Indonesia, termasuk di
dalamnya ialah masalah energi listrik. Hal ini terjadi karena masih kurangnya pemanfatan sumber daya penghasil energi listrik itu sendiri. Energi listrik merupakan energi yang
sangat diperlukan bagi manusia modern. Tidak bisa dibayangkan apa yang akan terjadi kalau listrik tiba - tiba padam. Semua kegiatan yang ada bisa terhenti seketika.
Energi saat ini memegang peranan yang penting dalam pengembangan ekonomi
nasional. Hal ini merupakan suatu hal yang tidak dipersoalkan lagi, bahkan oleh Negara – Negara yang telah maju, maupun oleh Negara yang sedang berkembang bahwa
penggunaan energi secara tepat dan berdaya guna tinggi merupakan syarat yang mutlak untuk meningkatkan kegiatan ekonomi. Indonesia merupakan Negara yang memiliki berbagai jenis sumber energi dalam jumlah yang cukup melimpah. Pengelolaan sumber
energi secara tepat kiranya akan memberikan manfaat dan akan meningkatkan kesejahteraan masyarakat secara umum.
Salah satu aspek penerapan energi tepat guna ialah dengan menggunakan lampu yang hemat energi. Tetapi dalam penggunaan lampu hemat energi ini ternyata menimbulkan masalah baru. Mungkin selama ini pemerintah kurang mensosialisasikan dampak dari lampu
hemat energi ( LHE ) , LHE adalah lampu jenis fluorescen atau yang sering kita sebut lampu neon yang sudah di modifikasi yaitu dengan menambahkan kapasitor pada rangkaiannya. Dan
2
hemat energi yang selama ini digalakkan oleh pemerintah tidak dibarengi oleh informasi penting mengenai bagaimana mengelola limbah lampu LHE. Menurut APERLINDO
(Asosiasi Industri Perlampuan Listrik Indonesia ) Lampu LHE mengandung sampai 5 miligram MERCURY (dalam bentuk uap atau bubuk).
Dimana uap raksa ini menkonversi energi listrik menjadi cahaya ultraviolet sehingga
substansi fosfor pada tabung menjadi berpendar.
Dan untuk berpendar hanya membutuhkan sedikit energi, makanya lampu LHE wattnya
kecil.
Beberapa miligram Mercury ( Uap Raksa ) saja bisa meracuni metabolisme tubuh manusia. Uap raksa ini adalah racun yang sangat berbahaya dan berakibat fatal pada otak dan
ginjal.
Oleh karena itu dalam perkembangannya lampu LHE ini pun mulai tersisihkan,
dikarenakan oleh kelemahannya yang disebutkan diatas. Dewasa ini lampu LED ( Light Emiting Dioda ) merupakan pengganti yang sangat baik untuk
menggantikan lampu LHE karena disamping hemat energi di bandingkan lampu LHE, lampu
LED juga aman karena tidak mengandung mercuri yang berbahaya bagi manusia.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan dari latar belakang tersebut di atas, maka dapat dirumuskan masalah yang akan dibahas oleh penulis dalam proyek akhir ini adalah sebagai berikut:
a. Bagaimana perencanaan dalam pembuatan lampu hemat energi yang
menggunakan LED?
b. Bagaimana pelaksanaan pembuatan lampu hemat energi yang menggunakan
3
1.3 Batasan Masalah
Untuk memfokuskan agar permasalahan yang diamati tidak meluas dan tidak
menyimpang dari sasaran serta tema pokok permasalahan, maka diperlukan batasan-batasan masalah sebagai berikut:
1. Rancangan lampu yang di buat adalah Lampu Hemat Energi (LHE) dengan
menggunakan LED
2. Rancangan lampu yang di buat di peruntukan sebagai lampu tidur
1.4 Tujuan Proyek Akhir
Sebagaimana rumusan masalah di atas, tujuan penelitian ini yaitu: 1. Mengetahui rancangan pembuatan lampu hemat energi yang menggunakan lampu LED
2. Mengetahui manfaat di gunakannya lampu LED untuk penerangan.
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk mendapatkan gambaran yang jelas dan menyeluruh tentang isi Proyek Akhir ini, secara singkat dapat dilihat dalam sistematika penulisan di bawah ini, dimana dalam Proyek Akhir ini dibagi menjadi lima bab, antara lain:
BAB I : Pendahuluan
Bab ini merupakan pendahuluan yang terdiri dari latar belakang masalah, rumusan
masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II : Kajian Teori
Dalam bab ini berisi tentang kajian teori yaitu pembahasan tentang pengenalan jenis –
jenis pencahayaan, pengenalan lampu LED (Light Emiting Dioda).
BAB III : Metode Pembahasan
Dalam bab ini berisi tentang alat dan bahan yang di gunakan untuk membangun lampu hemat energi dengan menggunakan LED, dan langkah – langkah pembuatan.
4
Dalam bab ini berisi tentang hasil yang di dapat dari pembuatan rancangan lampu tersebut, dan membahas apakah lampu yang di hasilkan dapat menjawab pada rumusan
masalah.
BAB V : Penutup
Bab ini merupakan akhir dari pembahasan yang berisi tentang kesimpulan terhadap
33 BAB IV
PENGUKURAN DAN ANALISA
1.1 Umum
Setelah selesai proses perangkaian LHE LED seperti gambar 3.1 dan gambar 3.2,
maka tahap selanjutnya ialah melakukan pengukuran parameter – parameter lampu tersebut seperti daya (W), arus (i), intensitas penerangan (E), dan nilai efikasinya.
1.2 Alat dan Proses Pengukuran
Alat yang digunakan dalam proses pengukuran ini adalah : 1. Lux meter
2. Tang Amper 3. Meteran gulung
4. kalkulator 5. Alat Tulis
1.3 Metode dan prosedur pengukuran 1.3.1 Prinsip
Pengukuran intensitas penerangan ini memakai alat lux meter yang hasilnya dapat
langsung dibaca.
Alat ini mengubah energi cahaya menjadi energi listrik, kemudian energi listrik dalam bentuk arus digunakan untuk menggerakan jarum skala. Untuk alat digital, energi listrik
34 1.3.2 Prosedur Pengukuran
1.3.2.1 Penentuan titik pengukuran
Untuk pengukuran intensitas penerangan ini penulis menggunakan ruang tidur atau kamar tidur yang berukuran 3 x 3 m2. Dimana objek kerjanya, berupa tempat tidur, oleh karena itu pengukuran dilakukan di atas tempat tidur, meja belajar, dan di dekat pintu
[image:11.595.74.524.205.669.2]ruangan. Denah pengukuran intensitas penerangan kamar tidur dapat dilihat pada gambar dibawah 4.1.
Gambar 4.1 Denah lokasi pengukuran
4.3.2.2 Persyaratan Pengukuran
- Pintu dan jendela ruangan dalam keadaan tertutup.
- lampu ruangan dalam keadaan dinyalakan. 4.3.2.3 Tata cara pengukuran
• Hidupkan lux meter dan membuka penutup sensor.
• Bawa alat ke tempat pengukuran yang telah ditentukan
• Baca hasil pengukuran pada layar monitor setelah menunggu beberapa saat sehingga
didapat nilai angka yang stabil.
• Catat hasil pengukuran pada lembar hasil pencatatan untuk intensitas penerangan
kamar tidur.
TEMPAT TIDER
MEJA KERJA
L E M
A R I
Rak Buku
3m
35
• Matikan luxmeter setelah melakukan pengukuran.
[image:12.595.78.521.151.627.2]4.3.2.4 Hasil pengukuran intensitas penerangan kamar tidur
Tabel 4.1 Hasil pengukuran intensitas penerangan LED pada jarak 2 meter
Waktu ( WIB )
Hasil ( Lux )
Rata - rata Pengukuran 1
(dekat pintu )
Pengukuran 2
(tempat tidur)
06.00 5 lux 5,5 lux 5,25 lux
12.00 1,5 lux 2 lux 1,75 lux
19.00 7 lux 8,5 lux 7,75 lux
Maka di dapat nilai pada percobaan tersebut sebagai berikut : • ( 3 X 3 ) = 47,25 lumen
• ( 3 X 3 ) = 6,75 lumen
• ( 3 X 3 ) = 69,75 lumen
Karena 1 LED membutuhkan daya 0.03 watt, maka untuk keseluruhan adalah : Ptotal = 0,03 X 32
= 0,96 watt
Jadi nilai efikasi untuk setiap waktu pengukuran lux meter adalah :
1. Waktu 1 = 47,25 lumen : 0.96 watt = 49,21875 lumen / watt 2. Waktu 2 = 6,75 lumen : 0.96 watt
36 3. Waktu 3 = 69,75 lumen : 0.96 watt
[image:13.595.77.521.178.647.2]= 72,65625 lumen / watt
Tabel 4.2 Hasil pengukuran intensitas penerangan lampu pijar philips 100 Watt pada jarak 2 meter
Waktu ( WIB )
Hasil ( Lux )
Rata - rata Pengukuran 1
(dekat pintu)
Pengukuran 2
(tempat tidur)
06.00 110 lux 124 lux 117 lux
12.00 85 lux 92 lux 88,5 lux
19.00 123 lux 131 lux 127 lux
Maka di dapat nilai pada percobaan tersebut sebagai berikut : • ( 3 X 3 ) = 1053 lumen
• ( 3 X 3 ) = 796,5 lumen
• ( 3 X 3 ) = 1143 lumen
Jadi nilai efikasi untuk setiap waktu pengukuran lux meter adalah :
4. Waktu 1 = 1053 lumen : 100 watt = 10,53 lumen / watt 5. Waktu 2 = 796,5 lumen : 100 watt
= 7,965 lumen / watt 6. Waktu 3 = 1143 lumen : 100 watt
37
Tabel 4.3 Hasil pengukuran intensitas penerangan CFL Philips SL 11 Watt pada jarak 2 meter
Waktu ( WIB )
Hasil ( Lux )
Rata - rata Pengukuran 1
(dekat pintu)
Pengukuran 2
(tempat tidur)
06.00 48 lux 52 lux 74 lux
12.00 29,5 lux 32 lux 45,5 lux
19.00 57 lux 63,5 lux 88,5 lux
Maka di dapat nilai pada percobaan tersebut sebagai berikut : • ( 3 X 3 ) = 666 lumen
• ( 3 X 3 ) = 409,5 lumen
• ( 3 X 3 ) = 796,5 lumen
Jadi nilai efikasi untuk setiap waktu pengukuran lux meter adalah :
7. Waktu 1 = 666 lumen : 11 watt = 60,54 lumen / watt
8. Waktu 2 = 409,5 lumen : 11 watt = 37,22 lumen / watt 9. Waktu 3 = 796,5 lumen : 11 watt
38 1.3.3 Pengukuran arus ( A )
Untuk mengukur besarnya arus listrik ada berbagai macam alat yang digunakan, tapi
alat yang paling mudah untuk digunakan yaitu menggunakan tang ampere karena kita tidak perlu melakukan pengkabelan dan fleksibel bisa di gunakan dimana saja, adapun cara penggunaan tang amper, sebagai berikut:
1. Posisikan switch pada posisi ampre (A), karena selain untuk mengukur arus, tang ampere juga bisa di pakai untuk pengukuran tahanan dan tegangan.
2. Setting tang ampere sehingga menunjukan angka nol
3. Pilih skala yang paling besar dulu, bila hasil pengukuran lebih kecil maka pindahkan ke skala yang lebih kecil untuk hasil pengukuran yang lebih akurat.
4. Pilihlah jenis pengukuran yang akan kita lakukan untuk mengukur arus arus AC. 5. Kalungkan tang ampere ke salah satu kabel.hasil pengukuran akan segera terlihat.
6. Geser tombol hold untuk menahan hasil pengukuran tersebut. 7. Matikan posisi hold, untuk melakukan pengukuran kembali.
Dengan pengukuran di atas, maka penulis mendapatkan hasil sebagai berikut :
No Jenis Lampu Arus (A)
1 LHE LED 0,024 A
2 Lampu Pijar Philips 100 watt 0,40 A
39
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengukuran dan analisa, maka dapat disimpulkan bahwa LHE
LED yang dibuat ini adalah salah satu jalan keluar atau solusi untuk penerangan di masa yang akan datang. Ini dikarenakan LED yang mempunyai daya yang kecil yaitu 0,03 watt,
arus yang kecil 0,010 - 0,020 A, dan nilai efikasi yang besar sehingga dapat mengalahkan lampu Fluorencen di waktu mendatang.
Pada Tugas Akhir ini, LHE LED yang telah dibuat telah berhasil sesuai performansi
yang diharapkan. Hal ini dapat dilihat dari nilai efikasi yang telah dihasilkan.
5.2 Saran
Dari Proyek Akhir yang telah dilakukan kiranya masih diperlukan pembenahan-pembenahan sehingga didapatkan hasil yang lebih memuaskan. Saran-saran yang dapat diberikan diantaranya adalah peningkatan keakuratan perhitungan dan keakuratan serta
kerapian dalam proses pembuatan LHE LED. Tidak lupa rencana bentuk lampu yang akan dibuat, karena melihat hasil dari LHE LED yang telah dibuat ini hanya menghasilkan cahaya
yang terkonsntrasi pada satu titik atau spot light itu dikarenakan penulis menggunakan LED. Oleh karena itu agar cahaya dapat terpancar merata pada semua ruang, kita membuat rangkaiannya melingkar penuh atau dengan celah yang kecil. Tidak seperti pada rangkaian
40
DAFTAR PUSTAKA
Harten P. Van and Ir. E. Setiawan, “ INSTALASI LISTRIK ARUS KUAT JILID 2”, Bandung., Binacipta, 1991
Merkuri pada Lampu Hemat Energi hanya 5 Miligram, 2008.
<http://www.aperlindo.com/main.php?op=tampilkansatunews&id=24> COMPACT LED LIGHT. Instructables, 2009.
<http://www.instructables.com/id/COMPACT-LED-LIGHT/>
Sutanto Rudy, “Studi harmonisa yang ditimbulkan oleh berbagai jenis lampu”, 2005.<http://digilib.petra.ac.id/viewer.php?page=1&submit.x=11&submit.y=19&s
ubmit=next&qual=high&submitval=next&fname=/jiunkpe/s1/elkt/2005/jiunkpe-ns-s1-2005-23400074-8646-lampu-chapter2.pdf>
Light Emiting Dioda, 2010. <http://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode>
How Light Emitting Diodes Work. How Stuff Works, 2009.
<http://electronics.howstuffworks.com/led.html>
Light Emiting Diode. The Electronics Club, 2010. <http://www.kpsec.freeuk.com/components/led.html
>
Sabda Hartono. gemar-elektronika. 2009. <
http://www.gemar-elektronika.co.cc/hastakarya/lampu-led.html >
Efikasilampu. digilib.its.ac.id,2009.
<http://digilib.its.ac.id/detil.php?id=8153&q=efikasi%20lampu> Pengukuran Intensitas Penerangan di tempat Kerja. SNI 16-7062-2004.
