Bab III Luminer Dan Alat Kontrol

(1)

LUMINER DAN ALAT KONTROL

(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.

(3)

(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.

4 Januari 2013

(5)

Interaksi Cahaya

Tergantung Material yang dilewatinya

• Absorpsi

• Refleksi

• Transmisi

(6)

Metode Pengendalian Cahaya

1. PEMANTULAN (REFLECTION)

• Pemantulan terpusat (specular) • Pemantulan menyebar (spread) • Pemantulan merata (diffuse) • Kombinasi (compound)

6 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.

(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

(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

(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.

(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.

(12)

Transmisi

Januari 2013 12

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.

(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.

(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).

(15)

(16)

Polarisasi

Januari 2013 16

• 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.

(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

(18)

Difraksi

Januari 2013 18

• 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.

(19)

Fungsi Luminer

Fungsi 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.

(20)

Komponen Luminer

• Komponen Pengendali Cahaya o Shades, baffles, dan louvers

o Diffusers o Reflektor o Refraktor o Filter

• Komponen Mekanik

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

• Komponen Listrik

o Satu atau beberapa soket untuk sambungan ke sumber daya listrik o Untuk kebutuhan lampu tertentu: ballast , starter, ignitor, capacitor,

(bila komponen ini cukup besar dapat diletakkan di luar luminer), dll

o Kabel dan konektor untuk menghubungkan soket • Komponen Pengatur Udara

Beberapa luminer memerlukan tempat/area untuk mengeluarkan /menyalurkan panas yang dihasilkan oleh lampu.

(21)

Klasifikasi Luminer

Luminer dapat diklasifikasikan menurut:

• Aplikasi /lokasi

o Hunian, Komersial, Industrial

o Jalan Raya, Bangunan olah raga, Lampu sorot (floodlighting) o Darurat (emergency) o Lansekap o Aplikasi khusus • Photometrik o Langsung (direct), o Semi direct

o Langsung tak langsung atau penyebaran merata (direct indirect,

general diffuse)

o Semi indirect

o Tak langsung (indirect)

(22)

Distribusi Cahaya

(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.

(24)

Contoh Luminer untuk Ruang Dalam

Januari 2013 24

Recessed Ceiling Mounted

(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.

(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 wallwasher

o 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).

(27)

Recessed Wall-washer

(28)

Januari 2013 28

Recessed Fluorescent

Sconces

(29)

Ceiling Mounted

(30)

Luminer untuk Area Industri

Januari 2013 30

• 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

(31)

Luminer untuk Luar Ruang

(outdoor luminaire)

(32)

(33)

(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.

(35)

(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.

(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.

(38)

ALAT KONTROL PENCAHAYAAN

(lighting control system)

Januari 2013 38

Semua sumber cahaya dapat diatur (dimming

system) outputnya: • Incandescent • Halogen • Fluorescent dan Compact Fluorescent, • HID (terbatas) • LED