BAB II LANDASAN TEORI

8

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

2.1.1. Sensor Cahaya

Nurhada Maulana et al. dalam penelitiannya menggunakan sensor cahaya BH1750FVI yang memiliki akurasi pembacaan 0.96 sampai 1.44 kali dan membandingkan hasilnya dengan luxmeter Krisbow KW06-291 yang diuji dengan penempatan kedua alat secara berdekatan [5]. Hasil dari penelitian ini adalah terdapat kesalahan pembacaan pada sensor sebesar 2.8 lux dimana semakin besar nilai intensitas cahaya yang diterima sensor, akan semakin besar pula kesalahan pembacaan sensor [5].

Penelitian lain dari M. Dwisnanto Putro dan Feisy D. Kambey, menggunakan sensor LDR untuk pembacaan intensitas cahaya di berbagai ruangan dalam sebuah rumah [6]. Namun hasil yang diperoleh memiliki tingkat ketelitian yang beragam mulai dari 70.6% hingga 99.6% setelah dibandingkan dengan sebuah luxmeter yang sayangnya tidak disebutkan

merk dari luxmeter yang digunakan [6]. Sementara itu penelitian oleh Ellys

Kumala P. dan Endarko yang turut menggunakan sensor LDR dan dibandingkan dengan fotodioda memiliki hasil penelitian yang berbeda [7]. Hasil penelitian mengatakan bahwa sensor LDR memiliki respon yang lebih baik dalam pendeteksian iluminansi cahaya karena fotodioda lebih cepat saturasi [7]. Pada penelitian Verna A. Suoth et al. yang menggunakan sensor

9 LDR yang telah dikalibrasikan dan dibandingkan dengan luxmeter L200, dikatakan bahwa pada hasil perhitungan eror dengan menggunakan perangkat lunak Microsoft Excel, erornya mengecil jika dibandingkan dengan sebelum sensor dikalibrasikan [8]. Namun pada grafik, hasil pembacaan intensitas cahaya antara sensor LDR yang telah dikalibrasi dan luxmeter L200 masih menunjukkan perbedaan yang cukup siginifikan, yang mungkin disebabkan oleh sensor cahaya LDR tidak terhubung dengan benar pada multimeter saat kalibrasi, ataupun alat luxmeter L200 yang sudah dilengkapi dengan filter yang mampu meng-cut eror sehingga memiliki sensitivitas yang lebih tinggi [8].

Selain ketiga jenis sensor yang telah disebutkan sebelumnya, Royaditya Astrawinanta et al. dalam penelitiannya menggunakan sensor cahaya Max 4409 tipe GY-49 untuk menguji intensitas cahaya pada lampu operasi dan mendapatkan persen error sebesar 2.21% hingga 5.66% [9]. Hal ini disebabkan rendahnya akurasi dari sensor yang dipakai untuk mengukur intensitas cahaya. Pada penelitian ini juga dikatakan sensor LDR merupakan sensor yang lebih baik untuk pengukuran intensitas cahaya [9].

2.1.2. Sistem Pengendali Mikrokontroler

Penelitian M. Dwisnanto Putro dan Feisy Kambey menggunakan Arduino Nano sebagai pengendali sistem, dimana perangkat ini memiliki memori flash 32 KB, SRAM 2 KB, dan EEPROM 1 KB, yang memiliki 22

input/ output digital, 8 input analog [6, 10]. Nuralam dan Amanda Khaira

10 14 input/ output digital, 6 analog input, dengan spesifikasi memori sama seperti dengan Arduino Nano, hanya saja Arduino Uno memiliki ukuran fisik yang lebih besar [2, 4, 11]. Selain kedua jenis Arduino yang telah disebutkan, terdapat Arduino Mega seperti yang digunakan oleh G. Bambang Heru K. et al. yang memiliki memori flash sebesar 256 KB, SRAM 8 KB, dan EEPROM 4 KB, dengan 54 input/ output digital, 16 pin

input analog [12, 13]. Sebagai tambahan, Amanda Khaira Perdana et al.

turut menambahkan Data Logger Shield sebagai penyimpanan data kartu SD dan telah dilengkapi Real Time Clock (RTC) [4].

Penelitian yang dilakukan oleh Wanto menggunakan mikrokontroler AT89S52 dari ATMEL sebagai sistem processing data. Mikrokontroler ini memiliki 8 bit terminal input/ output, 8 KB flash memory, 256 bytes RAM [14, 15]. Sementara itu Ahmed H. H. Imam menggunakan NodeMCU sebagai pengendali dimana mikokontroler ini telah dilengkapi ESP8266 sebagai modul komunikasi dengan koneksi internet WIFI sehingga tidak lagi dibutuhkan komponen perangkat modul komunikasi secara terpisah [16]. Pengendali ini memiliki 16 pin digital input/ output, 1 pin analog

input, 4 MB flash memory, dan 64 KB SRAM [17]. Sayangnya, tidak ada

analisa lebih lanjut mengenai hasil dari pemakaian mikrokontroler di atas.

2.1.3. Sistem Komunikasi Nirkabel

Nurhada Maulana et al. menggunakan modul radio nRF905 sebagai modul komunikasi dimana berdasarkan penelitian Wentao Yang et al., nRF905 memiliki konfigurasi yang sederhana, konsumsi daya yang rendah

11 yaitu 10 dBm, kecepatan transmisi yang tinggi, serta dapat digunakan pada segala jenis mikrokontroler [5, 18]. Berbeda dengan Norazizi dan Adam yang menggunakan GSM SIM900 untuk mengirimkan hasil pembacaan sensor melalui Short Message Service (SMS) serta Dwisnanto Putro dan Feisy Kambey yang menggunakan Bluetooth HC-05 dengan coverage area kurang lebih sejauh 10 meter [3, 6].

Adapun Rizki Priya Pratama menggunakan ESP8266, yang memiliki kecepatan hingga 160 MHz dan daya keluaran sebesar 19.5 dBm, ditambahkan dengan protokol Message Queue Telemetry Transport (MQTT) yang dapat bekerja dengan bandwidth rendah, latency yang tinggi, dan bersifat light weighted message [19]. Rata-rata waktu respon perangkat pengendali dari menerima perintah dan mengirimkan kembali ke

smartphone Android adalah sekitar 0.0832 detik [19]. Menurut Ahmed H.H.

Imam, dengan menggunakan ESP8266 sebagai media komunikasi, performansi sistem hasil pembacaan sensor akan sangat bergantung dengan baik buruknya koneksi internet Wi-Fi [16].

2.1.4. Perangkat Lunak

M. Dwisnanto Putro dan Feisy Kambey pada penelitiannya menggunakan APP Inventor 2 sebagai perangkat lunak yang dapat digunakan pada smartphone dan melakukan pengaturan pencahayaan secara otomatis yang telah deprogram dengan pemrograman sistem cerdas seperti algoritma dan diagram alir [6]. Adapun Norazizi dan Adam yang menggunakan modul komunikasi berupa Modul GSM SIM900 sehingga

12 hasil output pembacaan sistem akan disalurkan melalui aplikasi SMS yang sudah tersedia secara langsung di setiap smartphone tanpa perlu diunduh terlebih dahulu [3]. Nuralam menggunakan LIFA (LabView Interface for

Arduino) yang diterapkan pada perangkat lunak LabView di komputer yang

khusus digunakan untuk pemrosesan dan visualisasi data dalam bidang akuisisi data, kendali, dan instrumentasi, serta otomasi industri [2].

Dengan menggunakan protokol Message Queuing Telemetry

Trasnport (MQTT) seperti pada penelitian Rizki Priya Pratama, dapat

melakukan pengontrolan sistem pencahayaan secara otomatis berdasarkan jadwal yang telah diatur pada aplikasi dan tersimpan dalam database SQLite [19]. Salah satu kelebihan dari MQTT adalah data yang ditransmisikan pada jaringan Wi-Fi, datanya tidak akan mudah rusak, dengan kata lain, untuk menggunakan platform ini haruslah menggunakan modul komunikasi yang menggunakan koneksi internet Wi-Fi [19].

Selain itu, terdapat perangkat lunak Blynk yang dapat diunduh pada

smartphone. Perangkat lunak ini dapat membentuk sebuah proyek sesuai

yang dibutuhkan peneliti dengan menambah widget seperti berbagai macam sakelar, timer, skala temperatur, dan lain-lain yang langsung dapat disesuaikan dengan pin output pada komponen sistem pengendali [16].

13

2.2. Dasar Teori

2.2.1. Sensor Cahaya Light Dependant Resistant (LDR)

Sensor merupakan salah satu dari empat buah elemen dari suatu sistem pengukuran, dimana struktur dari sebuah sistem pengukuran dapat digambarkan pada Gambar 2.1. berikut [20].

Gambar 2.1. Struktur Sistem Pengukuran [20]

Sensor dapat diartikan sebagai sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi besaran listrik seperti tegangan, resistansi, dan arus listrik, dalam satuan analog sehingga dapat dibaca oleh suatu rangkaian elektronik [21, 22]. Komponen ini biasa digunakan untuk mendeteksi sesuatu pada saat melaksanakan kegiatan pengukuran atau pengendalian, seperti mendeteksi temperatur, cahaya, kecepatan, jarak, ataupun mengukur magnitude (besaran) sesuatu [21]. Sifat sensor dibagi menjadi dua berdasarkan karakteristiknya yaitu [23].

1. Karakteristik Statik Sensor

Sifat statik dari sensor berhubungan dengan kelakuan sensor, yakni hasil sinyal keluaran pada keadaan tunak yang dicapai pada saat keluaran sensor tidak lagi berubah dengan asumsi waktu yang dicapai sudah cukup lama, setelah diberi masukan yang konstan.

14 a. Hubungan masukan dan keluaran sensor

Menggambarkan suatu bentuk hubungan matematis antara sinyal keluaran dan sinyal masukan, dimana secara ideal, variabel keluaran tidak dipengaruhi oleh gangguan.

b. Ketidaklinieran

Merupakan simpangan maksimum keluaran sensor dari suatu kondisi keluaran fungsi linier, yang diambil berdasarkan hasil-hasil pengukuran pada saat proses kalibrasi.

c. Batas Kerja (Range) dan Lebar Kerja (Span)

Batas kerja adalah batas nilai minimum dan maksimum masukan dari besaran yang terdeteksi oleh sensor serta nilai minimum dan maksimum dari sinyal keluaran sensor. Sementara lebar kerja adalah selisih antara sinyal masukan maksimum dan minimum.

d. Ketepatan dan Ketelitian

Ketepatan adalah derajat kesesuaian dari harga keluaran terhadap harga standar yang seharusnya. Sementara ketelitian adalah nilai kuantitatif yang menunjukkan kesesuaian hasil-hasil pengukuran yang berulang.

e. Sensitivitas dan Resolusi

Sensitivitas adalah perbandingan antara perubahan keluaran terhadap perubahan masukan. Sementara resolusi adalah nilai

15 perubahan masukan terkecil yang masih dapat dideteksi pada keluaran sensor.

f. Histerisis

Histerisis adalah suatu keadaan yang terjadi pada sensor dikarenakan keluaran sensor tidak mampu mengikuti perubahan masukan pada arah perubahan yang berbeda dikarenakan adanya suatu sifat kelembaman (inertia).

2. Karakteristik Dinamik Sensor

Sifat dinamik sensor berkaitan dengan kelakuan sensor, yakni pada perubahan sinyal keluaran sensor, pada waktu sesaat setelah diberikan sinyal masukan

a. Tanggapan Waktu

Merupakan karakteristik sensor terhadap masukan sinyal undak.

b. Tanggapan Frekuensi

Merupakan karakteristik sensor dari pemberian masukan sinusoidal.

Ada berbagai macam sensor yang dibedakan berdasarkan fungsi dan implementasinya, salah satunya yang dipakai dalam tugas akhir ini adalah sensor cahaya. Sensor cahaya atau sensor optik adalah sensor yang mendeteksi perubahan cahaya yang diperoleh dari sumber cahaya, pantulan cahaya, ataupun bias cahaya yang mengenai benda atau ruangan [22].

16 Sensor yang juga disebut sebagai fotoresistor memiliki 3 macam kategori sebagai berikut [21].

1. Sel Solar

Kategori ini memiliki cara kerja dengan mengubah energi cahaya yang mengenai sensor akan menyebabkan pergerakan elektron lalu mengubahnya menjadi energi listrik dan menghasilkan tegangan.

2. Fotolistrik

Prinsip kerja dari kategori sensor cahaya ini adalah berdasarkan pantulan yang disebabkan oleh perubahan jarak atau posisi suatu sumber sinar (laser atau inframerah) ataupun target pemantulannya, yang terdiri dari pasangan sumber dan penerima cahaya.

3. Fotokoduktif (fotoresistif)

Sensor cahaya ini memiliki prinsip kerja yakni semakin tinggi intensitas cahaya yang diterima sensor, maka akan semakin kecil pula nilai tahanan (resistansi) pada sel-sel nya. Salah satu jenis sensor dengan kategori ini adalah fotoresistor atau resistor peka cahaya yang dapat merujuk pada sensor Light Dependent Resistant (LDR), yaitu sebuah sensor yang berupa resistor yang peka terhadap cahaya, dan akan mengalami perubahan resistansi apabila mengalami perubahan cahaya yang diterima [24]. Pada umumnya, dalam kegelapan sensor LDR akan memiliki resistansi sekitar 5 kΩ, dengan pencahayaan matahari yang terang resistansi sensor LDR

17 sekitar 100 Ω, dan sekitar 5 kΩ pada cahaya normal dalam ruangan [25].

Gambar 2.2. Fotoresistor [22]

Sensor LDR pada umumnya terbuat dari cadmium sulfide dengan prinsip kerja yaitu semakin banyak energi cahaya yang mengenainya maka akan lebih banyak muatan yang dilepas sehingga arus listrik akan meningkat sementara resistansinya semakin berkurang [24].

Gambar 2.3. Sensor LDR dan Simbolnya [24]

2.2.2. Sistem Pengendali Mikrokontroler NodeMCU ESP8266

Mikrokontroler adalah sebuah komputer kecil dengan single

integrated circuit (IC) yang dilengkapi dengan prosesor, memori, dan pin input/ output [26]. Fungsi dari mikrokontroler adalah sebagai pencacah

(counter), pengkodean data masukan (input), logika decoder, sirkuit elektronik (flip-flop), pembangkit osilasi, dan timer [27]. Contoh dari sistem

18 pengendali mikrokontroler adalah perangkat keras Arduino dan NodeMCU ESP8266. Pada dasarnya, kedua mikrokontroler tersebut diperuntukkan untuk para pemula dan programmer untuk mendesain, merancang, dan merangkai rangkaian eletronika, baik yang terhubung dengan jaringan ataupun tidak, dimana pemrograman kedua perangkat keras ini dilakukan melalui perangkat lunak Arduino IDE [27].

Perangkat lunak Arduino IDE (Integrated Development Environment) berfungsi untuk membuat, membuka, dan mengedit source-code Arduino atau logika dan algoritma yang kemudian akan diunggah ke

dalam IC mikrokontroler yang terdapat pada perangkat keras Arduino [27]. Hanya saja, NodeMCU ESP8266 merupakan mikrokontroler yang telah dilengkapi dengan modul Wi-Fi ESP8266 sebagai sistem komunikasi perangkat dan memiliki konfigurasi pin yang sedikit berbeda dengan perangkat keras Arduino [28].

19 2.2.3. Sistem Komunikasi Nirkabel ESP8266

Sebuah sistem komunikasi adalah suatu kumpulan komponen yang terdiri dari sebuah stasiun pemancar (transmitter/ TX) dan sebuah stasiun penerima (receiver/ RX) yang terhubung melalui sebuah channel atau medium seperti kabel telefon, kabel koaksial, gelombang radio (Radio Frequency/ RF), dan fiber optic [29]. Sementara itu seperti namanya, komunikasi nirkabel atau komunikasi tanpa kabel akan mentransmisikan data maupun informasi antar perangkat jaringan komputer tanpa menggunakan kabel, melainkan menggunakan gelombang radio (RF) atau gelombang mikro [30]. Sistem komunikasi jenis ini memiliki keuntungan seperti memudahkan mobilisasi, kemudahan dalam proses instalasi serta biaya instalasi yang lebih rendah, dan terbebasnya perangkat jaringan dari lilitan kabel, namun sayangnya kerugian dari sistem komunikasi nirkabel adalah dapat menyebabkan gangguan kesehatan dan terjadinya interferensi radio yang disebabkan oleh pengaruh cuaca, gangguan dari perangkat nirkabel lainnya, serta adanya penghalang antara stasiun pemancar dan stasiun penerima seperti dinding, pepohonan, atau perbukitan [30, 31].

Terdapat 3 jenis klasifikasi sistem komunikasi nirkabel antara lain [31, 32]:

1. Sistem Komunikasi Satu Arah (Simplex)

Sistem komunikasi ini menggunakan frekuensi yang sama pada stasiun pemancar dan stasiun penerima sehingga pengiriman

20 komunikasi harus dilakukan secara bergantian. Contoh dari komunikasi satu arah adalah pager, televisi, dan radio.

2. Sistem Komunikasi Semi Dua Arah (Half-duplex)

Sistem komunikasi ini menggunakan dua frekuensi yang berbeda antara stasiun pemancar dan stasiun penerima namun, komunikasi tetap harus dilakukan secara bergantian. Contoh dari pemanfaatan sistem komunikasi semi dua arah adalah walkie-talkie dan mesin fax.

3. Sistem Komunikasi Dua Arah (Full-duplex)

Sama seperti sistem komunikasi dua arah, yang menggunakan dua frekuensi yang berbeda antar stasiunnya, namun pengiriman komunikasi sudah dapat dilakukan secara bersamaan. Akan tetapi, antena stasiun pemancar dan stasiun penerima harus dipisahkan pada jarak tertentu agar tidak ada gangguan penerimaan komunikasi pada saat pemancaran. Contoh pengaplikasian sistem komunikasi dua arah adalah telepon.

Sistem komunikasi nirkabel untuk area cakupan yang kecil atau kurang dari 100 meter disebut dengan WLAN (Wireless Local Area

Network), seperti IEEE (Institute of Electronics and Electrical Engineering)

802.11b atau yang biasa lebih dikenal dengan sebutan Wi-Fi (Wireless

Fidelity) yang dapat mengirimkan data mulai dari kecepatan 11 Mbps

hingga 54 Mbps. Adapun sistem komunikasi nirkabel untuk cakupan wilayah yang lebih kecil atau kurang dari 10 meter, disebut dengan WPAN

21 (Wireless Personal Area Network) seperti Bluetooth dengan kecepatan pengiriman data sebesar 1 Mbps [33, 34].

Gambar 2.5. Contoh Konfigurasi Bluetooth (Kiri) dan WLAN (Kanan) [35]

Namun seperti yang telah dibahas pada subbab 2.2.2. sebelumnya, terdapat papan mikrokontroler yang belum tersedia sistem komunikasi nirkabel, misalnya papan Arduino UNO, dan ada yang telah dilengkapi oleh sistem komunikasi nirkabel Wi-Fi misalnya NodeMCU ESP8266. Oleh karena itu, bagi perangkat keras yang belum dilengkapi oleh sistem komunikasi nirkabel, diperlukan sebuah modul tambahan yang dapat dikonfigurasikan baik pada perangkat keras maupun perangkat lunak Arduino. Salah satu jenis modul yang dapat digunakan adalah modul ESP8266, yang juga terdapat pada NodeMCU ESP8266, yang akan mengkoneksikan papan mikrokontroler dengan internet melalui jaringan Wi-Fi. Modul dengan tipe ESP8266-01 merupakan modul ESP8266 yang paling sederhana dengan 8 pin yaitu 4 pin untuk General Purpose Input/

Output (GPIO), pin serial komunikasi TX dan RX, pin power (CH_PD),

22

Gambar 2.6. Pin ESP8266-01 [37]

2.2.4. Website

Website adalah kumpulan halaman web yang berisi informasi dalam bentuk data digital yang terdapat dalam sebuah domain yang disediakan melalui jalur koneksi internet yang diakses melalui mesin pencarian dengan menggunakan protokol HTTP (Hypertext Transfer Protocol) [38]. Domain adalah nama unik yang diberikan untuk mengidentifikasi alamat IP (Internet

Protocol) server komputer di internet [39]. Berdasarkan sifatnya, web dibagi

kedalam beberapa jenis sebagai berikut [38]. 1. Web Statis

Jenis web yang berisi konten yang tidak akan berubah secara cepat dan mudah dimana perubahan hanya dapat dilakukan dengan mengubah secara langsung script atau file mentah pada isi atau data halaman pada web tersebut.

2. Web Dinamis

Jenis web yang berisi konten yang dapat diubah setiap waktu tanpa harus mengubah script atau file mentah pada isi atau data halaman web tersebut.

23 2.2.5. Pengukuran Tingkat Pencahayaan pada Ruang Laboratorium

Tingkat pencahayaan (E, kuat penerangan atau iluminansi) atau dalam bahasa Inggris disebut dengan illuminance, adalah arus cahaya (luminous flux) ( , satuan lumen) yang diterima bidang permukaan bola seluas S (satuan m2), sehingga permukaan tersebut menjadi terang [40]. Semakin besar arus cahaya , maka semakin besar tingkat pencahayaan pada permukaan S [41]. Sementara itu, semakin besar luas permukaan maka akan semakin rendah tingkat pencahayaan yang terdistribusi pada permukaan tersebut [42]. Persamaan untuk menghitung tingkat pencahayaan rata-rata (Erata-rata) adalah sebagai berikut [40].

... (1) dimana:

Erata-rata adalah tingkat pencahayaan rata-rata dengan satuan lux (lx)

adalah arus cahaya dengan satuan lumen S adalah luas permukaan dengan satuan m2

Sementara itu, berdasarkan SNI 03-6575-2001, tingkat pencahayaan pada suatu ruangan dapat diartikan sebagai tingkat pencahayaan rata-rata pada bidang kerja dengan bidang horizontal imajiner dan terletak 0.75 meter di atas lantai pada seluruh ruangan [1]. Tingkat pencahayaan (E) rata-rata berdasarkan SNI 03-6575-2001, dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut [1]:

24 dimana:

Erata-rata adalah tingkat pencahayaan rata-rata dengan satuan lux (lx)

Ftotal adalah arus cahaya total dari semua lampu yang menerangi

bidang kerja dengan satuan lumen

kp adalah koefisien penggunaan, yaitu perbandingan antara arus

cahaya yang sampai pada bidang kerja terhadap keluaran cahaya yang dipancarkan oleh total banyak lampu

kd adalah koefieisen depresiasi (penyusutan), yaitu perbandingan

antara tingkat pencahayaan pada instalasi pencahayaan yang telah digunakan setelah jangka waktu tertentu terhadap tingkat pencahayaan instalasi pencahayaan yang baru

A adalah luas bidang kerja dengan satuan m2

Saat ini, tingkat penerangan suatu ruangan tidak hanya dapat diukur melalui perhitungan tingkat penerangan seperti kedua persamaan di atas, melainkan dapat diukur menggunakan luxmeter. Luxmeter, atau digital light

meter, adalah sebuah alat ukur tingkat penerangan dalam suatu ruang yang

dilengkapi oleh sensor cahaya yang sangat sensitif terhadap perubahan jumlah cahaya yang diterima, dengan satuan ukuran berupa lux [42]. Baik melalui perhitungan dengan menggunakan persamaan maupun mengukur secara langsung menggunakan luxmeter, suatu ruangan dianjurkan untuk memiliki tingkat penerangan sesuai dengan standar yang berlaku. Tingkat pencahayaan minimum yang direkomendasikan di Indonesia terdapat pada SNI 03-6575-2001 mengenai Tata Cara Perancangan Sistem Pencahayaan

25 Buatan pada Bangunan Gedung, terutama ruang laboratorium adalah 500 lux dan dibatasi hingga 750 lux untuk menghindari kesilauan untuk luminansi dinding dengan langit-langit yang diijinkan [1].

Gambar 2.7. Tingkat Pencahayaan Minimum dan Renderasi Warna Ruang

Laboratorium yang Direkomendasikan [1]

Berdasarkan SNI 16-7062-2004 tentang Pengukuran Intensitas Penerangan di Tempat Kerja, prosedur pengukuran tingkat pencahayaan dibagi menjadi 2 jenis berdasarkan penentuan titik pengukuran, yaitu [43]:

1. Penerangan setempat

Pengukuran tingkat pencahayaan pada penerangan setempat dilakukan pada obyek kerja, yakni berupa meja kerja maupun peralatan. Apabila merupakan meja kerja, pengukuran dilakukan di atas meja yang ada.

26 2. Penerangan umum

Pengukuran tingkat pencahayaan pada penerangan umum dilakukan pada titik potong garis horizontal panjang dan lebar ruangan pada setiap jarak tertentu setinggi satu meter dari lantai. Jarak tertentu tersebut dibedakan berdasarkan luas ruangan sebagai berikut:

a. Luas ruangan kurang dari 10 meter persegi

Titik potong garis horizontal panjang dan lebar ruangan adalah pada jarak setiap satu meter.

b. Luas ruangan antara 10 meter persegi sampai 100 meter persegi

Titik potong garis horizontal panjang dan lebar ruangan adalah pada jarak setiap tiga meter.

c. Luas ruangan lebih dari 100 meter persegi

Titik potong garis horizontal panjang dan lebar ruangan adalah pada jarak setiap enam meter.

Untuk mendapatkan hasil pengukuran yang lebih akurat, pengambilan data dapat diambil secara berulang kali, kemudian dianalisis menggunakan persamaan-persamaan berikut [44, 45, 46, 47, 48]:

27 1. Persamaan untuk menghitung nilai benar atau nilai rata-rata

(mean)

Nilai benar dalam pengukuran tunggal adalah nilai pengukuran itu sendiri, namun jika dilakukan pengukuran berulang, maka nilai benar adalah nilai rata-rata dari hasil pengukuran.

̅

∑ ... (3) dimana:

adalah nilai benar

̅

adalah nilai rata-rata (mean) hasil pengukuran

∑

adalah jumlah nilai hasil pengukuran N adalah jumlah data sampel

2. Persamaan untuk menghitung nilai standar deviasi ( )

Standar deviasi (STD atau ) adalah ukuran jumlah variasi sekumpulan data, dimana semakin rendah nilai standar deviasi, maka semakin menunjukkan bahwa nilai-nilai cenderung dekat dengan rata-rata data hasil pengukuran.

√

∑ ( ̅)

... (4) Namun apabila sampel lebih kecil dari 30, maka persamaan nilai standar deviasi menjadi:

28 3. Persamaan untuk menghitung bias

Bias adalah nilai mutlak dari selisih antara nilai rata-rata dari pengukuran dengan nilai benar yang diterima. Semakin kecil nilai bias, maka semakin tinggi akurasi dari pengukuran.

| ̅|

...

(6)

4. Persamaan untuk menghitung akurasi

Alat ukur yang memiliki akurasi yang baik memiliki hasil pengukuran yang menunjukkan ketidakpastian yang kecil dan diukur dari seberapa dekat hasil ukur dengan nilai sebenarnya.

(

)

...

(7)

Akurasi juga dapat dihitung menggunakan persamaan berikut.

... (8) Sehingga nilai Error, atau ralat, yang merupakan simpangan atau selisih antara hasil ukur dengan hasil yang sebenarnya, dapat dicari dengan persamaan:

... (9) 5. Persamaan untuk menghitung presisi

Sebuah alat ukur yang presisi adalah jika dilakukan pengukuran besaran fisis tertentu secara berulang, mampu menghasilkan hasil ukur yang sama seperti sebelumnya, tanpa referensi yang sesuai dengan nilai sebenarnya.