Rancang Bangun Perangkat Lunak Perencanaan Pencahayaan Buatan
Pada Ruangan
Anggoro Suryo Pramudyo
pramudyo3@yahoo.com
Suhendar
suhendar@ft-untirta.ac.id
Fauzan Azima
fauzan.azima88@gmail.com
Jurusan Teknik Elektro Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
Jl. Jend. Sudirman km.3 Cilegon – Indonesia
Abstrak
Cahaya merupakan aspek yang sangat penting bagi manusia dalam beraktifitas, karena pencahayaan yang tidak sesuai standar dapat menimbulkan permasalahan, terlebih untuk aktifitas yang membutuhkan ketelitian tinggi. Proses perhitungan kebutuhan pencahayaan secara manual memiliki langkah-langkah perhitungan yang panjang dan pembacaan tabel yang menuntut ketelitian tinggi agar tidak terjadi kesalahan pembacaan. Oleh karena itu, dibuatlah sebuah perangkat lunak yang bertujuan untuk mempermudah perhitungan kebutuhan pencahayaan sesuai dengan standar yang ada. Perangkat lunak ini dibuat menggunakan bahasa pemrograman PHP dan MySQL sebagai basis data. Masukan yang digunakan adalah kegunaan ruangan, tipe dan jumlah lampu per armatur, warna ruangan, dan ukuran ruangan. Keluaran dari perangkat lunak ini adalah kebutuhan titik lampu berdasarkan tipe lampu dan total daya yang diurutkan dari yang paling kecil hingga paling besar. Hasil dari pengujian menunjukan bahwa keluaran yang dihasilkan perangkat lunak memiliki perbedaan sebesar 0,01 sampai 0,02 dibandingkan dengan perhitungan secara manual untuk jumlah titik, tetapi tidak ada perbedaan jika sudah dibulatkan dan tidak ada perbedaan untuk total daya.
1. Pendahuluan
Cahaya merupakan aspek yang sangat penting bagi manusia untuk beraktifitas karena pencahayaan yang tidak memenuhi standar dapat menimbulkan permasalahan, terlebih ketika aktifiktas yang dilakukan membutuhkan ketelitian tinggi. Penerangan yang buruk
dapat mengakibatkan kelelahan mata dengan berkurangnya daya efisiensi kerja, kelelahan mental, keluhan-keluhan pegal di daerah mata dan sakit kepala sekitar mata, kerusakan alat pengelihatan, dan meningkatnya kecelakaan serta berkurangnya produktifitas [1].
Kelelahan mata adalah ketegangan pada mata dan disebabkan oleh penggunaan indera pengelihatan dalam bekerja yang memerlukan kemampuan untuk melihat dalam jangka waktu yang lama dan biasanya disertai dengan kondisi pandangan yang tidak nyaman [2]. Oleh karena itu, perencanaan pencahayaan harus sangat diperhatikan, juga harus memenuhi standar dan pedoman pencahayaan yang ada.
Penerangan yang baik adalah penerangan yang memungkinkan orang dapat melihat objek yang dikerjakan secara jelas, cepat dan tanpa upaya-upaya yang tidak perlu [1]. Perancanaan penerangan harus mempertimbangkan faktor intensitas penerangan di bidang kerja, karena perbedaan penggunaan ruangan memerlukan intensitas penerangan yang juga berbeda. Pencahayaan adalah jumlah penyinaran pada suatu bidang kerja yang diperlukan untuk melaksanakan kegiatan secara efektif [3].
Dalam perencanaan pencahayaan secara manual, memiliki langkah-langkah dan perhitungan yang panjang dan pembacaan tabel yang memerlukan ketelitian dan kesabaran agar tidak terjadi kesalahan dalam pembacaan, sehingga proses perencanaan secara manual ini sangat menyita waktu. Oleh karena itu, perancangan perangkat lunak ini dirasa penting mengingat kebutuhan pencahayaan yang sifatnya krusial untuk aktifitas manusia, dan untuk mengoptimalkan perencanaan pencahayaan suatu ruangan. Dengan perangkat lunak ini orang awam pun dapat merencanakan pencahayaan pada ruang baru dengan sesuai standar.
2. Landasan Teori
2.1. Intensitas Penerangan
Intensitas penerangan yang diperlukan ikut ditentukan oleh sifat pekerjaan yang dilakukan. Suatu bagian mekanik halus misalnya, akan memerlukan intensitas penerangan yang jauh lebih besar daripada yang diperlukan suatu galangan kapal.
Intesitas penerangan E dinyatakan dalam satuan
lux, sama dengan jumlah lm/m2. Jadi flux cahaya yang
diperlukan untuk suatu bidang kerja seluas A m2 ialah :
(1)
Keterangan : Φ
E A
= Flux cahaya diperlukan = Intensitas penerangan = Luas bidang kerja
Flux cahaya yang dipancarkan lampu-lampu tidak semuanya mencapai bidang kerja. Sebagian flux cahaya itu akan dipancarkan ke dinding dan langit-langit. Karena itu untuk menentukan flux cahaya yang diperlukan harus diperhitungkan efisiensi atau rendemennya.
(2) Keterangan :
η = Efisiensi
Φg = flux cahaya yang dipancarkan oleh semua sumber cahaya yang ada dalam ruangan. Φo = flux cahaya berguna yang mencapai bidang
kerja, langsung atau tak langsung setelah dipantulkan oleh dinding atau langit-langit.
2.2. Efisiensi Penerangan
Dari persamaan (1) dan (2), didapat rumus flux cahaya sebagai berikut :
(3)
Keterangan :
A = Luas Bidang kerja dalam m2
E = Intensitas penerangan yang diperlukan di bidang kerja
Untuk menentukan efisiensi penerangannya harus diperhitungkan :
a) Efisisensi atau rendemen armaturnya (v)
b) Faktor refleksi dindingnya (rw), faktor refleksi langit-langitnya (rp), dan faktor refleksi bidang pengukurnya (rm)
c) Indeks ruangannya
2.3. Indeks Ruangan
Indeks ruangan atau indeks bentuk k menyatakan perbandingan antara ukuran-ukuran utama suatu ruangan berbentuk bujur sangkar. Dapat dirumuskan menjadi :
(4) Keterangan :
p = Panjang ruangan dalam m l = Lebar ruangan dalam m
h = Tinggi sumber cahaya di atas bidang kerja, dinyatakan dalam m
Bidang kerja adalah suatu bidang khayalan umumnya 0,8 m di atas lantai. Kalau nilai k yang diperoleh tidak terdapat dalam tabel, efisiensi penerangannya dapat ditentukan dengan interpolasi. Kalau misalnya k = 4,5 maka untuk η diambil nilai tengah antara nilai-nilai untuk k = 4 dan k = 5. Untuk k yang melebihi 5, diambil nilai η untuk k = 5, sebab untuk k di atas 5, efisiensi penerangannya hampir tidak berubah lagi.
Tabel 1. Efisiensi armatur penerangan langsung [4]
Tabel 2. Intensitas penerangan yang dibutuhkan berdasarkan sifat pekerjaan
Sifat Pekerjaan Penerangan sangat baik Penerangan baik
Kantor
Ruang gambar 2000 1000
Ruang kantor 1000 500
Ruang yang tidak
Sifat Pekerjaan Penerangan sangat baik Penerangan baik
Ruang sekolah
Ruang kelas 500 250
Ruang gambar 1000 500
Ruang untuk pelajaran
jahit-menjahit 1000 500
Industri
Pekerjaan yang sangat halus (pembuatan jam tangan, instrumen kecil, mengukir).
5000 2500 Pekerjaan halus (pekerjaan
pemasangan halus, penyetelan mesin bubut halus, kempa halus, poles).
2000 1000 Pekerjaan biasa (bor,
bubut kasar, pemasangan biasa).
1000 500 Pekerjaan kasar
(menempa, menggiling). 500 250
Toko
Ruang jual dan pamer :
Toko-toko besar 1000 500
Toko-toko lain 500 250
Etalase :
Toko-toko besar 2000 1000
Toko-toko lain 1000 500
Masjid, gereja, dan
sebagainya 250 125 Rumah tinggal Kamar tamu Penerangan setempat (bidang kerja) 1000 500 Penerangan umum, suasana 100 50 Dapur Penerangan setempat 500 250 Penerangan umum 250 125 Ruangan-ruangan lain
Kamar tidur, kamar mandi, kamar rias
(penerangan setempat) 500 250
Gang, tangga, gudang,
garasi 250 125
Penerangan setempat 500 250
Sifat Pekerjaan Penerangan sangat baik Penerangan baik untuk pekerjaan ringan
(hobi, dan sebagainya)
Penerangan umum 250 125
Dari persamaan-persamaan (1) sampai dengan (4) didapatkan rumus :
(5) Keterangan :
n = Jumlah titik
E = Intensitas penerangan yang diperlukan
A = Luas bidang kerja
Φarmatur = Total lumen per titik lampu
η = Efisiensi armatur
2.4. PHP
PHP : Hypertext Preprocessor merupakan salah satu bahasa pemrograman yang digunakan untuk membuat sebuah perangkat lunak berbasis web. Bahasa pemrograman yang pada awalnya merupakan singkatan dari Personal Home Page ini dikembangkan oleh Rasmus Lerdorf pada tahun 1995. Karena PHP merupakan turunan dari bahasa pemrograman C, maka dalam segi tata tulis bahasa tidak jauh berbeda dengan bahasa C.
Saat ini PHP tersedia untuk versi 5.5.8. Dengan memiliki kelebihan yang antara lain adalah merupakan bahasa yang open source, PHP menjadi bahasa pemrogram untuk berbasis web yang paling populer dari bahasa pemrograman lainnya.
2.5. MySQL
MySQL merupakan salah satu perangkat lunak yang termasuk ke dalam kategori relational database
management system (RDBMS). Perangkat lunak ini
dikembangkan oleh sebuah perusahaan asal Swedia, yaitu MySQL AB, dengan pendirianya David Axmark, Allan Larsson, dan Michael “Monty” Widenius. Versi pertama dirilis pada tanggal 23 Mei 1995.
MySQL merupakan pilihan populer untuk aplikasi berbasis web, karena pada awal kehadirannya, perangkat lunak ini sudah dalam satu paket dengan perangkat lunak lain, yang disebut LAMP (Linux, Apache, MySQL, Perl/PHP/Phyton). Meskipun demikian, MYSQL dapat dikolaborasikan dengan bahasa pemrograman lainnya, termasuk bahasa pemrograman berbasis desktop.
3. Rancangan Perangkat Lunak
Perangkat lunak dirancang hanya satu halaman. Di halaman tersebut tersedia form input parameter perhitungan yang terdiri atas jenis ruangan, merk lampu, jumlah lampu per armatur, faktor refleksi di langit-langit dan dinding, panjang ruangan, lebar ruangan, dan tinggi ruangan. Parameter-parameter tersebut akan diolah untuk mendapatkan data tentang daya total tiap jenis lampu. Setelah perhitungan tiap jenis lampu selesai, maka akan ditampilan secara keseluruhan berdasarkan total daya dari yang terkecil hingga terbesar. Selain itu, ditampilkan pula jumlah titik lampu yang dibutuhkan untuk tiap jenis lampu.
Basis data digunakan untuk menyimpan data lampu yang terdiri atas merk, nama lampu, lumen, dan daya. Dalam satu kali perhitungan, hanya satu merk yang akan diproses. Selain data lampu, disimpan juga data tentang intensitas cahaya yang dibutuhkan untuk tiap-tiap jenis penggunaan ruangan. Tidak ada hubungan secara langsung antara table lampu dan table ruangan.
Gambar 1. Diagram alir perangkat lunak
4. Hasil dan Pembahasan
Dalam perencanaan pencahayaan buatan terdapat beberapa parameter yang diperlukan dalam perhitungan. Kebutuhan ruangan, ukuran ruangan, faktor refleksi ruangan, ukuran ruangan, jenis lampu, dan jenis armatur.
Contoh perencanaan sebagai berikut :
Diinginkan sebuah ruangan gambar dengan panjang 8 m, lebar 5 m, dan tinggi 3,2 m, menggunakan jenis lampu Osram Lumilux T5 HO 49W 2 lampu per armatur, dinding dan langit-langit berwarna cerah. Dengan data yang telah disebutkan, kebutuhan titik pencahayaan untuk ruangan tersebut dapat dicari dengan rumus sebagai berikut.
• Ruang Gambar = 1000 Lux
• Osram Lumilux T5 HO 49W = 4900 Lumen
• 2 Lampu per titik = 4900 x 2
= 9800 Lumen
• rp = 0,7; rw = 0,5; rm = 0,1
• Panjang = 8 m, Lebar = 5 m, Tinggi = 3,2 m • Bidang kerja umumnya 0,8 m
Tentukan Indeks Bentuk Ruangan (k) :
Tentukan Efisiensi Penerangan (η), ditentukan menggunakan interpolasi berdasarkan tabel 1.
k = 1,2 : η = 0,52 k = 1,5 : η = 0,56
Jadi titik lampu yang dibutuhkan dapat dicari dengan :
E = 1000 Lux
A = 40 m2
Tampilkan daftar lampu berdasarkan
total daya yang paling kecil Hitung total daya berdasarkan
d = 0,8
armatur = 9800 Lumen
η = 0,5309
sehingga :
Dengan perhitungan manual jumlah titik lampu yang dibutuhkan adalah 9,6101 dibulatkan menjadi 10 titik. Selanjutnya jumlah titik ini dikali dengan daya masing-masing lampu yang ada di basis data, kemudian diurutkan berdasarkan jumlah daya yg paling kecil.
Tampilan program :
Gambar 2. Form input parameter perhitungan
Gambar 3. Tampilan hasil perhitungan
Dari hasi perhitungan dapat diketahui bahwa jumlah titik tidak linier dengan total daya, sehingga dengan menggunakan perangkat lunak ini pengguna
dapat memutuskan untuk memilih lampu yang sesuai dengan kebutuhan.
5. Kesimpulan dan Saran
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan data yang didapat dari beberapa tahapan pengujian dapat ditarik kesimpulan tentang penelitian yang dilaksanakan yaitu :
1. Sistem yang dikembangkan mampu mengolah data yang diinginkan oleh user dalam menentukan kebutuhan pencahayaan dengan standar yang ada, serta memiliki perbandingan yang kecil dengan perhitungan manualnya. Sehingga sistem ini dapat digunakan dalam perancangan pencahayaan. 2. Perubahan parameter faktor refleksi dan kegunaan
ruangan sangat berpengaruh dengan hasil kebutuhan pencahayaan yang dibutuhkan.
3. Perbandingan selisih hasil sistem dan perhitungan manual untuk jumlah titik tidak lebih dari 0,1.
5.2. Saran
Saran-saran untuk pengembangan perangkat lunak ini adalah :
1. Agar sistem dapat digunakan untuk berbagai sistem penerangan, tidak hanya untuk sistem penerangan langsung.
2. Menggunakan database yang lebih lengkap untuk merek, tipe, dan jenis lampu.
3. Diharapkan sistem yang berikutnya dapat menampilkan layout ruangan beserta titik armaturnya agar mempermudah penentuan letak. 4. Agar pada sistem selanjutnya hasil akhir dari sistem
menghasilkan tidak hanya berupa kebutuhan titik akan tetapi harga dari lampu juga.
6. Daftar Pustaka
[1] Suma’mur, PK. 2009. Higene Perusahaan dan Kesehatan Kerja, Jakarta. Sagung Seto.
[2] Pheasant, S, 1991. Ergonomics, Work and Health. Maryland. Aspen Publisher.
[3] DEPKES RI, 2003. KEPUTUSAN MENTERI
KESEHATAN NOMOR 1202/MENKES/SK/VIII/2003. [4] E. Setiawan dan P. Van Harten, 1986, “Instalasi Listrik
