Bagian ini menjelaskan berbagai jenis dan komponen sistim
pencahayaan.
1. Lampu Pijar (GLS)
Lampu pijar bertindak sebagai ‘badan
abu-abu’ yang secara selektif memancarkan radiasi, dan hampir seluruhnya
terjadi pada daerah nampak. Bola lampu terdiri dari hampa udara atau berisigas,
yang dapat menghentikan oksidasi dari kawat pijar tungsten, namun tidak akan menghentikan
penguapan. Warna gelap bola lampu dikarenakan tungsten yang teruapkan mengembun
pada permukaan lampu yang relatif dingin. Dengan adanya gas inert, akan
menekan terjadinya penguapan, dan semakin besar berat molekulnya akan makin
mudah menekan terjadinya penguapan. Untuk lampu biasa dengan harga yang murah,
digunakan campuran argon nitrogen dengan perbandingan 9/1. Kripton atau Xenon
hanya digunakan dalam penerapan khusus seperti lampu sepeda dimana bola
lampunya berukuran kecil, untuk mengimbangi kenaikan harga, dan jika penampilan
merupakan hal yang penting.
Gas yang terdapat dalam bola pijar
dapat menyalurkan panas dari kawat pijar, sehingga daya hantar yang rendah
menjadi penting. Lampu yang berisi gas biasanya memadukan sekering dalam kawat
timah. Gangguan kecil dapat menyebabkan pemutusan arus listrik, yang dapat menarik
arus yang sangat tinggi. Jika patahnya kawat pijar merupakan akhir dari umur
lampu, tetapi untuk kerusakan sekering tidak begitu halnya.
2. Lampu Tungsten--Halogen
Lampu halogen adalah sejenis lampu pijar. Lampu ini
memiliki kawat pijar tungsten seperti
lampu pijar biasa yang digunakan di rumah, tetapi bola
lampunya diisi dengan gas halogen.
Atom tungsten menguap dari kawat pijar panas dan bergerak
naik ke dinding pendingin bola
lampu. Atom tungsten, oksigen dan halogen bergabung pada
dinding bola lampu membentuk molekul oksihalida tungsten. Suhu dinding bola
lampu menjaga molekul oksihalida tungsten dalam keadaan uap. Molekul bergerak
kearah kawat pijar panas dimana suhu tinggi memecahnya menjadi terpisah-pisah.
Atom tungsten disimpan kembali pada daerah pendinginan dari kawat pijar – bukan
ditempat yang sama dimana atom diuapkan. Pemecahan biasanya terjadi dekat sambungan
antara kawat pijar tungsten dan kawat timah molibdenum dimana suhu turun secara
tajam.
Ciri-ciri
Efficacy – 12 lumens/Watt
Indeks Perubahan Warna – 1A
Suhu Warna - Hangat (2.500K – 2.700K)
Umur Lampu – 1-2.000 jam
3. Lampu Neon
3.1. Ciri-ciri lampu Neon
Lampu neon, 3 hingga 5 kali lebih
efisien daripada lampu pijar standar dan dapat bertahan 10 hingga 20 kali lebih
awet. Dengan melewatkan listrik melalui uap gas atau logam akan menyebabkan
radiasi elektromagnetik pada panjang gelombang tertentu sesuai dengan komposisi
kimia dan tekanan gasnya. Tabung neon memiliki uap merkuri bertekanan rendah,
dan akan memancarkan sejumlah kecil radiasi biru/ hijau, namun kebanyakan akan
berupa UV pada 253,7nm dan 185nm.
Bagian dalam dinding kaca memiliki
pelapis tipis fospor, hal ini dipilih untuk menyerap radiasi UV dan
meneruskannya ke daerah nampak. Proses ini memiliki efisiensi sekitar 50%.
Tabung neon merupakan lampu ‘katode panas’, sebab katode dipanaskan sebagai
bagian dari proses awal. Katodenya berupa kawat pijar tungsten dengan sebuah
lapisan barium karbonat. Jika dipanaskan, lapisan ini akan mengeluarkan
elektron tambahan untuk membantu pelepasan.
Lapisan ini tidak boleh diberi
pemanasan berlebih sebab umur lampu akan berkurang. Lampu menggunakan kaca soda
kapur yang merupakan pemancar UV yang buruk. Jumlah merkurinya sangat kecil,
biasanya 12 mg. Lampu yang terbaru menggunakan amalgam merkuri, yang kandungannya
sekitar 5 mg. Hal ini memungkinkan tekanan merkuri optimum berada pada kisaran
suhu yang lebih luas. Lampu ini sangat berguna bagi pencahayaan luar ruangan
karena memiliki fitting yang kompak.
Ciri-ciri
Efficacy –
18 lumens/Watt
Indeks Perubahan Warna – 1A
Suhu Warna –
Hangat (3.000K-3.200K)
Umur Lampu –
2-4.000 jam
Kekurangan
Lebih mahal
IR meningkat
UV meningkat
Masalah handling
Kelebihan
Lebih kompak
Umur lebih panjang
Lebih banyak cahaya
Cahaya lebih putih (suhu warna lebih tinggi)
3.2. Bagaimana lampu neon T12, T10,
T8, dan T5 bisa berbeda?
Keempat lampu tersebut memiliki
diameter yang beragam (berbeda sekitar 1,5 inchi, yaitu 12/8 inchi untuk lampu
T12 hingga 0,625 atau 5/8 inchi untuk lampu T5). Efficacy merupakan lain
yang membedakan satu lampu dari yang lainnya. Efficacy lampu T5 dan T8
lebih tinggi 5 persen dari lampu T12 yang 40-watt, dan telah menjadi pilihan
paling populer untuk pemasangan lampu baru.
3.3. Pengaruh suhu
Operasi lampu yang paling efisien dicapai
bila suhu ambien berada antara 20 dan 30°C untuk lampu neon. Suhu yang lebih
rendah menyebabkan penurunan tekanan merkuri, yang berarti bahwa energi UV yang
diproduksi menjadi semakin sedikit; oleh karena itu, lebih sedikit energi UV
yang berlaku sebagai fospor sehingga sebagai hasilnya cahaya yang dihasilkan
menjadi sedikit. Suhu yang tinggi menyebabkan pergeseran dalam panjang
gelombang UV yang dihasilkan sehingga akan lebih dekat ke spektrum tampak.
Makin panjang panjang gelombang UV akan makin sedikit pengaruhnya terhadap
fospor, dan oleh karena itu keluaran cahaya pun akan berkurang. Pengaruh
keseluruhannya adalah bahwa keluaran cahayanya jatuh diatas dan dibawah kisaran
suhu ambien yang optimal.
3.4. Lampu neon yang kompak
Lampu neon kompak yang tersedia saat
ini membuka seluruh pasar bagi lampu neon. Lampulampu ini dirancang dengan
bentuk yang lebih kecil yang dapat bersaing dengan lampu pijar dan uap merkuri
di pasaran lampu dan memiliki bentuk bulat atau segi empat. Produk di pasaran tersedia
dengan gir pengontrol yang sudah terpasang (GFG) atau terpisah (CFN).
4. Lampu Sodium
4.1. Lampu sodium tekanan tinggi
Lampu sodium tekanan tinggi (HPS)
banyak digunakan untuk penerapan di luar ruangan dan industri. Efficacy nya
yang tinggi membuatnya menjadi pilihan yang lebih baik daripada metal halida,
terutama bila perubahan warna yang baik bukan menjadi prioritas. Lampu HPS
berbeda dari lampu merkuri dan metal halida karena tidak memiliki starter
elektroda; sirkuit balas dan starter elektronik tegangan tinggi. Tabung
pemancar listrik terbuat dari bahan keramik, yang dapat menahan suhu hingga
2372F. Didalamnya diisi dengan xenon untuk membantu menyalakan pemancar
listrik, juga campuran gas sodium – merkuri.
Ciri-ciri
Halofosfat
Efficacy –
80 lumens/Watt (gir HF menaikan nilai ini sebesar 10%)
Indeks Perubahan Warna – 2-3
Suhu Warna –
apa saja
Umur Lampu –
7 - 15.000 jam
Tri-fosfor
Efficacy –
90 lumens/Watt
Indeks Perubahan Warna – 1A-1B
Suhu Warna –
apa saja
Umur Lampu –
7 - 15.000 jam
Ciri-ciri:
Efficacy – 60 lumens/Watt
Indeks Perubahan Warna –
1B
Suhu Warna –
Hangat, Menengah
Umur Lampu –
7 - 10.000 jam
4.2. Lampu sodium tekanan rendah
Walaupun lampu sodium tekanan rendah
(LPS) serupa dengan sistim neon (sebab keduanya menggunakan sistim tekanan
rendah), mereka umumnya dimasukkan kedalam keluarga HID.
Lampu LPS adalah sumber cahaya yang
paling sukses, namun produksi semua jenis lampunya berkualitas sangat jelek.
Sebagai sumber cahaya monokromatis, semua warna nampak hitam, putih, atau
berbayang abu-abu. Lampu LPS tersedia dalam kisaran 18-180 watt. Penggunaan lampu
LPS umumnya hanya untuk penggunaan luar ruang seperti penerangan keamanan atau jalanan
dan jalan dalam gedung, penggunaan watt nya rendah dimana kualitas warnanya
tidak penting (seperti ruangan tangga). Walau demikian, karena perubahan
warnanya sangat buruk, beberapa daerah tidak mengijinkan penggunaan lampu
tersebut untuk penerangan jalan raya.
Diagram Alir Energi Lampu Sodium
Tekanan Tinggi
Ciri-ciri
Efficacy –
50 - 90 lumens/Watt (CRI lebih baik, Efficacy lebih rendah)
Indeks Perubahan Warna – 1 – 2
Suhu Warna -
Hangat
Umur Lampu –
24.000 jam, perawatan lumen yang luar biasa
Pemanasan –
10 menit, pencapaian panas – dalam waktu 60 detik
Mengoperasikan sodium pada suhu dan tekanan
yang lebih tinggi menjadikan sangat
reaktif.
Mengandung 1-6 mg sodium dan 20mg merkuri
Gas pengisinya adalah Xenon. Dengan
meningkatkan jumlah gas akan menurunkan
merkuri, namun membuat lampu jadi sulit dinyalakan.
Arc tube (tabung pemacar cahaya) didalam bola
lampu mempunyai lapisan pendifusi
untuk mengurangi silau.
Makin tinggi tekanannya, panjang gelombangnya
lebih luas, dan CRI nya lebih baik,
efficacy nya lebih rendah.
Peralatan Energi Listrik: Pencahayaan
5. Lampu Uap Merkuri
Lampu uap merkuri merupakan model
tertua lampu HID. Walaupun mereka memiliki umur yang panjang dan biaya awal
yang rendah, lampu ini memiliki efficacy yang buruk (30 hingga 65 lumens
per watt, tidak termasuk kerugian balas) dan memancarkan warna hijau
pucat. Isu paling penting tentang lampu uap merkuri adalah bagaimana caranya
supaya digunakan jenis sumber HID atau neon lainnya yang memiliki efficacy dan
perubahan warna yang lebih baik. Lampu uap merkuri yang bening, yang
menghasilkan cahaya biru-hijau, terdiri dari tabung pemancar uap merkuri dengan
elektroda tungsten di kedua ujungnya. Lampu tersebut memiliki efficacy terendah
dari keluarga HID, penurunan lumen yang cepat, dan indeks perubahan warna yang rendah.
Disebabkan karakteristik tersebut, lampu jenis HID yang lain telah menggantikan
lampu uap merkuri dalam banyak penggunaannya. Walau begitu, lampu uap merkuri
masih merupakan sumber yang populer untuk penerangan taman sebab umur lampunya
yang mencapai 24.000 jam dan bayangan taman yang hijaunya terlihat seperti
gambaran hidup. Pemancar disimpan di bagian dalam bola lampu yang disebut
tabung pemancar. Tabung pemancar diisi dengan gas merkuri dan argon murni.
Tabung pemancar tertutup di dalam bola lampu yang berada diluarnya, yang diisi
dengan nitrogen.
Diagram alir energi
Ciri-ciri
Efficacy – 100 – 200 lumens/Watt
Indeks Perubahan Warna – 3
Suhu Warna – Kuning (2.200K)
Umur Lampu – 16.000 jam
Pemanasan – 10 menit, pencapaian panas –
sampai 3
menit
6. Lampu Kombinasi
Lampu kombinasi kadang disebut sebagai
lampu two-in-one. Lampu ini mengkombinasikan dua sumber cahaya yang
tertutup dalam satu lampu yang diisi gas. Salah satu sumbernya adalah tabung
pelepas merkuri kuarsa (seperti sebuah lampu merkuri) dan sumber lainnya adalah
kawat pijar tungsten yang disambungkan secara seri. Kawat pijar ini bertindak
sebagai balas untuk tabung pelepasan yang menstabilkan arus, jadi tidak
diperlukan balas yang lain. Kawat pijar tungsten digulung dengan susunan
melingkar pada tabung pelepasan dan dihubungkan dalam susunan seri. Lapisan bubuk
fluorescent diletakkan ke bagian dalam dinding lampu untuk mengubah
sinar UV yang dipancarkan dari tabung pelepas ke cahaya nampak. Pada penyalaan,
lampu hanya memancarkan cahaya dari kawat pijar tungsten, dan selama perjalanan
sekitar 3 menit, pemancar didalam tabung pelepas melesat mencapai keluaran
cahaya penuh. Lampu ini cocok untuk area anti nyala dan dapat disesuaikan
dengan perlengkapan lampu pijar tanpa modifikasi.
Ciri-ciri
Efficacy –
50 - 60 lumens/Watt ( tidak termasuk dari bagian L)
Indeks Perubahan Warna – 3
Suhu Warna –
Menengah
Umur Lampu –
16.000 – 24.000 jam, perawatan lumen buruk
Gir pengendali alat elektroda ketiga lebih
sederhana dan lebih mudah dibuat.
Beberapa negara telah menggunakan MBF
untuk penerangan jalan dimana lampu kuning SOX dianggap tidak pantas.
Tabung pemancar mengandung
100 mg gas merkuri dan argon. Pembungkusnya adalah pasir kwarsa.
Tidak terdapat pemanas awal
katoda, elektroda ketiga dengan celah yang lebih pendek untuk memulai pelepasan
Bola lampu bagian luar
dilapisi fospor. Hal ini akan memberi cahaya merah tambahan dengan menggunakan
UV, untuk mengkoreksi bias pelepasan
merkuri.
Pembungkus kaca bagian luar mencegah lepasnya
radiasi UV
Ciri-ciri
Nilainya biasanya 160 W
Efficacy 20 hingga 30 Lm/W
Faktor daya tinggi 0,95
Umur 8000 jam
7. Lampu Metal Halida
Halida bertindak sama halnya dengan
siklus halogen tungsten. Manakala suhu bertambah maka terjadi pemecahan senyawa
halida melepaskan logam ke pemancar. Halida mencegah dinding kuarsa diserang
oleh logam-logam alkali.
Diagram alir energi
Ciri-ciri
Efficacy –
80 lumens/Watt
Indeks Perubahan Warna – 1A –2 tergantung pada campuran halida
Suhu Warna –
3.000K – 6.000K
Umur Lampu –
6.000 – 20.000 jam, perawatan lumen buruk
Pemanasan –
2-3 menit, pencapaian panas – dalam waktu 10-20 menit
Pemilihan warna, ukuran,
dan nilainya lebih besar untuk MBI daripada jenis lampu lainnya. Jenis ini
merupakan versi yang dikembangkan dari dua lampu pelepas dengan intensitas
tinggi, dan cenderung memiliki efficacy yang lebih baik
Dengan menambahkan logam lain ke merkuri,
spektrum yang berbeda dapat dipancarkan
Beberapa lampu SBI
menggunakan elektroda ketiga untuk memulai penyalaan, namun untuk yang lainnya,
terutama lampu peraga yang lebih kecil, memerlukan denyut penyalaan tegangan
tinggi
8. Lampu LED
Lampu LED merupakan lampu terbaru yang
merupakan sumber cahaya yang efisien energinya. Ketika lampu LED memancarkan
cahaya nampak pada gelombang spektrum yang sangat sempit, mereka dapat
memproduksi “cahaya putih”. Hal ini sesuai dengan kesatuan susunan
merah-biruhijau atau lampu LED biru berlapis fospor. Lampu LED bertahan dari
40.000 hingga 100.000 jam tergantung pada warna. Lampu LED digunakan untuk
banyak penerapan pencahayaan seperti tanda keluar, sinyal lalu lintas, cahaya
dibawah lemari, dan berbagai penerapan dekoratif.
Walaupun masih dalam masa
perkembangan, teknologi lampu LED sangat cepat mengalami kemajuan dan
menjanjikan untuk masa depan. Pada cahaya sinyal lalu lintas, pasar yang kuat untuk
LED, sinyal lalu lintas warna merah menggunakan lampu 10W yang setara dengan
196 LEDs, menggantikan lampu pijar yang menggunakan 150W. Berbagai perkiraan
potensi penghematan energi berkisar dari 82% hingga 93%. Produk pengganti LED,
diproduksi dalam berbagai bentuk termasuk batang ringan, panel dan sekrup dalam
lampu LED, biasanya memiliki kekuatan 2-5W masing-masing, memberikan
penghematan yang cukup berarti dibanding lampu pijar dengan bonus keuntungan
masa pakai yang lebih lama, yang pada gilirannya mengurangi perawatan.
9. Komponen Pencahayaan
9.1. Luminer/ Reflektor
Elemen yang paling penting dalam perlengkapan cahaya,
selain dari lampu, adalah reflector.
Reflektor berdampak pada banyaknya cahaya lampu mencapai
area yang diterangi dan juga pola distribusi cahayanya. Reflektor biasanya
menyebar (dilapisi cat atau bubuk putih sebagai penutup) atau specular (dilapis
atau seperti kaca). Tingkat pemantulan bahan reflektor dan bentuk reflektor
berpengaruh langsung terhadap efektifitas dan efisiensi fitting.
Reflektor konvensional yang menyebar memiliki tingkat pemantulan 70-80% apabila
baru. Bahan yang lebih baru dengan daya pemantulan yang lebih tinggi atau
semi-difusi memiliki daya pemantulan sebesar 85%. Pendifusi/Diffuser konvensional
menyerap cahaya lebih banyak dan menyebarkannya daripada memantulkannya ke area
yang dikehendaki. Lama kelamaan nilai daya pantul dapat berkurang disebabkan
penumpukan debu dan kotoran dan perubahan warna menjadi kuning disebabkan oleh
sinar UV. Reflektor specular lebih efektif dimana pemantul ini memaksimalkan
optik dan daya pantul specular sehingga membiarkan pengontrolan cahaya
yang lebih seksama dan jalan pintas yang lebih tajam. Dalam kondisi baru, lampu
ini memiliki nilai pantul sekitar 85-96%. Nilai tersebut tidak berkurang
seperti pada reflektor konvensional yang berkurang karena usia. Bahan yang umum
digunakan adalah alumunium yang diberi perlakuan anoda (nilai pantul 85-90%)
dan lapisan perak yang dilaminasikan ke bahan logam (nilai pantul 91-95%).
Menambah (atau melapisi) alumunium dilakukan untuk mencapai nilai pantul lebih kurang
88-96%. Lampu harus tetap bersih agar efektif, reflektor optik kaca tidak boleh
digunakan dalam peralatan yang terbuka di industri dimana peralatan tersebut
mungkin akan terkena debu.
9.2. Gir
Gir yang digunakan dalam peralatan pencahayaan adalah
sebagai berikut:
Balas: Suatu alat yang membatasi
arus, untuk melawan karakteristik tahanan negatif dari
berbagai lampu pelepas. Untuk lampu neon, alat ini
membantu meningkatkan tegangan awal
yang diperlukan untuk memulai penyalaan.
Ignitors: Digunakan untuk
penyalaan awal lampu Metal Halida dan uap Sodium intensitas
tinggi
0 komentar:
Posting Komentar