Pengaturan Penerangan

Pada beberapa penggunaan penerangan diperlukan pengaturan terhadap kuantitas besaran cahaya, misalnya pada, teater, bioskop, studio film dan tv, auditorium, lampu hias, reklame atau sistem penerangan di luar ruangan lainnya. 

Distribusi cahaya suatu sumber penerangan dapat diatur menggunakan armatur sebagai perangkat optis sedangkan kuantitas cahaya dapat diatur dengan rangkaian pengatur.

Armatur berfungsi sebagai distributor, filter atau pentransfer cahaya yang dipancarkan oleh satu atau beberapa lampu dari suatu sumber cahaya, untuk memasang dan melindungi lampu termasuk untuk menyambungkan dengan sumber lisrik.

Ketentuan untuk armatur sebagaimana disebutkan pada PUIL 87:

Pasal 510.C.1:

Armatur penerangan di tempat lembab, basah, sangat panas, atau mengandung bahan korosi, harus terbuat dari bahan yang memenuhi syarat bagi pemasangan di tempat itu dan harus dipasang sedemikian rupa sehinga air tidak dapat masuk atau berkumpul dalam jalur penghantar, fiting lampu, atau bagian Listrik lainnya.

Pasal 510.A.5:

Armatur penerangan harus terisolasi dari bagian lampu dan fiting lampu yang bertegangan.

Pengaturan distribusi cahaya berkaitan dengan optikk menggunakan armatur dan untuk itu armatur memungkinkan dilengkapi dengan perangkat optik, reflektor, lensa dan refraktor, diluser, filter.

Disain benuk geometri reflektor dapat memperngaruhi distribusi cahaya sedangkan perangkat optik lainnya berpengaruh terhadap keluaran cahaya setelah melewati perangkat optik tersebut (kuantitas cahaya yang dihasilkan lampu tidak berubah).

Pengaturan kuantitas cahaya dapat pula menggunakan rangkaian pengaturan tegangan, arus masukan untuk lampu, maupun sudut penyulutan. Berbeda dengan pengaturan optik rangkaian pengatur memungkinkan mengatur kuantitas cahaya yang dihasilkan lampu.

Reflektor

Reflektor untuk kelengkapan armatur menentukan disribusi cahaya yang dihasilkan lampu di dalamnya karena faktor reflekansi bahan. Patulan atau refleksi adalah sutu terminologi umum yang menjelaskan proses di mana sebagian arus cahaya tiba pada permukaan suatu bidang dan tidak dapat menembus bidang tersebut.

Terdapat 3 macam pantulan yaitu:

Pantulan teratur

Pantulan difus arah baur

Pantulan menyebar

Pada reflektansi teratur sudut datang maupun sudut pergi sama besarnya, bahan teratur antara lain: kaca dilapis perak, metal yang dipoles, lembar alumunium, dan stain less steel.

Reflektansi (kemampuan memantulan cahaya) berbagai bahan spekular ditunjukan pada tabel dibawah.

Tabel reflektasi bahan-bahan spekular

Bahan	Pengerjaan Akhir	Reflektansi
Alumunium-umum	Poles dan anodaising	0,7
Alumunium kemurnian tinggi (diatas 99%)	Poles dan anodaising	0,8
Perak	Poles dan anodaising	0,9
Gelas dan plastic	Alumunisasi	0,85 hingga 0,88
Kromium	Poles	0,65
Baja stainless	Poles	0,6

Pantulan difus dapat dihasilkan dari permukaan reflektor yang dibuat, dari partikel-partikel kristal kecil.

Tabel bahan reflector difus

Bahan	Pengerjaan akhir	Reflektasi
Baja	Dicat putih yang mengkilap	Hingga 0,84
Plastic	Putih mengkilap	Hingga 0,9

Pada pantulan menyebar tidak terdapat image gelas pada armatur pantulan menyebar terjadi bila permukaan reflektor terbuat dari aluminium dipoles atau bahan sejenisnya yang disikat, dietsa, pebbled atau corugated.

Tabel bahan reflektor menyebar

Alumunium	Pengerjaan akhir	Reflektansi
Alumunium	Peened Etsa Sikat	0,7 hingga 0,8 0,7 hingga 0,85 0,55 hingga 0,58
Kromium	Satin	0,5 hingga 0,55
Baja	Cat alumunium	0,6 hingga 0,7

Refraksi adalah pembelokan cahaya yang melewati suatu medium ke medium lainnya, misalnya pembelokan cahaya dari sumber cahaya melewati gas di dalam lampu kemudian melewati penutup armatur.

Karena adanya pengaruh media yang di lalui cahaya, maka terdapat besaran yang disebut indeks refraksi yaitu perbandingan kecepatan cahaya pada udara vakum dengan kecepatan cahaya melaui media tersebut seperti ditunjukan pada Tabel dibawah:

Nama Bahan	Indeks
Kaca crown	1,48-1,61
Kaca flint	1,53-1,96
Kaca kapur soda	1,51
Kaca timbal	1,53-1,67
Kaca borosilikat	1,48
Kaca alumuniumsilikat	1,54
Akrilik	1,49
Kuarsa	1,54

Pengaturan Cahaya Lampu

Pengaturan kuantitas pencahayaan sumber penerangan (lampu) terhadap besaran listrik sering disebut peredup (dimmer). Pada prinsipnya pereduan cahaya lampu adalah mereduksi arus cahaya yang dikeluarkan lampu.

Peredup mernanfaatkan rangkaian kelistrikan menggunakan prinsip-prinsip: pengaturan tegangan masukan, pengaturan arus, dan pengaturan sudut penundaan. Untuk mengatur tegangan input lampu menggunakan resistor variabel (menyebabkan kerugian tegangan) atau kumparan induktif sehingga tegangan yang masuk ke lampu berkurang sedangkan untuk mengatur arus dapat digunakan tansformator variabel.

Tabel karakteristik, jenis, dan perangkat pengatur

Jenis kontrol	Tegangan	Arus	Penundaan sudut pengaturan
Perangkat kontrol	Travo variable	Resistor variable	Penguat magnetic	Thyristor atau regulator
Karakteristik	Efisiensi baik	Efisinsi jelek	Efisiensi baik, tidak	Efisiensi baik, tidak
Range daya	Dapat dioperasikan hingga 5kVA	Hanya untuk 1 lampu	2,5 hingga 10 kVA`	2,5, 5,7 dan 10 kVA
Prospek	Hanya untuk lampu yang disuplaidc	Hanya untuk keperluan khusus dc	Lebih tepat untuk lampu pijar	Untuk segala lampu

Pengaturan Tegangan

Untuk pengaturan tegangan dapat digunakan tansformator (termasuk yang intinya berbentuk toroida) atau rheostat (tahanan geser), sumber cahaya daya rendah (law power light source). lampu pijar yang bekerja dengan +12% tegangan nominal akan menyerap arus ±30, tetapi keluaran cahayanya hampir nol.

Grafik arus dan daya arus cahaya sebagai fungsi tegangan kerja pada lampu pijar

Untuk TL yang memiliki katoda panas, nilai puncak tegangan kerja pada masing-masing setengah gelombang harus lebih kecil dari 200 volt. Sebab kalau lebih dari itu dapat menyebabkan kerusakan lampu.

Pengaturan tegangan pada TL dinyatakan tidak layak jika perbandingan arus cahayanya dengan arus cahaya norrnal adalah 1 dibanding 10. Disamping untuk TL pengaturan tegangan dapat dilakukan terhadap lampu-lampu pelepasan gas lainya.

Pengaturan Arus

Pengaturan arus menggunakan impedansinya balast adalah tidak ekonornis karena sangat dipengaruhi beban, akan te!adi kerugian tegangan besar pada beban yang besar.

Dasar sistem pengaturan arus terhadap lampu saat ini adalah pengaturan menggunakan sudut penundaan (delay angle). Alat yang tepat saat ini adalah alat peredup menggunakan thyristor atau triac yang memungkinkan disulut pada sudut yang dikehendaki.

Pemotongan Gelombang

Pengaturan terhadap lampu listrik dapat dilakukan dengan pemotongan gelombang sinusoida. Pemotongan terhadap gelombang sinus menyebabkan nilai efektif arus berkurang sehingga lampu menjadi redup.

Pemotongan gelombang sinusoida dapat dilakukan menggunakan penguat amplier magnetik ataupun thyristor atau triac (rangkaian chapper) seperti dijelaskan pada pembahasan di bawah ini.

Penguat Magnetik

Penguat magnetik merupakan alat yang dapat digunakan mengontrol penerangan sebagai dimmer. Walaupun belakangan ini penggunaan penguat magnetik terdesak dengan penggunaan thyristor dan triac (dikarenakan konstruksi penguat magnetik kurang praktis).

Penguat magnetik terdiri dari 2 induktor masing-masing terdiri dari sebuah belitan beban, belitan pengatur, dan belitan pelengkap (belitan bias). Belitan beban dihubungkan dengan sumber ac dan beban (lampu) sedangkan beiitan pengatur dan belitan pelengkap dihubungkan dengan sumber dc.

Belitan pengatur berfungsi mengatur saturasi kemagnetan sedangkan belitan pelengkap digunakan untuk mengatasi perubahan tegangan sekaligus menentukan titik pemotongan.

Masing-masing induktor dihubungkan dengan penyearah (diode) sehingga hanya 1/2 gelombang bolak-balik dari arus beban yang mengalir melalui masing-masing cabang rangkaian.

Pengaturan akan efektif-nya tegangan input menggunakan arus searah (V_d) yang berfungsi mengatur saturasi kemagnetan inti induktor. Dengan cara menambahkan arus pengatur maka impedansi penguat magnetik diperkecil, dengan demikian arus beban naik sehigga lampu menyala lebih terang.

Demikian sebaliknya untuk meredupkan nyala lampu dengan cara memperkecil sebagian dari arus beban digunakan untuk membuat inti magnet saturasi sehingga arus yang mengalir ke lampu berkurang dan akibatnya arus cahaya lampu mernjadi kecil.

Penguat magnetik tidak terpengaruh variasi beban karena keberadaan belitan pelengkap. Tegangan input belitan pelengkap sebesar V_b yang berfungsi untuk pemotongan gelombang pada titik yang dikehendaki. Besarnya sudut pemotongan berkisar antara 0 derajat hingga 90 derajat.

b. Rangkaian thyristor atau triac

Peredup menggunakan thyristor atau triac digunakan untuk mengontrol sudut penundaan yang menentukan kuantitas pemotongan gelombang sinusoida. Pada peredup thyristor dipasang thyristor hubungan inverseparalel pada blok rangkaian beban sehingga masing-masing thyristor beroperasi setiap 1/2 gelombang tegangan ac.

Artinya pada ½ gelombang pertama anggap positif yang beroperasi thyristor pertama dan setengah gelombang berikutnya negatifl yang beroperasi thyristor ke dua. Dengan demikian maka pemotongan gelombang tergantung saat penyaluran yang dilakukan pada interval waktu untuk tiap 1/2 gelombang.