PENGARUH  FLUKTUASI TEGANGAN TERHADAP INTENSITAS CAHAYA PADA LAMPU LED ( Light Emitti Diode ) DARI BERBAGAI MEREK
Oleh : Eko Widiarto 1 , Agus Adiwismono 2 , Triyono, Setiyoko 3 , Endang Triyani 4
Dosen Politeknik Negeri Semarang, jurusan Teknik Elektro Jl. Prof. H. Soedarto, SH. Tembalang Semarang E-ma

## Abstrak
Penggunaan lampu sebagai sumber cahaya merupakan hal yang sangat umun digunakan, mulai dari lampu pijar lampu TL lampu LHE dan yang sekarang banyak digunakan adalah lampu jenis LED (Light Emitting Diode)  dengan kelebihannya jika dibandingkan dengan lempu jenis lain misalnya dalam   hal penggunaan dayanya yang sangat hemat dan  intensitas cahaya yang cukup kuat. Maka lampu jenis ini banyak disukai oleh masyarakat, maka banyak bermunculan beberapa merek lampu jenis LED ( Light Emitting Diode) dipasaran atau ditoko listrik, hai ini tentunya membuat masyarakat mempunyai banyak pilihan, namun banjak  pula    hal  yang tidak diketahui oleh sebagian   orang tentang yang berkaitan dengan kuat cahaya atau  intensitas cahaya yang dihasilkan dari beberapa merek lampu LED  tersebut. Serta bagaimana pengaruh fluktuasi tegangan terhadap intensitas cahayanya.  Oleh karena itu perlu kiranya dilakukan penelitian yang berjudul “ Pengaruh Fluktuasi Tegangan Terhadap Intensitas Cahaya Pada Lampu LED ( Light Emitting Diode) Dari Berbagai Merek”, dimana  akan dilakukan pengujian beberapa merk lampu LED. Seberapa besar pengaruh intensitas cahaya jika disuplai tegangan yang mempunyai fluktuasi. Untuk mensimulasi fluktuasi tegangan digunakan autotrafo dengan daya tertentu. Dengan penelitian ini diharapkan akan dapat diketahui seberapa besar pengaruh fluktuasi tengangan terhadap intensitas cahaya lampu LED dari beberapa merek. Hasil dari penelitian diperoleh ada beberapa pengaruh yang signifikan  karena fluktuasi tegangan, pada tegangan  yang terlalu kecil maka lampu LED belum menyala sampai tegangan 80 Volt,  30 % dari tegangan nominalnya lampu baru menyala redup, jika tegangan berkisar 80 %  dari tegangan nominal maka lampu akan menyala dengan intensitas cahaya stabil normal, jika tegangan melebihi tegangan normal maka intensitas lampu dan arus akan akan turun.

## Kata kunci : Lampu LED , Fluktuasi tegangan

## Abstract
The use of lamps as a light source is very commonly used, ranging from incandescent lamps to TL lamps to LHE lamps and which are now widely used are LED (Light Emitting Diode) lamps with advantages when compared to other types of lamps, for example in terms of their very efficient use of power. and light intensity is quite strong. So this type of lamp is much liked by the public, so many brands of LED lamps (Light Emitting Diode) have sprung up in the market or in electricity shops, this of course makes people have many choices, but there are also many things that some people don't know about those related to the intensity of the light or the intensity of the light produced by these brands of LED lights. As well as how the effect of voltage fluctuations on the intensity of the light. Therefore, it is necessary to conduct a study entitled "The Effect of Voltage Fluctuations on Light Intensity in LED Lamps (Light Emitting Diodes) from Various Brands", where several brands of LED lamps will be tested. How big is the effect of light intensity if it is supplied with a voltage that has fluctuations. To simulate voltage fluctuations, an autotransformer with a certain power is used. With this research, it is hoped that it will be known how big the influence of voltage fluctuations on the light intensity of LED lamps from several brands. The results of the study obtained that there were several significant effects due to voltage fluctuations, at a voltage that was too small, the LED light did not turn on until a voltage of 80 Volts, 30% of the nominal voltage, the new lamp lights up dimly, if the voltage is around 80% of the nominal voltage, the lamp will light up. with normal stable light intensity, if the voltage exceeds the normal voltage then the light intensity and current will decrease.
Keywords : LED lamp, Voltage fluctuation
PENGARUH ……… Eko Widiarto 1 , Agus Adiwismono 2 , Triyono, Setiyoko 3 , Endang Triyani 4

## I. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang.
Hasil penelitian terhadap penggunaan energi, dalam hal ini listrik pada bangunan gedung menunjukkan bahwa jumlah energi listrik yang dipergunakan untuk keperluan pencahayaan ruangan menempati urutan terbesar kedua setelah sistem tata udara. 1)
Sebagaimana diketahui bahwa sumber daya alam untuk membangkitkan listrik sangat terbatas dan suatu saat akan habis. Hal ini menyebabkan harga listrik akan semakin mahal. Oleh karena itu sistem pencahayaan  suatu bangunan harus direncanakan dengan baik, serta  dengan memperhitungkan usaha-usaha efisiensi energi.
Melihat begitu pentingnya cahaya bagi manusia untuk beraktivitas, tidaklah mengherankan jika perencanaan cahaya pada bangunan memegang peranan penting bagi keberhasilan fungsi dari bangunan tersebut. Pada pencahayaan alamiah, cahaya didapat dari sinar matahari sehingga keberadaannya sangat tergantung dari keadaan alam serta posisi suatu daerah di bumi. Sehingga pengendalian pencahayaan alamiah tidak sama antara daerah yang satu dengan daerah lainnya. Sementara itu, pencahayaan buatan tidak terpengaruh oleh perbedaan waktu, tempat, maupun musim. Oleh karena itu maka dibuatlah macam macam jenis lampu untuk mengadakan sistem pencahayaan lulai dari lampu pijar , TL , LHE, dan yang terbaru adalah dari jenis LED (  Light Emitti Diode) dari segi efisiensi lampu LED lebih efisian dibanding lampu jenis lain.Untuk dapat menyala lampu harus dihubungkan dengan tegangan listrik, jika tegangan stabil pada nilai nominalnya maka lampu akan menyala dengan intensitas nominal stabil.Sehingga  kualitas tegngan listrik  sangat penting dalam menghidupkan sebuah lampu, karena  akan mempengaruhi nitensiras cahaya lampu. jika terjadi  fluktuasi tegangan ini   akan berpengaruh terhadap intensitas cahaya pada lampu.

## 1.2.  Perumusan Masalah
Untuk mendapatkan sistem pencahayaan dengan intensitas yang kuat,stabil    dan mempunyai tingkat efisiensi  yang baik tentu diperlukan jenis lampu yang.                    Baik pula dan mempunya rentang fluktuasi yang panjang. yang menjadi permasalahan adalah:
a. Menentukan lampu LED yang memiliki ketahanan terhadap fluktuasi tegangan listrik
b. Menentukan  jenis  lampu  yang mempunyai karakteristik distribusi pencahayaan sesuai dengan penggunaannya, mempunyai efisiensi yang tinggi dengan kualitas teganagn tertentu
c. Seberapa besar efisiensi yang akan dihasilkan dengan memasang lampu LED.
Dengan fluktuasi tegangan listrik dari beberapa merk lampu.
d. Seberapa besar fluktuasi tegangan yang berpengaruh  terhadap kinerja  lampu LED.

## 1.3  Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah:
a. Melakukan pengukuran intensitas cahaya pada lampu terhadap fluktuasi tegangan listrik  dari berbagai merk lampu LED
b. Melakukan pengukuran pemakaian arus listrik  pada lampu LED tergadap adanya fluktuasi tegangan listrik

## 1.4. Urgensi
Urgensi dari penelitian ini adalah untuk memberi hasil penelitian tentang seberapa besar pengaruh   fluktuasi tegangan listrik terhadap Intensitas cahaya lampu LED (  Light Emitti  Diode) dari berbagai merek.

## II.   Tinjauan  Pustaka
Beberapa tulisan hasil penelitian tentang pencahayaan telah banyak ditulis dalam jurnal ataupun  thesis  antara lain:
Kristanto (2001) menyatakan bahwa, kuat pecahayaan  rata-rata dapat dicapai dengan meningkatkan angka refleksi warna dinding dan mengatur letak lampu sesuai criteria.
Haryono (2005) melakukan penelitian tentang studi perbandingan antara lampu hemat energy dan lampu tabung datar, ditinjau dari segi distribusi lux , effikasi, tegangan  operasi minimum dan harmonisa arus.
Putra (2005) Dengan mempertimbangkan pemakaian lampu siang hari dan pertimbangan pemanfaatan ruang yang ada, maka pengelompokan lampu dibagi ke dalam 5 kelompok penghidupan sehingga pemanfaatannya diupayakan seefisien mungkin , baik siang maupun malam dan dalam berbagai kondisi
Khoirun dkk. (2005) menyatakan bahwa distribusi lux dari suatu lampu sangat    dipengaruhioleh bentuk (model) lampunya, dan lampu TL (model memanjang) akan menghasilkan distribusi lux yang  tidak merata.
Hariyanto dkk. ( 2008) Melakukan penelitian kuat penerangan (iluminasi) rata-rata pada ruang kendali utama Thermohidrolika PTRKN.  yang bertujuan untuk mengetahui kondisi kuat penerangan rata-rata saat ini untuk kemudian dilakukan perbaikan bila kuat penerangan rata-rata saat ini tidak memenuhi standar yang talah ditentukan Hermawan dkk (2009) Permasalahan penerangan jalan umun (PJU) yang menjadi beban berat bagi pemerintah adalah, pemakaian lampu yang tidak hemat energy, lux lampu yang terpasang tidak sesuai dengan kebutuhan kelas jalan, dan lampu penerangan jalan liar yang dipasang sendiri oleh masyarakat.
Eko Widiarto dkk (2020)  Dari hasil pengukuran lampu LED philips 5 W , dapat diketahui Pada tegangan 50Volt lampu mulai hidup redup. Semakin tegangan dinaikkan maka lampu mulai terang, intensitas cahaya mulai naik sampai pada tegangaan 110 Volt lampu
mulai hidup stabil dengan intensitas mendekati normal.  Sedang faktor daya pada lampu LED philips 0,6. Dan Total Distorsi Harmonik sekitar 92 %.

## 2.1. Tingkat pencahayaan rata-rata (E),
Tingkat pencahayaan pada suatu ruangan pada umumnya didefinisikan sebagai tingkat pencahayaan rata-rata pada bidang kerja. Yang dimaksud dengan bidang kerja ialah bidang horisontal imajiner yang terletak 0,75 meter di atas lantai pada seluruh ruangan. Tingkat pencahayaan rata-rata Erata-rata (lux), dapat dihitung dengan persamaan :
E = Ø 𝒙 N x UF 𝑥 LLF
A …………........(2.1) dengan:
E   =  Kuat penerangan rata –rata   ( Lux)
Ø   =  Intensitas sumber cahaya ( Lumen)
N   =  Jumlak sumber cahaya UF =  Faktor utilisasi , Faktor penggunaan diperoleh dari tabel peralatan yang digunakan LLF=  Faktor rugi cahaya, Faktor kehilangan cahaya disebabkan
Oleh penurunan cahaya dari lampu yang sudah lama atau penumpukan kotoran pada lampu dan dinding serta langit langit A =  Luas ruangan (m 2 )

## 2.2. Tingkat pencahayaan oleh sebuah luminaire,
Tingkat pencahayaan oleh komponen cahaya langsung pada suatu titik,  pada bidang kerja dari  sebuah sumber  cahaya, dapat dianggap sebagai suatu sumber cahaya titik.
Dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.
𝐸 = 𝐼 𝑑 2 cos 𝜃 ………………….....(2.3)
atau 𝐸 = 𝐼 ℎ 2 cos 3 𝜃 ..................(2.4)
PENGARUH ……… Eko Widiarto 1 , Agus Adiwismono 2 , Triyono, Setiyoko 3 , Endang Triyani 4
Gambar 2.2. Sumber cahaya langsung berupa titik lampu Dengan  : I  = intensitas cahaya  pada sumber (lumen)
E =Kuat penerangan dititik  E pada sudut 𝜃 (Lux) d  =Jarak luminer dengan bidang kerja(m ) 𝜃 = sudut antara sumber cahaya dengan titik bidang kerja
Gambar 3.1. Flowchart  Penelitian Pengaruh Penggantian Pemasangan Lampu LHE dengan lampu jenis LED terhadap peningkatan efisiensi cahaya dan daya listrik

## III. Hasil Dan Pembahasan
Pada bab ini akan diuraikan mengenai hasil penelitian tentang pengaruh fluktuasi tegangan terhadap kinerja lampu dan intensitas cahaya pada lampu  LED ( Light Emitti Diode) yang
telah dirumuskan pada BAB I. Hasil dari penelitian ini diperoleh dengan metode pengukuran  dari beberapa merk lampu jenis  LED. Untuk mengetahui kinerja masing-masing lampu d ilakukan pengukuran dengan menggunakan: 1. Auto  trafo merk OKI TDGC2  3KVA, sebagai peralatan untuk mensimulasi fluktuasi tegangan,
2. Power Meter Schneider,  Seri Power Logic 800.  Untuk mengukur kinerja lampu dan
3. Luks  meter  merk ; HIOKI  lux Hi Tester 3421  untuk mengukur intensitas cahaya  lampu. Gambar rangkaian pengukuran diperlihatkan pada gambar 5.1.
4. Mengukur  intensitas  cahaya  lampu. LED diperlihatkan pada Gambar rangkaian pengukuran diperlihatkan
pada gambar 5.1 0 – 220 ac Power meter Logic -800 Lampu LED Lux Tester 3421 Volt meter Tang Ampere Gambar 5.1 Diagram Rangkaian
Pengukuran kinerja lampu LED terhadap fluktuasi tegangan
Hasil pengukuran kinerja lampu LED terhadap fluktuasi tegangan  dan intensitas cahaya, dalam penelitian ini, fluktuasi tegangan didapatkan dengan mensimulasi dengan menggunakan  auto trafo (tegulator transformer) TDGC2 3KVA. ( OKI) 0- 240V , dengan mengatur tegangan output mulai dari  20 volt sampai 240 volt. Tegangan ini yang digunakan untuk menghidupkan lampu LED tersebut, sedang untuk mengetahui kinerja dari
lampu dan intensitas cahaya   digunakan beberapa alat ukur, antara lain:  mengukur tegangan output auto trafo digunakan Volt meter, untuk mengukur arus menggunakan tang ampere digital, sedang untuk mengukur intensitas cahaya memakai lux meter seri  lux Tester 3421 . Adapun hasil pengukuran kinerja lampu LED 1 ,diperlihatkan pada tabel 5.1 Tabel  5.1 :
Penjelasan Hasil pengukuran kinerja lampu LED 1, fluktuasi tegangan lampu didapat dari output autotranformer yang diatur tegangannya mulai dari 20 volt sampai 240 volt. Dalam percobaan ini lampu diletakkan pada debuah fitting downlight yang terpasang diatas menggantung dengan  bidang kerja   2,5 meter alat ukur lux meter untuk mengukur intensitas cahaya diletakkan dibidang kerja , sehingga jarak efektif antara lampu dan lux meter ada 2,5 meter. Ini adalah jarak antara lampu dengan bidang kerja yang biasa digunakan untuk menentukan kuat cahaya yang jatuh pada bidang kerja. Hasil pengukuran intensitas cahaya ,pada tegangan 20 Volt sampai 60 volt lampu belum hidup, baru pada tegangan 80 Volt lampu LED mulai nyala dengan intensitas 110 lux, pada tegangan 180 Volt atau 80 % tegangan nominal intensitas cahaya mulai stabil, saat tegangan dinaikkan intensitas cahaya ikut naik sampai pada tegangan
200 Volt intansitas cahaya mencapai nilai maksimal yaitu 205 lux  saat tegangan dinaikkan arus menjadi turun dan intensitas turun menjadi 202 lux.Ganbar kurva intensitas terhadap tegangan dapat dilihat pada gambar 5.2
Setelah pengukuran kinerja lampu LED 1 selasai, langkah selanjutnya menggnti lampu LED 1 dengan Lampu LED 2. Dengan melakukan langkah –langkah yang sama maka dapat diperoleh, hasil pengukuran pengaruh fluktuasi tegangan terhadap intensitas cahaya lampu LED 2, hasil pengukuran diperlihatkan pada tabel 5.2
Tabel 5.2
Dari hasil pengukuran intensitas cahaya pada lampu LED 2 pada tegangan 20 Volt sampai 60 volt lampu belum hidup, baru pada tegangan 80 Volt lampu LED mulai nyala dengan intensitas 108 lux, pada tegangan 160 Volt .atau 72 % teg nominal.  intensitas lampu mulai stabil. saat tegangan dinaikkan intensitas cahaya ikut naik sampai pada tegangan 220 Volt intansitas cahaya mencapai nilai
PENGARUH ……… Eko Widiarto 1 , Agus Adiwismono 2 , Triyono, Setiyoko 3 , Endang Triyani 4
maksimal yaitu 234 lux  saat tegangan dinaikkan sampai 240 volt  arus menjadi turun dari 75 mm manjadi 65  dan intensitas turun menjadi 228 lux. Sedang ganbar kurva intensitas terhadap tegangan dapat dilihat pada gambar 5.3
Gambar 5.3 Kurva Arus dan Intensitas Cahaya thd Fluktuasi tegangan Lampu LED 2
Setelah pengukuran kinerja lampu LED 2 selasai, langkah selanjutnya menggnti lampu LED 2 dengan Lampu LED 3. Dengan melakukan langkah –langkah yang sama maka dapat diperoleh, hasil pengukuran pengaruh fluktuasi tegangan terhadap intensitas cahaya lampu LED  2, hasil pengukuran diperlihatkan pada tabel 5.3
Tabel 5.3.
Dari hasil pengukuran intensitas cahaya pada lampu LED 3 pada tegangan 20 Volt sampai 60 volt lampu belum hidup, baru pada tegangan 80 Volt lampu LED mulai
nyala dengan intensitas 108 lux, saat tegangan dinaikkan intensitas cahaya ikut naik sampai pada tegangan 220 Volt intansitas cahaya mencapai nilai maksimal yaitu 234 lux  saat tegangan dinaikkan sampai 240 volt  arus menjadi turun dari 75 mm manjadi 65  dan intensitas turun menjadi 228 lux. Sedang ganbar kurva intensitas terhadap tegangan dapat dilihat pada gambar 5.4
Gambar  5.4  Kurva  intensitas  dan arus thd fluktuasi tegangan lampu LED 3
Setelah pengukuran kinerja lampu LED 3 selasai, langkah selanjutnya menggnti lampu LED 3 dengan Lampu LED 4. Dengan melakukan langkah –langkah pengukuran yang sama maka dapat diperoleh, hasil pengukuran pengaruh fluktuasi tegangan terhadap intensitas cahaya  lampu LED 4, hasil pengukuran diperlihatkan pada tabel 5.4
Gambar 5.5. Kurva intensitas dan arus thd fluktuasi tegangan lampu LED 4
Setelah pengukuran kinerja lampu LED 4 selasai, langkah selanjutnya menggnti lampu LED 4 dengan Lampu LED 5. Dengan melakukan langkah –
langkah pengukuran yang sama maka dapat diperoleh, hasil pengukuran pengaruh fluktuasi tegangan terhadap intensitas cahaya lampu LED 5, hasil pengukuran  diperlihatkan pada tabel 5.5
Tabel 5.5
Penjelasan : Dari hasil pengukuran intensitas cahaya pada lampu LED 5 Volt, Pada tegangan 40 volt  lampu LED mulai nyala dengan intensitas 85 lux, saat tegangan dinaikkan intensitas cahaya ikut naik sampai pada tegangan 240  Volt intansitas cahaya masih naik sampai 143  lux. Untuk gambar kurva diperlihatkan pada gamber 5.6.
Tabel 6. Keterangan lampu LED yang digunakan dalam penelitian
Berdasarkan dari hasil pengukuran pengaruh fluktuasi tegangan terhadap kinerja lampu LED, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Lampu jenis LED mulai menyala pada tegangan sekitar 80 Volt.
2. Jika terjadi Fluktuasi tegangan maka mempengaruhi intensitas cahaya.
3. Intensitas cahaya mulai stabil pada sekitar 70 % sampai 80 % tegangan nominal.
4. Saat Tegangan melebihi tegangan nominal maka  arus dan intensitas cahaya turun.

## DAFTAR PUSTAKA
Arrilaga, Jos and Watson, Neville.2003 Power System Harmonics Chicester: John Walley and Sons.
Ahmed Hossam-Eldin dan Hasan M Reda.
2006. Study of The Effect of Harmonics On Measurments of The Energy Meters. Electrical Engineering Department, Alexandria University,
Alexandria, Egypt.
Buhron,Hernadi and Sutanto, Justin,2007.
Implikasi Harmonisa Dalam Sistem Tenaga  Listrik dan Alternatif
Solusinya. PLNDistribusi Jabar. Daniel Rohi, Dion Dwipayana Utama, Ontoseno Penangsang, 2009,Distorsi Joko Santoso, 2005, Pengaruh  Perubahan Tegangan Catu Terhadap Umur Lampu  Hemat Energi.  Jurnal  teknik, Undip Luciana Kristanto, 2008, Penelitian Terhadap Kuat Penerangan dan Hubunganya Dengan   Angka Reflektansi Warna Dinding , Petra. Surabaya. Muhaimin,2001. Teknologi Pencahayaan, Refika  Aditama, Bandung
SIN  04-6958-2003 pada Lampu  Hemat Energi.