## LAMPU LED SEBAGAI ALTERNATIF PENGHEMAT ENERGI LISTRIK RUMAH TANGGA
M. Saleh Al Amin*, Emidiana* *Dosen Prodi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, UniversitasPGRI, Jalan Lorong Gotong, 11 Ulu, Kec. Seberang Ulu II, Kota Palembang, Sumatera Selatan, Indonesia *email : salehamin@univpgri-palembang.ac.id

## ABSTRAK
Energi  listrik  merupakan  energi  primer  yang  sangat  dibutuhkan  untuk  menunjang  kehidupan  manusia, seperti untuk keperluan rumah tangga, Tetapi kenyataannya perkembangan kebutuhan energi listrik sudah melampaui  produksi  energi  listrik,  sehingga  terjadi  kekurangan  energi  listrik,  yang  mengakibatkan terjadinya kenaikan tarif energi listrik, dan terhambatnya pemasangan energi listrik konsumen yang baru. Oleh karena itu, harus dilakukan berbagai penghematan energi listrik oleh konsumen, salah satunya adalah dengan menggunakan lampu hemat energi. Penelitian ini dilakukan dengan membandingkan 3 jenis lampu dengan cara pengukuran dan perhitungan. Dari hasil penelitian didapat bahwa lampu yang paling hemat energi adalah lampu LED dengan kuat penerangan 108 Lux, sedangkan lampu SL 51,48 Lux, dan lampu pijar 12,15 Lux dengan penggunaan daya yang sama yaitu 5 Watt
Kata kunci : penerangan, hemat energi, lampu LED

## 1. PENDAHULUAN
Energi  listrik  merupakan  energi  primer  yang  sangat  dibutuhkan  untuk  menunjang kehidupan manusian, seperti untuk keperluan rumah tangga, komersial dan industri.  Pada saat ini perkembangan sistem kelistrikan sangat pesat sekali, yang harus diiringi dengan pembangunan sumber-sumber  kelistrikan  yang  baru  untuk  menjaga  keseimbangan  antara  kebutuhan  energi listrik dan produksi energi listrik. Tetapi kenyataannya perkembangan kebutuhan energi listrik sudah  melampaui  produksi  energi  listrik,  sehingga  terjadi  kekurangan  energi  listrik,  yang mengakibatkan  terjadinya  kenaikan  tarif  energi  listrik  Untuk  itu  dilakukanlah  penelitian  ini, dengan mencari sistem penerangan alternatif yang dapat menghemat penggunaan energi listrik, tetapi mempunyai fungsi dan kualitas yang tetap dipertahankan. Penelitian ini bertujuan untuk menjelaskan bagaimana menentukan:
1) daya terpakai dari 3 jenis lampu, yaitu lampu pijar, lampu pendar dan lampu LED,
2) kuat penerangan dari lampu pijar, lampu pendar dan lampu LED,
3) lampu mana yang paling hemat diantara ketiga lampu tersebut
1.1. Daya dan energi listrik

## 1.1.1. Daya Listrik
Daya  Listrik  didefinisikan  sebagai  energi  yang  dikeluarkan  atau  kerja  yang  dilakukan setiap detik oleh arus dalam 1 Ampere pada tegangan 1 Volt.

## A. Daya Sesaat
Daya sesaat pada sebuah rangkaian adalah daya yang terjadi waktu tertentu, pada saat suatu komponen mempunyai nilai tegangan dan arus yang mengalir padanya di waktu tersebut, ditulis (Ramdhani, 2008 : 269):
p(t) = v(t) . i(t)  Watt .............................................................. (pers. 1)
Jika komponen pada rangkaian adalah R, daya tsb dapat dinyatakan sebagai:
p(t) = v(t) . i(t) = i 2 (t) R = 𝑣 2 𝑡 𝑅 ...................................................... (pers. 2)
Jika komponen pada rangkaian adalah induktor L, daya tsb dapat dinyatakan sebagai : p(t) = v(t) . i(t) = L i(t) 𝑑𝑖(𝑡) 𝑑𝑡 = 1 𝐿 v(t) ∫ 𝑣(𝑡)𝑑𝑡 𝑡 −∞ ................................................. (pers. 3)
Jika  komponen  pada  rangkaian  adalah  capasitor  C,  daya  tsb  dapat  dinyatakan  sebagai (Susanthi, 2016 : 82):
p(t) = v(t) . i(t) = C v(t) 𝑑𝑣(𝑡) 𝑑𝑡 = 1 𝐶 i(t) ∫ 𝑖(𝑡)𝑑𝑡 𝑡 −∞ ................................................. (pers. 4)

## B. Daya Rata-rata
Daya  rata-rata  adalah  daya  yang  dihasilkan  sebagai  integral  dari  fungsi  periodik  waktu terhadap keseluruhan range waktu tertentu dibagi periodenya sendiri.
P  = 1 𝑇 ∫ 𝑃9𝑡) 𝑑𝑡 = 1 2𝜋 ∫ 1 2 2𝜋 0 𝑇 0 𝑉 𝑚 𝐼 𝑚 [cos 𝜃 − 𝑐𝑜𝑠92𝜔𝑡 + 𝜃]𝑑𝑡
P  = 1 4𝜋 𝑉 𝑚 𝐼 𝑚 [∫ cos 𝜃 𝑑𝑡 −   ∫ cos(2𝑡 + 𝜃)𝑑𝑡
2𝜋 0 2𝜋 0 ]
P = 1 2 𝑉 𝑚 𝐼 𝑚 cos 𝜃
𝑃 = 𝑉 𝑒𝑓𝑓 𝐼 𝑒𝑓𝑓 cos 𝜃 .................. (pers. 5) C. Daya Kompleks
Daya Kompleks = S + P + jQ
1. Daya Aktif (P)
Daya  aktif  adalah  daya  yang  yang  digunakan  untuk  melakukan  energi  sebenarnya. Misalnya energi cahaya, energi gerak, energi panas dll P = 𝑉 𝑒𝑓𝑓 𝐼 𝑒𝑓𝑓 cos φ   (Watt) ................................................. (pers. 6)
2. Daya Reaktif (Q)
Daya reaktif adalah daya yang digunakan dalam pembentukan medan magnet. Dari pembentukan medan magnet maka akan terbentuk fluks medan magnet. Q = 𝑉 𝑒𝑓𝑓 𝐼 𝑒𝑓𝑓 .sin φ   (VAR) ................................................. (pers. 7)
3. Daya Nyata (S)
Daya nyata (Apparent Power) adalag hasil penjumlahan trigonometri daya aktif dan daya reaktif.
S = 𝑉 𝑒𝑓𝑓 𝐼 𝑒𝑓𝑓 .............................................................. (pers. 8)

## 1.1.1. Energi Listrik
Energi listrik didefinisikan sebagai laju penggunaan daya listrik dikalikan dengan selama waktu tersebut, dengan persamaan sbb :
E = P.t ........................................................................... (pers. 9) Keterangan: E = Energi (Joule) atau Wattjam/Watthour (Wh) P = Daya ( Watt) (Cekdin, 2013 : 7)

## 1.2. Sistem Penerangan Buatan
Sistem  penerangan  buatan  yang  dimaksud  adalah  sistem  penerangan  di  dalam  suatu ruangan atau gedung yang sumber cahayanya adalah lampu listrik, yang tidak terdapat ventilasi cahaya alami, atau diasumsikan pada malam hari. Untuk sistem penerangan buatan, harus sesuai standar,  agar  menghasilkan  kualitas  penerangan  yang  baik,  yang  memberikan  keamanan, kenyaman dan visualisasi yang sempurna (Al Amin, 2020)

## 1.2.1. Besaran Sistem Penerangan Buatan

## A. Sudut Ruang
Sudut  ruang  adalah  :  sudut  pada  ruang  yang  dibatasi  oleh  permukaan  bola  dengan  titik sudutnya. Besarnya sudut ruang dinyatakan dengan steradian (sr) 1  steradian  adalah  besarnya  sudut  yang  terpancang  pada  titik  pusat  bola  oleh  permukaan  bola seluas kuadrat jari-jari bola (Muhaimin, 2001 : 5)
𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑘𝑢𝑙𝑖𝑡 𝑏𝑜𝑙𝑎 𝐾𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑡 𝑗𝑎𝑟𝑖−𝑗𝑎𝑟𝑖 = 4𝜋𝑅 2 𝑅 2 4𝜋 steradian ........................................................... (pers. 10)

## B. Arus Cahaya (Fluks Cahaya)
Aliran  rata-rata  energi  cahaya  adalah  arus  cahaya  atau  fluks  cahaya  (F).  Arus  cahaya adalah: jumlah total cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya setiap detik
Arus cahaya = Φ =   𝑄 𝑡 ⁄ ........................................................................ (pers. 11) Keterangan : Φ = Arus cahaya / Fluks cahaya (lumen)
Q = energi cahaya (lm.detik)
T  = waktu (detik) (Muhaimin, 2001 : 6)

## C. Intensitas Cahaya
Intensitas cahaya adalah : arus cahaya (fluks cahaya) dalam lumen yang diemisikan pada setiap  sudut  ruang  (pada  arah  tertentu)  oleh  suatu  sumber  cahaya.  Intensitas  cahaya  dapat dinyatakan sebagai perbandingan diferensial arus cahaya (lm) dengan diferensial sudut ruang (sr). (Muhaimin, 2001 : 8)
I = 𝑑Φ 𝑑𝜔 ⁄ lm/sr (cd)
........................................................................ (pers. 12)

## D. Light-Loss Factor, Faktor Kehilangan Cahaya (LLF).
Koefisien  depresiasi  atau  sering  disebut  juga  koefisien  rugi-rugi  cahaya  atau  koefisien pemeliharaan,  didenifisikan  sebagai  perbandingan  antara  tingkat  pencahayaan  setelah  jangka waktu tertentu dari instalasi pencahayaan digunakan terhadap tingkat pencahayaan pada waktu instalasi  baru.  Untuk  ruangan  dan  armatur  dengan  pemeliharaan  yang  baik  pada  umumnya koefisien depresiasi diambil sebesar 0,8 (Adiputra, 2017)

## E. Kuat Penerangan / Intensitas Penerangan
Kuat penerangan (E) adalah pernyataan kuantitatif untuk arus cahaya ( Φ ) yang menimpa atau sampai pada permukaan bidang.
Besarnya  kuat  penerangan  ini  dibutuhkan  pada  suatu  ruangan,  ditentukan  dengan  persamaan berikut :
E= ) ).( ( ). 4 ).( ).( ).( ).( ).( ( t A n CU LLF N  ................................................................................. (13)
Keterangan : - E :  kuat penerangan, Lux
-  N :  jumlah luminer
- ϕ : fluks total lampu, Lumen -  n :   adalah jumlah lampu dalam satu armature. -  A :  Luasan area yang diterangi, m 2
-  t :  tinggi lampu terhadap benda kerja, m -  LLF: Light Loss Factor -  Cu  :  Coefisien of Utilization

## F. Luminansi
Luminansi adalah nilai kuantitatif jumlah cahaya yang dipantulkan oleh suatu permukaan pada arah tertentu. Luminansi suatu permukaan ditentukan oleh kuat penerangan dan kemampuan suatu permukaan untuk memantulkan cahaya (faktor refleksi / reflektasi)
L = 𝐼 𝐴 𝑠 ⁄ ........................................................................ (pers. 14)
Keterangan:
L = Luminansi ( 𝑐𝑑 𝑚 2 )
I = Intensitas cahaya (cd) As = Luas permukaan (m 2 )

## G. Faktor-faktor
Faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas penerangan antara lain : faktor pemeliharaan, faktor absorbsi, faktor refleksi, serta koefisien pemakaian.
1) Faktor pemeliharaan = 𝑘𝑢𝑎𝑡 𝑝𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙𝑎𝑠𝑖 𝑙𝑎𝑚𝑎 𝑘𝑢𝑎𝑡 𝑝𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙𝑎𝑠𝑖 𝑏𝑎𝑟𝑢
Faktor pemeliharan berkisar anata 0,4 – 0,8
2) Faktor absorbsi = 𝑓𝑙𝑢𝑘𝑠 𝑐𝑎ℎ𝑎𝑦𝑎 𝑏𝑒𝑟𝑠𝑖ℎ 𝑠𝑒𝑡𝑒𝑙𝑎ℎ 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑠𝑖
𝑓𝑙𝑢𝑘𝑠 𝑐𝑎ℎ𝑎𝑦𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑎𝑛𝑐𝑎𝑟𝑘𝑎𝑛 𝑠𝑢𝑚𝑏𝑒𝑟
Faktor absorbsi berkisar antara 0,5 – 1, tergantung bersih tidaknya kondisi udara.
3) Faktor refleksi = 𝑓𝑙𝑢𝑘𝑠 𝑐𝑎ℎ𝑎𝑦𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑎𝑛𝑡𝑢𝑙𝑘𝑎𝑛 𝑓𝑙𝑢𝑘𝑠 𝑐𝑎ℎ𝑎𝑦𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑎𝑖 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛
4) Koefisien pemakaian = 𝑓𝑙𝑢𝑘𝑠 𝑐𝑎ℎ𝑎𝑦𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑎𝑖 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑏𝑖𝑑𝑎𝑛𝑔 𝑘𝑒𝑟𝑗𝑎 𝑓𝑙𝑢𝑘𝑠 𝑐𝑎ℎ𝑎𝑦𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑠𝑢𝑚𝑏𝑒𝑟 𝑐𝑎ℎ𝑎𝑦𝑎

## 1.2.2. Jenis-jenis Lampu
Tingkat  penerangan  yang  baik  merupakan  salah  satu  faktor  untuk  memberikan  suatu kondisi  penglihatan  yang  baik  karena  penerangan  dapat  mempengaruhi  dalam  melihat  obyek- obyek. Apabila tingkat  penerangannya cukup bagus maka obyek akan terlihat secara jelas dan cepat dalam mencarinya tanpa menimbulkan kesalahan berarti. (Boby Guntur Adiputra, 2017)

## A. Lampu Pijar
Lampu Incandecent atau yang biasa disebut lampu pijar adalah jenis lampu yang cahayanya bersumber dari kawat pijar tipis yang dipanaskan.

## B. Lampu Berpendar (Lampu Neon/TL/SL/PL)
Lampu pendar adalah salah satu jenis lampu lucutan gas yang menggunakan daya listrik untuk eksitasi  uap  raksa.  Uap  raksa  yang  ter-eksitasi  itu  kemudian  menghasilkan  gelombang  cahaya ultraungu, yang pada gilirannya menyebabkan lapisan fosfor berpendar dan menghasilkan cahaya kasat mata.

## C. Lampu Neon Kompak (Compact Fluorescent Ligths)
Lampu neon kompak memiliki ciri yang hampir sama dengan lampu pijar, yaitu bentuk, ukuran, serta pancaran cahayanya. Berbeda dengan lampu pijar yang memanfaatkan energi panas, lampu neon kompak membutuhkan tenaga elektrik untuk menyalakannya. Selain itu, lampu jenis ini bisa bertahan hingga tujuh kali lebih lama dari lampu pijar.

## D. HID (High Intensity Discharge)
Lampu HID memiliki pancaran cahaya yang sangat terang. Bahkan, daya tahannya mampu mencapai hingga 20 ribu jam. Sayangnya, jenis lampu ini memancarkan radiasi UV yang cukup besar. Saat digunakan, dibutuhkan filter yang berfungsi untuk menyaring radiasi.

## E. Halogen
Lampu halogen dibuat dari campuran bahan gas mulia dan sedikit gas halogen, yang digunakan untuk mengisi bagian dalam bola lampu. Lampu halogen terdiri dari tiga bagian utama yaitu : tabung lampu, filamen dan penyokong filamen.

## F. Hybrid Halogen CFL
Lampu ini merupakan kombinasi dari lampu CFL, halogen dan pijar. Cahayanya lebih terang dan lebigh  tahan  lama.  Untuk  keperluan  rumah  tangga  sehari-hari,  lampu  ini  lebih  aman  jika dibandingkan dengan lampu HID dan 8 kali lebih tahan lama jika dibandingkan dengan lampu pijar.

## G. LED
Lampu LED tersedia dengan bermacam warna seperti putih, kuning, biru dan jika dibandingkan dengan lampu pijar, lampu ini tidak terlalu panas sehingga ruangan juga tidak menjadi terlalu panas.

## 2. METODE PENELITIAN
2.1. Langkah penelitian
1. Membuat kit penelitian, yang digunakan untuk ketiga jenis lampu
2. Mengukur tegangan masuk
3. Mengukur daya terpakai
4. Mengukur kuat penerangan
5. Menentukan kuat penerangan masing-masing lampu
▪ hasil pengukuran
▪ hasil perhitungan
2.2. Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Teknik Elektro Universitas PGRI Palembang

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada saat pengukuran, jarak antara lampu dengan alat ukur = 20 cm = 0,2 m. Luas area yang diberikan cahaya = 15 cm x 15 cm = 225 cm 2 =  0.0225 m 2

## Hasil pengukuran dan perhitungan kuat penerangan
No. Kuat Penerangan (E) Jenis Lampu Hasil Pengukuran (Lux) Hasil Perhitungan (Lux) 1 99,6 108 Lampu LED 2 39,2 51,48 Lampu SL 3 12 12,15 Lampu Pijar
Dari Tabel 1 dapat dianalisis sebagai berikut :
1. Dari hasil perhitungan dan pengukuran, dengan daya yang sama, lampu LED mempunyai nilai kuat penerangan yang paling tinggi.
2. Untuk lampu LED, terjadi penyimpangan dalam pengukuran sebesar 8,4 Lux, atau sebesar 7,78 %.
3. Untuk lampu SL, terjadi penyimpangan dalam pengukuran sebesar 12,28 Lux, atau sebesar 23,85 %.
4. Untuk lampu Pijar, terjadi penyimpangan dalam pengukuran sebesar 0,15 Lux, atau sebesar 1,23 %.
Dari  hasil  tersebut  dapat  dikatakan  bahwa  lampu  LED  mempunyai  penyimpangan  yang relative  kecil,  dibawah  10  %,  dan  menghasilkan  kuat  cahaya  yang  paling  besar.  Lampu  SL mempunyai penyimpangan yang paling besar yaitu diatas 10 %, tetapi menghasilkan kuat cahaya yang  sedang.    Untuk  lampu  pijar  mempunyai  penyimpangan  yang  paling  kecil,  tetapi menghasilkan kuat cahaya yang paling rendah.

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN
1. Lampu LED menghasilkan kuat penerangan yang paling tinggi dari ketiga jenis lampu tersebut, dengan penyimpangan pengukuran masih baik, di bawah 10 %.
2. Lampu SL menghasilkan kuat cahaya yang sedang, tetapi penyimpangannya paling tinggi yaitu sebesar 23,85%.
3. Lampu Pijar menghasilkan kuat cahaya yang paling rendah, tetapi penyimpangannya paling rendah yaitu sebesar 1,23%.
4. Lampu  LED  merupakan  lampu  yang  paling  baik  dan  ekonomis,  karena  dengan penggunaan daya listrik yang sama dengan lampu jenis lain, nilai kuat penerangannya yang paling tinggi.

## DAFTAR PUSTAKA
Al  Amin,  M.  Saleh,  Emidiana  Emidiana,  and  Nita  Nurdiana.  "Evaluasi  Kesilauan  Lampu Penerangan  Lapangan  Stadion  Bumi  Sriwijaya  terhadap  Kuat  Penerangan  Lampu Eksisting." Jurnal Ampere 5.1 (2020): 41-47.
Boby  Guntur  Adiputra,  Gunawan  Madyono,  “Analisis  Intensitas  Cahaya  Pada  Area  Produksi Terhadap  Keselamatan  Dan  Kenyamanan  Kerja  Sesuai  Dengan  Standar  Pencahayaan (Studi Kasus Di PT. Lendis Cipta Media Jaya)”, Jurnal OPSI, Vol 10, No. 2, Desember 2017
Adib Chumaidy, “Analisa Perbandingan Penggunaan Lampu TL, CFL Dan Lampu LED (Studi Kasus Pada Apartemen X)”, Jurnal Sinusoida, Vol XIX No. 1, 2017
Jimy  Harto  Saputro,  Tejo  Sukmadi,  and  Karnoto,  “Analisa  Penggunaan  Lampu  LED  Pada Penerangan Dalam Rumah”, Jurnal Transmisi, Vol 15 No. 1, 2013 Yohana Susanthi, Agus prijono, “Rangkaian Listrik Lanjut”,Penerbit Alfabeta Bandung, 2016
Cekmas Cekdin, Taufik Barlian, “Rangkaian Listrik”, Penerbit Andi Yogyakarta, 2013
Drs. Muslimin, MT, ”Teknologi Pencahayaan”, PT Refika Aditama, 2001
Mohamad Ramdhani,”Rangkaian Listrik”, Penerbit Erlangga,Jakarta, 2008
Dickson Kho, Pengertian LED (Light Emitting Diode) dan Cara Kerjanya,
teknikelektronika.com, https://teknikelektronika.com/pengertian-led-light-emitting-diode- cara-kerja/ diunduh 27 november 2020
Happy Amanda Amalia https://www.beritasatu.com/happy-amanda- amalia/kesehatan/554432/paparan-cahaya-led-dapat-merusak-mata diunduh 27 November 2020
https://direktorilistrik.blogspot.com/2014/02/penyebab-faktor-daya-rendah.html