PRATIKUM TEKNIK TEGANGAN TINGGIPengukuran Daya pada Lampu TL (Tube Luminescent / Lampu Tabung)dengan Ballast Elektronik dan Konvensional.

KELAS KE - 3D

Nama Pelapor: Ekky Wahyu Prasetia (07)Nama Angota Praktikum: Ahmad Nur Aziz. (01) Andhika Bayu O. (03) Aris Dwi Wibowo. (05) Faisal Arifin (09) Frankie Indrajati (11)Tanggal Praktikum : 4 November 2014Tanggal Penyerahan: 11 November 2014

PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGIJURUSAN TEKNIK MESINPOLITEKNIK NEGERI SEMARANG2014

I. JUDUL

Pengukuran Daya pada Lampu TL (Tube Luminescent / Lampu Tabung)dengan Ballast Elektronik dan Konvensional.

II. TUJUANSetelah melakukan praktikum mahasiswa mampu :1. Mengetahui besarnya daya pada lampu TL (Tube Luminescent / Lampu Tabung) dengan ballast Konvensional dan Elektronik2. Mengetahui factor daya pada rangkaian lampu TL tersebut.3. Membandingkan kinerja serta biaya pemakaian dari penggunaan ballast Konvensioal dengan ballast elektronik

III. DASAR TEORILampu tabung Neon (Fluorescent Lamp) adalah lampu tabung yang terbuat dari kaca yang didalamnya berisi gas argon dan dikedua ujungnya terdapat filamen elektroda. Untuk menyalakan lampu neon ini dibutuhkan alat yang disebut Ballast.Pada umumnya masyarakat kita lebih mengenal Ballast konvensional yang terbuat dari lempengan besi yang didalamnya terdapat kumparan kawat tembaga/spul. Namun ballast jenis konvensional ini banyak kelemahannya.Belasan tahun yang silam, para ahli elektronika telah menemukan suatu sistem penyalaan lampu neon dengan menggunakan frekuensi tinggi yang kemudian dikenal dengan nama Ballast Elektronik. Saat ini sudah banyak lampu yang sudah dilengkapi dengan ballast elektronik namun terbatas pada jenis lampu-lampu SL, PLE-C, PLE-T untuk penerangan biasa seperti pemasangan di rumah dengan daya kecil yang dipasang langsung ke fitting misalnya fitting E27. Lalu bagaimana dengan lampu TL untuk di perkantoran, gedung-gedung dan industri yang masih menggunakan Ballast konvensional dan Starter sebagai pemicunya.

Berikut adalah kelemahan dari Ballast Konvensional: Pemborosan Arus ( 0,45 Ampere / 40 Watt). Umur neon lebih pendek akibat banyaknya flicker dan arus picu pada filamen. Tidak akan menyala sempurna pada tegangan rendah (dibawah 200V). Sering timbul suara dengung. Adanya flicker/kedipan pada lampu yang mengganggu penglihatan dan memperpendek umur lampu neon. Harus memakai Starter. Pada saat saklar dinyalakan lampu neon tidak langsung menyala melainkan harus dipicu terlebih dahulu sehingga terdapat kedipan/flicker yang dapat memperpendek umur neon (pada bagian ujung lampu neon biasanya berwarna hitam). Arus dan Tegangan tidak stabil akibat induksi medan magnet pada kumparan ballast. Cos phi (power factor) sangat rendah 0,48 (dibawah standar PLN yaitu 0,85), hal ini yang menyebabkan listrik menjadi boros.Ballast elektronik adalah konverter elektronika daya yang fungsinya untuk mensuplai discharge lamp. Ballast elektronik mulai popular setelah berkembangnya mosfet yang berdaya besar dan harga relatif murah. Dengan perkembangan mosfet ini membuat pemakaian ballast elektronik menjadi lebih mudah.Ballast elektronik banyak digunakan pada lampu hemat energi. Ini dikarenakan ballast elektronik mempunyai keunikan yang khusus, yaitu sistem bekerjanya yang tidak lagi menggunakan kumparan kawat pada inti besi tetapi menggunakan sistem rangkaian elektronik. Hal ini menyebabkanlossesyang terjadi pada kumparan menjadi hilang, meskipun ada sedikitlosseskarena rangkaiannya.

Adapun prinsip kerja dari ballast elektronik pada lampu hemat energi adalah: Tegangan AC dari PLN akan disearahkan dengan menggunakanbridgeyang nantinya tegangan tersebut akan disimpan pada kapasitor bank (C). Kapasitor bank ini nantinya akan menjadi sumber tegangan DC untuk lampu hemat energi. Untuk mencegah terjadinya tegangan transient dari tegangan masukan PLN maka digunakan filter. Selain itu filter juga berfungsi untuk meredam berbagai sumber noiseelectromagnetik interferenceyang disebabkan oleh frekuensi tinggi pada tabung lampu hemat energi. Filter ini dapat berupa rangkaian kapasitor maupun induktor. Saat rangkaian dihidupkan maka tabung lampu hemat energi akan mempunyai impedansi yang sangat besar. Impedansi ini menyebabkan Kapasitor 1 akan mengalami seri dengan kapasitor 2 dan induktor (lihat gambar diatas bagian boost converter). Tegangan yang sangat besar akan muncul akibat resonansi. Tegangan yang dihasilkan ini dapat digunakan untuk mengionisai gas yang berada di dalam tabung lampu hemat energi. Saat tabung lampu hemat energi mengalami ionisasi penuh, maka impedansi pada lampu akan turun cukup jauh. Hal ini menyebabkan rangkaian harus membuang muatan pada kapasitor 1. Akibat ini pula frekuensi resonansi akan tergeser dengan nilai yang akan ditentukan oleh kapasitor 2 dan induktor. Energi yang dipakai tersebut menjadi lebih kecil begitu pula dengan tegangan di antara elektroda menjadi lebih kecil. Kondisi ini akan mengakhiri kondisistartupdari lampu hemat energi ini dan lampu akan menyala.IV. ALAT YANG DIGUNAKAN

1. Satu set lampu TL 40W,220-50Hz( 1 buah )2. Ballast Konvensional dan stater 40W, 220V-50Hz( 1 buah )3. Ballast Elektronik 40W, 220V-50Hz( 1 buah )4. Voltmeter( 1 buah )5. Ampermeter( 1 buah )6. Wattmeter ( 1 buah )7. Multimeter( 1 buah )8. Tespen( 1 buah )9. Kabel ( secukupnya )

V. GAMBAR RANGKAIAN

1. Dengan Ballast Konvensional

2. Dengan Ballast Elektronik

VI. LANGKAH KERJA

1. Mempersiapkan peralatan yang hendak digunakan.2. Mengecek peralatan yang akan digunakan3. Merangkai peralatan seperti pada gambar rangkaian dengan Ballast Konvensional dan elektronik4. Meng-On kan sumber tegangan 220V5. Mencatat hasil pengukuran baik saat menggunakan Ballast Konvensional dan Elektronik6. Mencatat parameter Arus,Daya dan Tegangan pada setiap percobaan. 7. Meng-Off kam sumber tegangan 220V8. Melepas setiap rangakaian percobaan9. Membereskan kembali perlatan yang telah digunakan.10. Menganalisa memperhitungkan factor daya (cos)11. Menganalisa kinerja dari Ballast Konvensional dengan Elektronik

VII. DATA PERCOBAAN

Tabel 1PercobaanDengan BallastDaya (P)[watt]Tegangan (V)[Volt]Arus (I)[Ampere]

Elektronik 40W,220V-50Hz252050,2

Tabel 2 PercobaanDengan BallastDaya (P)[watt]Tegangan (V)[Volt]Arus (I)[Ampere]

Konvensioanal 40W,220V-50Hz32,52050,3

Analisa perhitungan Contoh perhitungan factor daya (cos) pada ballast elektronik tabel 1padaP= 25 WV= 205 VI= 0,2 AP= V I Cos (cos)

cos= = = 0,609 lagging

Untuk perhitungan pada penggunaan Ballast Konvensional adalah serupa, Sehingga untuk biaya pengeluaran untuk waktu pemakaian selama 8 jam dalam sehari, Berdasarkan Tarif Dasar Listrik / 1 September 2014 pada golongan industry yaitu sebesar Rp.1,075/kWh Karena Lampu TL sering digunakan pada industry

Maka untuk total Energi yang digunakan selama 8 jam W = P.t = 25 x 8 jam = 200Wh = 0,2 kWh

Total biaya penggunaan selama 8 jam :0,2 kWh x 1,075 = Rp. 215/kWhTotal Biaya selama 8 jam dalam 30 hari/1bulanRp. 215/kwh x 30 hari = Rp. 6,450

Tabel 3 Perhitungan Dengan BallastFaktor daya(cos)Energi Selama 8 jam / kWhBiaya selama 8 jamBiaya selama 8 jam untuk 1 bulan

Elektronik 40W,220V-50Hz0,609 lag0,2Rp.215,00Rp.6450,00

Konvensioanal 40W,220V-50Hz0,528 lag0,26Rp.279.5,00Rp.8385,00

VIII. ANALISABerdasarkan percobaan yang telah dilakukan mengenai penerapan saving energy dengan melakukan pengukuran daya pada lampu TL 40Watt dengan percobaan menggunakan ballast yang berbeda yaitu ballast Elektronik dengan Konvensional tanpa penambahan kapaistor. Didapatkan beberapa parameter besaran yaitu Daya,Tegangan dan Arus sehingga besarnya factor daya (cos) dari perhitungan terhitung juga total biaya penggunaan dari penggunaan dari kedua ballast tersebut dengan penggunaan lampu Tl pada masing-masing ballast selama 8 jam dalam sehari dengan biaya menurut Tarif Dasar Listrik per September sebesar Rp.1075,00/kWhMaka dari tabel 3 perhitungan dapat dikatakan bahwa :Data saat menggunakan ballast Elektronik didapatkan daya 25 Watt dengan Faktor daya (cos 0,609 lagging). Untuk biaya yang harus dikeluarkan dalam penggunaan selama dalam kurun waktu 8 jam/hari sebesar Rp.215,00 , maka total biaya yang dibayarkan dalam 1 bulan sebesar Rp.6450,00.Sedangkan untuk penggunaan ballast jenis Konvensional didapatkan daya yang lebih besar dari jenis Elektronik yaitu 32,5 Watt dengan factor daya (cos 0,528 Lagging). Untuk biaya yang harus dikeluaran dalam penggunaan selama dalam kurun waktu 8 jam/hari sebesar Rp.279.5,00 sehingga untuk total biaya yang dibayarkan dalam 1 bulan (30hari) sebesar Rp.8385,00Dari kedua perhitungan dari segi ekonomis ballast jenis Elektronik lebih menguntungkan dari pada Ballast Konvensional karena konsumsi daya yang dibutuhkan Ballast Elektronik lebih kecil dibandingkan dengan Ballast Konvensional. Hasil nilai (cos) saat menggunakan ballast elektronik nilai (cos) nya lebih baik dari pada ballast konvensional. Untuk nilai (cos ) yang mendekati 1 adalah baik. untuk digunakan sesuai dengan standart dari yang telah ditetapkan adalah sebesar 0,85

IX. KESIMPULAN

Setelah melakukan praktikum dapat disimpulkan bahwa :1. Penggunaan Ballast pada lampu TL dengan menggunakan ballast elektronik lebih baik daripada saat menggunakan ballast konvensional 2. Lampu TL dengan menggunakan ballast elektronik didapatkan daya yang lebih kecil dari pada ballast konvensional, dan nilai cos phi yang lebih mendekati 1 .3. Biaya pengeluaran penggunaan lampu TL selama 8 jam sehari dalam 1 bulan hasilnya lebih ekonomis nilainya dibandingkan dengan menggunakan ballast konvensional.4. Pada penggunaan Ballast Elektronik dalam 8 jam perhari dalam kurun waktu 1 bulan adalah sebesar Rp.6450,00. 5. Pada penggunaan Ballast Konvensional dalam 8 jam perhari dalam kurun waktu 1 bulan adalah sebesar Rp.8385,006. Selisih dari penggunaan ballast Konvensional dibanding Elektronik adalah Rp.1935,00 artinya dalam sebulan mampu menghemat biaya sebesar Rp.1935,00

X. DAFTAR PUSTAKAhttps://faisalrizka.wordpress.com/2013/04/01/prinsip-kerja-ballast-elektronik-untuk -lampu-hemat-energy/ A

W

BALLAST ELEKTRONIK

V

Lampu TL 40W

Tegangan Suplai AC 220 V

A

W

BALLAST KONVENSIONAL

V

Lampu TL 40W

Stater

Tegangan Suplai AC 220 V