Distribusi cahaya pada lampu LED mengacu pada distribusi, arah, dan intensitas cahaya yang dipancarkan oleh lampu tersebut. Hal ini sangat memengaruhi efisiensi pencahayaan, efisiensi energi, dan kenyamanan visual. Distribusi cahaya yang tepat dapat memberikan iluminasi dan keseragaman yang sesuai, menghemat energi, mengurangi silau, meningkatkan keamanan, mengurangi polusi cahaya, dan menciptakan lingkungan pencahayaan yang nyaman. Perusahaan lampu LED harus merancang distribusi cahaya yang tepat untuk memastikan keunggulan lampu mereka, sementara insinyur dan perancang pencahayaan harus memilih pola distribusi cahaya yang sesuai berdasarkan kebutuhan spesifik untuk mencapai efek pencahayaan optimal dari lampu LED.
Ketika sumber cahaya memancarkan cahaya, arah perambatannya mungkin tidak sesuai dengan arah yang diharapkan. Dalam kasus seperti itu, struktur khusus (seperti lensa dan reflektor) perlu dirancang untuk mengubah arah perambatan cahaya. Ini melibatkan penyesuaian distribusi spasial cahaya untuk mencapai efek yang diinginkan. Metode pengendalian arah perambatan cahaya ini disebut kurva fotometri luminer atau distribusi cahaya.
Kurva distribusi intensitas cahaya, yang umumnya dikenal sebagai kurva fotometrik atau kurva distribusi cahaya (LDC), menggambarkan distribusi spasial intensitas cahaya dari perlengkapan penerangan. Kurva distribusi intensitas diperoleh langsung melalui pengukuran perlengkapan penerangan menggunakan fotometer. Format umum untuk kurva distribusi intensitas meliputi IES (Amerika Utara) dan LDT (Eropa). Sebagai pembeli, kita juga dapat memperoleh file-file ini dengan menghubungi produsen perlengkapan penerangan. Ada dua metode untuk merepresentasikan kurva fotometrik: untuk lampu sorot, sistem koordinat persegi panjang umumnya digunakan, sedangkan koordinat polar diadopsi untuk penerangan dalam ruangan dan jalan raya.
Kurva Distribusi Cahaya (Koordinat Polar)
Pada bidang pengukuran yang melewati pusat sumber cahaya, nilai intensitas cahaya dari perlengkapan tersebut diukur pada berbagai sudut. Dimulai dari arah tertentu, intensitas cahaya pada setiap sudut ditandai dan direpresentasikan oleh vektor. Menghubungkan titik ujung vektor-vektor ini membentuk kurva distribusi cahaya polar/kurva fotometrik dari perlengkapan tersebut, seperti yang ditunjukkan pada sisi kiri gambar berikut.
Kurva Distribusi Cahaya (Koordinat Linier)
Kurva distribusi ini biasanya digunakan untuk perangkat seperti lampu sorot LED dan lampu banjir. Karena berkas cahaya dari perlengkapan ini terkonsentrasi dalam sudut padat yang sangat kecil, sulit untuk merepresentasikan distribusi intensitas cahaya spasialnya menggunakan koordinat polar. Oleh karena itu, beberapa produsen menggunakan kurva distribusi cahaya koordinat linier/kurva fotometrik untuk merepresentasikan distribusi cahayanya. Sumbu vertikal merepresentasikan intensitas cahaya (I), sedangkan sumbu horizontal merepresentasikan sudut berkas cahaya, seperti yang ditunjukkan di sisi kanan gambar berikut.
Klasifikasi Tipe Distribusi Pencahayaan IESNA
Sejak didirikan pada tahun 1906, Illuminating Engineering Society of North America (IESNA) memiliki sejarah lebih dari satu abad. Klasifikasi distribusi pencahayaan yang diperkenalkan oleh IESNA masih banyak digunakan hingga saat ini. Sistem klasifikasi distribusi perlengkapan pencahayaan didefinisikan dengan jelas dalam standar ANSI/IESNA RP-8-1983. Jenis perlengkapan pencahayaan yang didefinisikan oleh Illuminating Engineering Society of North America adalah kategori standar yang digunakan untuk menggambarkan pola distribusi cahaya dari perlengkapan pencahayaan. Jenis distribusi pencahayaan ini membantu para profesional dan desainer pencahayaan memahami bagaimana perlengkapan pencahayaan menghasilkan cahaya dan bagaimana cahaya merambat dalam area tertentu. IES mendefinisikan beberapa jenis distribusi standar, masing-masing diwakili oleh kode dua huruf. Jenis distribusi perlengkapan pencahayaan IES yang umum meliputi Tipe I, Tipe II, Tipe III, Tipe IV, dan Tipe V, diikuti oleh angka Romawi (IV), di mana S, M, L masing-masing mewakili Pendek, Sedang, dan Panjang. Klasifikasi spesifik ditentukan oleh 50% dan titik intensitas maksimum dari file IES, yang akan dijelaskan secara rinci di bagian selanjutnya.
Saat ini, terdapat banyak format standar untuk berkas fotometri, dengan format umum termasuk EULUMDAT, CIE102, dan IESNA LM-63. IESNA LM-63 digunakan di Amerika Utara, EULUMDAT digunakan di Eropa, sedangkan CIE102 digunakan di Selandia Baru. Standar terkini dari tahun 2002 telah disetujui dan diakui oleh American National Standards Institute (ANSI). IESNA LM-63-2002 telah menjadi format berkas fotometri khusus untuk Amerika Utara, dengan ekstensi berkas “*.ies”.
Tipe distribusi pencahayaan IESNA mendefinisikan distribusi cahaya perlengkapan secara lebih tepat berdasarkan bentuk area yang diterangi. Untuk distribusi cahaya lateral, pola ini menggambarkan bagaimana cahaya tersebar dari perlengkapan dan dicirikan oleh titik di mana intensitas mencapai 50%. Pola distribusi ini melibatkan kemampuan perlengkapan untuk memproyeksikan cahaya baik ke depan maupun ke belakang. Sederhananya, jika Anda ingin menerangi satu lajur, Tipe I mungkin cocok; jika Anda ingin menerangi dua lajur, Tipe II mungkin lebih tepat. Namun, ini bukan aturan yang ketat dan dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti tinggi pemasangan, sudut kemiringan, panjang lengan, dan jarak perlengkapan dari tepi jalan. IESNA telah mendefinisikan lima pola distribusi cahaya utama: Tipe I, Tipe II, Tipe III, Tipe IV, dan Tipe V. Klasifikasi ini umumnya digunakan untuk menentukan spektrum yang sesuai untuk jalan dengan lebar yang bervariasi.
Dalam standar yang diterbitkan oleh IESNA, jalan dibagi secara longitudinal menjadi lima wilayah, seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Distribusi cahaya lateral diklasifikasikan berdasarkan area di mana titik intensitas maksimum 50% berada. Untuk kurva distribusi cahaya dari perlengkapan di atas, jika titik intensitas 50% berada di dalam area Tipe III, maka tipe distribusi cahaya yang sesuai diklasifikasikan sebagai Tipe III. Dari diagram tersebut, kita secara umum dapat menyimpulkan bahwa distribusi ini cocok untuk jalan tiga jalur. Distribusi cahaya lateral yang berbeda cocok untuk berbagai skenario aplikasi, seperti yang dijelaskan di bawah ini:
- Tipe I: 1-1 MH, ketika lintasan intensitas cahaya 50% terletak antara 1 MH di sisi perlengkapan dan sisi jalan, kami menyebutnya sebagai distribusi cahaya simetris atau asimetris sempit Tipe I. Cocok untuk trotoar, jalan setapak, dan jalan satu jalur.
- Tipe II: 1-1,75 MH, ketika lintasan intensitas cahaya 50% terletak antara 1 MH dan 1,75 MH di sisi jalan perlengkapan, kami menyebutnya sebagai distribusi cahaya asimetris sempit Tipe II. Cocok untuk jalan 1-2 lajur, jalan utama, dan jalan raya.
- Tipe III: 1,75-2,75 MH, ketika lintasan intensitas cahaya 50% terletak antara 1,75 MH dan 2,75 MH di sisi jalan perlengkapan, kami menyebutnya sebagai distribusi cahaya asimetris lebar Tipe III. Cocok untuk jalan utama, jalan raya, dan tempat parkir.
- Tipe IV: 2,75-3,75 MH, ketika lintasan intensitas cahaya 50% terletak antara 2,75 MH dan 3,75 MH di sisi jalan perlengkapan, kami menyebutnya sebagai distribusi cahaya ke depan asimetris lebar Tipe IV. Cocok untuk tempat parkir, plaza, dan penerangan area yang dipasang di dinding.
- Tipe V: Pola melingkar simetris, dengan distribusi simetris melingkar di sekitar perlengkapan, memberikan distribusi cahaya yang merata baik di depan maupun di belakang. Cocok untuk penerangan parkir dan area.
Distribusi Cahaya Vertikal dan Memanjang
Distribusi cahaya vertikal mengacu pada distribusi cahaya vertikal dari sebuah lampu, berdasarkan posisi intensitas cahaya maksimum (diukur dalam candela) pada grid yang sejajar dengan TRL (Transportation Light Line). Jalan di sepanjang TRL dibagi menjadi beberapa wilayah berdasarkan jaraknya dari TRL (dinyatakan sebagai kelipatan tinggi pemasangan). Distribusi cahaya longitudinal melibatkan kemampuan lampu untuk memproyeksikan cahaya ke sisi kiri dan kanan, yang didefinisikan oleh titik intensitas maksimum lampu. Menurut definisi IESNA, kategori “S” berlaku untuk jarak antar tiang kurang dari 2,25 kali tinggi pemasangan, “M” berlaku untuk jarak antar tiang antara 2,25 dan 3,75 kali, dan “L” berlaku untuk jarak antar tiang antara 3,75 dan 6,0 kali. Namun, ini bukan aturan yang ketat dan dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti pengaturan lampu dan kondisi jalan. Secara umum, lampu yang diklasifikasikan sebagai “S” cocok untuk jarak antar tiang yang lebih kecil, sedangkan lampu yang diklasifikasikan sebagai “L” cocok untuk jarak yang lebih besar.
Dalam standar yang diterbitkan oleh IESNA, jalan dibagi secara melintang menjadi tiga wilayah, seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Distribusi cahaya longitudinal diklasifikasikan berdasarkan area di mana titik intensitas maksimum 100% berada. Untuk kurva distribusi cahaya dari perlengkapan yang ditunjukkan, jika titik intensitas cahaya maksimum lampu jalan berada di dalam area "sedang", maka jenis distribusi pencahayaan yang sesuai diklasifikasikan sebagai "Tipe II Sedang". Dari diagram, kita dapat menyimpulkan bahwa pola distribusi pencahayaan ini memiliki jarak antar tiang sekitar 3,0-3,5 kali tinggi tiang. Distribusi cahaya longitudinal yang berbeda cocok untuk skenario jarak antar tiang yang berbeda, seperti yang dijelaskan di bawah ini:
- VS, 0-1.0 MH: Ketika lintasan intensitas cahaya 100% terletak antara 0 hingga 1.0 MH pada garis jalan melintang, hal itu disebut sebagai distribusi cahaya longitudinal VS (Sangat Pendek).
- S, 1.0-2.25 MH: Ketika lintasan intensitas cahaya 100% terletak antara 1.0 hingga 2.25 MH pada garis jalan melintang, hal itu disebut sebagai distribusi cahaya longitudinal S (Pendek).
- M, 2,25-3,75 MH: Ketika lintasan intensitas cahaya 100% terletak antara 2,25 hingga 3,75 MH pada garis jalan melintang, hal itu disebut sebagai distribusi cahaya longitudinal M (Sedang).
- L, 3,75-6,0 MH: Ketika lintasan intensitas cahaya 100% terletak antara 3,75 hingga 6,0 MH pada garis jalan melintang, hal itu disebut sebagai distribusi cahaya longitudinal L (Panjang).
- VL, >6.0 MH: Ketika lintasan intensitas cahaya 100% berada di luar 6.0 MH pada garis jalan melintang, hal itu disebut sebagai distribusi cahaya longitudinal VL (Very Long).
Karakteristik Penerapan Distribusi Cahaya Memanjang
Kami menggunakan DIALux evo untuk menganalisis aplikasi lampu jalan Tipe II S dan Tipe II M.
Kondisi jalan adalah sebagai berikut: lebar 7 meter, tiga lajur, jarak antara tiang dan jalan 0,8 meter, tinggi tiang 8 meter, jarak antar lampu 36 meter, sesuai dengan standar pencahayaan EN13201 M4.
Setelah mengimpor data fotometrik Tipe II S dan Tipe II M ke DIALux evo untuk analisis, hasilnya sangat jelas. Untuk data fotometrik Tipe II S, ditemukan bahwa distribusi cahaya longitudinalnya relatif pendek dan gagal mendistribusikan cahaya secara efektif ke sisi-sisi perlengkapan. Oleh karena itu, jarak antara kedua perlengkapan perlu dikurangi menjadi 33 meter untuk memastikan bahwa posisi tengah antara kedua perlengkapan menerima pencahayaan yang memadai. Penyesuaian ini diperlukan untuk memenuhi keseragaman yang dibutuhkan. Sebaliknya, distribusi Tipe II M berkinerja lebih baik dalam hal ini dengan jarak antar perlengkapan 36 meter, dan semua parameter simulasi memenuhi standar M4. Jarak 36 meter adalah 4,5 kali tinggi pemasangan, sedikit melebihi rekomendasi 3,75 kali oleh IESNA. Dengan demikian, disarankan untuk menggunakan hasil simulasi pencahayaan sebagai dasar untuk pemilihan akhir perlengkapan.
Uraian di atas terutama memperkenalkan konsep distribusi cahaya IESNA, yang mencakup distribusi Tipe I, Tipe II, dan Tipe III, serta konsep tipe distribusi cahaya pendek, menengah, dan panjang, dan secara singkat menguraikan aplikasi praktisnya. Memahami konsep-konsep ini dapat dengan cepat menentukan tipe fotometri yang tepat yang dibutuhkan untuk suatu proyek. Misalnya, distribusi Tipe II cocok untuk jalan 1-2 lajur, sedangkan tipe distribusi pendek cocok untuk skenario di mana jarak antar tiang tiga kali tinggi pemasangan. Tipe distribusi menengah cocok untuk jarak antar tiang empat hingga lima kali tinggi pemasangan. Tentu saja, ini bukan mutlak, dan validasi harus dilakukan menggunakan DIALux atau perangkat lunak simulasi penerangan jalan lainnya.
