Perkembangan lampu neon dimulai dari kekurangan lampu pijar seperti efisiensi rendah dan umur pendek. Lampu neon dikembangkan dengan menggunakan tabung berisi gas neon yang menghasilkan cahaya lebih terang dan efisien. Proses pengembangannya melalui tahapan konsep, perancangan, pengujian, dan produksi awal. Lampu neon kini menjadi pilihan hemat energi.
2. Pengantar
Lampu neon merupakan lampu listrik yang terdiri
dari tabung kaca, dilapisi di dalam dengan zat
fluorescent.
Lampu neon menghasilkan 3,5 kali lebih terang per
watt, memiliki waktu hidup lebih lama dan biaya
pembuatan yang lebih rendah dari lampu pijar.
3. Tabel Durasi dan Biaya Pengembangan
Lampu Neon
Lampu CFL 18 Watt
Volume produksi tahunan 24 juta unit/tahun
Umur penjualan 1 tahun
Harga jual Rp 35.000
Jumlah komponen khas produk 6 bagian
Waktu pengembangan 13 tahun
Tim pengembang internal 15 orang
Tim pengembang eksternal 15 orang
Biaya pengembangan Rp 45 milyar = ± $ 5 juta
Investasi produksi Rp 180 milyar = ± $ 20 juta
4. FASE PERKEMBANGAN
LAMPU NEON
Perkembangan lampu neon hemat energi dimulai sejak munculnya lampu pijar sebagai
pengembangan produk penerangan bertenaga listrik pertama. Perkembangan ini berkembang
menghasilkan lampu neon jenis compact fluorescent.
5. 1. Perkembangan Lampu Pijar
Lampu pijar adalah
sumber cahaya buatan yang
dihasilkan melalui
penyaluran arus
listrik melalui filamen yang
kemudian memanas dan
menghasilkan cahaya.
6. Fase 0: Perencanaan
Sebelum adanya lampu pijar, sarana penerangan malam
hari masih minim.
Penerangan yang dioperasikan kurang praktis ini menjadikan
munculnya ide untuk menciptakan lampu yang dapat bertahan
dalam waktu lama dan praktis
7. Fase 1: Pengembangan Konsep
Identifikasi Kebutuhan Pelanggan
Sebelum adanya lampu pijar tahun 1879, manusia
masih menggunakan penerangan berupa lampu
minyak, obor, atau gas. Hal ini tidaklah praktis
dalam penggunaanya bagi manusia.
Manusia membutuhkan sarana penerangan yang:
Dapat menyala secara otomatis
Praktis penggunaannya
Dapat digunakan dalam waktu lama
8. Alternatif Konsep
Konsep Sir Humphry Davy (1802)
arus listrik → seuntai logam tipis → menyala putih
Konsep Warren De la Rue (1820)
arus listrik → kumparan logam mulia platina → lampu
Konsep Sir Joseph Swan (1860)
arus listrik → kertas karbon di ruang vacuum → lampu
Konsep Thomas Alva Edison (1870-an)
arus listrik → filamen platina → lampu
Konsep Thomas Alva Edison dengan penyempurnaan oleh John
Ambrose Fleming (1879)
arus listrik → filamen spiral karbon di ruang vacuum → lampu
Fase 1: Pengembangan Konsep
9. Seleksi Konsep
Lampu pijar adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui
penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas
dan menghasilkan cahaya. Kaca yang menyelubungi filamen panas
tersebut menghalangi udara untuk berhubungan dengannya
sehingga filamen tidak akan langsung rusak akibat teroksidasi.
Fase 1: Pengembangan Konsep
12. Spesifikasi secara Fungsional
Bola lampu
Selubung gelas yang menutup rapat filamen suatu lampu pijar disebut
dengan bola lampu. Memiliki banyak macam dan warna.
Gas pengisi
Pada awalnya bagian dalam bola lampu pijar dibuat hampa udara namun
belakangan diisi dengan gas mulia bertekanan rendah seperti argon,
neon, kripton, dan xenon atau gas yang bersifat tidak reaktif seperti
nitrogen sehingga filamen tidak teroksidasi.
Kaki lampu
Dua jenis kaki lampu adalah kaki lampu berulir dan kaki lampu bayonet
yang dapat dibedakan dengan kode huruf E (Edison) dan B (Bayonet),
diikuti dengan angka yang menunjukkan diameter kaki lampu dalam
milimeter seperti E27 dan E14.
Fase 2: Perancangan Tingkat Sistem
13. Fase 3: Perancangan Detail
Spesifikasi Komponen produk
Perlengkapan yang dibutuhkan
Mesin flare
Mesin stem
Mesin mounting
Mesin sealex
Mesin basing
Komponen Bahan Dimensi
Bola lampu Low sodium lead free glass
tube
Diameter luar 12,2 ± 0,2 mm
Ketebalan 1,0 ± 0,1 mm
Panjang 1000 mm ~ 1300 mm
Kawat tembaga Dumet wire Diameter 0,45 mm
Panjang 62 mm
Filamen Triple coil
Tungsten 38um: 4.38 mg
Molybdenum 60um
Panjang 13.0 ± 0,5 mm
18. Dari pengujian prototipe tersebut, diperoleh keandalan dan
kinerja dari lampu pijar ini yaitu:
Mempunyai nilai ”color rendering index” 100% yang cahayanya
tidak merubah warna asli obyek;
Mempunyai bentuk fisik lampu yang sederhana, macam-macam
bentuknya yang menarik, praktis pemasangannya;
Harganya relatif lebih murah serta mudah didapat di toko-
toko;
Instalasi murah, tidak perlu perlengkapan tambahan;
Lampu dapat langsung menyala;
Terang-redupnya dapat diatur denga dimmer;
Cahayanya dapat difokuskan.
Fase 4: Pengujian dan Perbaikan
19. Fase 5: Produksi Awal
Produksi awal lampu pijar dimulai oleh Thomas Alva
Edison di Menlo Park, New Jersey sejak tahun 1890
mulai diperjualkan.
21. Fase 0: Perencanaan
Lampu pijar yang sudah ada sejak tahun 1879 ternyata memiliki
beberapa kekurangan yaitu:
Mempunyai efisiensi rendah, karena energi yang dihasilkan
untuk cahaya hanya 10% dan sisanya memancar sebagai panas
(400oC);
Mempunyai efikasi rendah yaitu sekitar 12 lumen/watt;
Umur lampu pijar relatif pendek dibandingkan lampu jenis
lainnya (sekitar 1.000 jam);
Sensitif terhadap tegangan;
Silau
Untuk itulah, dimulailah pemikiran untuk membentuk lampu yang
dapat mengatasi kekurangan tersebut yaitu lampu neon.
22. Fase 1: Pengembangan Konsep
Identifikasi Kebutuhan Pelanggan
Berdasarkan kekurangan dari lampu pijar di atas, maka munculah
pemikiran untuk menciptakan lampu yang lebih efisien, tidak silau, dan
umur yang panjang sehingga memberikan kenyamanan bagi konsumen.
Untuk itulah dikembangkan lampu neon fluorescent.
Pengembangan Konsep
Tahun 1902, Georges Claude, seorang insinyur dan ahli kimia Prancis
berusaha mengembangkan aliran listrik ke dalam tabung gas neon.
Lampu neon terdiri dari sebuah tabung kaca panjang yang menyegel
komponen bagian dalam dari atmosfer.
Komponen-komponen dalam meliputi dua elektroda yang memancarkan
aliran elektron, uap merkuri, yang merupakan sumber radiasi
ultraviolet, gas argon, yang membantu dalam memulai lampu dengan
kompak lampu hemat energi neon yang mengandung ballast.
24. Uraian spesifikasi produk
Untuk memelihara tegangan kerja inilah
maka pada lampu jenis fluorescent
digunakan alat bernama ballast. Fungsi
utama dari ballast adalah membatasi
besar arus dan mengoperasikan lampu
pada karakteristik listrik yang sesuai.
Fase 2: Perancangan Tingkat Sistem
25. Fase 3: Perancangan Detail
Spesifikasi Komponen Produk
Komponen Bahan Dimensi
Bola lampu Low sodium lead free glass tube Diameter luar 12,2 ± 0,2 mm
Ketebalan 1,0 ± 0,1 mm
Panjang 1000 mm ~ 1300 mm
Exhaust tube Lead glass (21% lead contained
at least)
Diameter luar 4,1 ± 0,15 mm
Ketebalan 0,45 ± 0,1 mm
Panjang 75 ± 0,7 mm
Lead in wire Demmet wire Cr6 Diameter 0,45 mm
Panjang 62 mm
Filament Triple coil: tungsten 38um: 4,38
mg, dan molybdenum 60um
Panjang 13 ± 0,5 mm
Fosfor, Emittor
(oxide)/carbonate
suspension
Cane glass for beads
mount
Lead glass Diameter luar 2 ~ 2,5 mm
Panjang 1000 mm
Amalgam Merkuri, argon
Base cement
26. Fase 3: Perancangan Detail
Peralatan produksi
Top Fusion Machine
Washing & Coating Machine
Baking Machine
End Sealing Machine
Stem Machine
Mounting Machine
Sealing Machine
Fusion Machine
Exhaust Machine
Aging Machine
Flare Machine
List Color
Equipment original color
safety cover
gas piping yellow
air piping
high pressure air white
low pressure air white
clean air white
oxygen black
argon gas gray
nitrogen gas green
water light blue
heating heat-proof silver
control box (outer) light blue
control box (inner) yellow-gray
operation box and middle box light blue
cable slot standard
commercial parts standard
29. Fase 4: Pengujian dan Perbaikan
Sebagian besar literatur
menyebutkan, prototype lampu neon
ciptaan Georges Claude, memiliki
sebuah tabung kaca tertutup yang
mengandung sangat sedikit udara,
sedikit air raksa, bubuk putih fosfor,
dan dua elektroda (katoda dan
anoda) pada setiap ujung tabung.
Namun prototipe penemuan lampu
neon belum sempurna. Sinar tabung-
tabung lampu berwarna merah.
Lampu neon ini kemudian menjadi
pelopor lampu pijar untuk keperluan
periklanan.
Lampu terus diperbaiki hingga saat
ini dapat berwarna putih.
30. Fase 5: Produksi Awal
Produksi lampu neon dimulai di Amerika sejak tahun
1915 dan kemudian terus disempurnakan
32. Analisis Jenis Pengembangan
Proses pengembangan produk lampu neon dapat
digolongkan sebagai jenis market pull
Hal ini dikarenakan pengembangan produk dimulai
dengan adanya peluang pasar dan kemudian
mendapatkan teknologi yang sesuai untuk memenuhi
kebutuhan pelanggan.
Jadi dalam hal ini, karena kebutuhan akan lampu
dengan kriteria-kriteria tertentu menjadikan para
ilmuwan/tim pengembang melakukan perkembangan
terhadap lampu pijar dan darisitu untuk segi
efisiensi pabrik, ditemukan dan dikembangkan
teknologi otomasi untuk membuat lampu tersebut.