Studi Penggunaan Energi pada Monitor CRT dan LCD Stephanus Antonius Ananda 1) dan Iwan Handoyo Putro 2) Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petra(1,2) Siwalankerto 121-131, Surabaya 60236, Indonesia(1,2) E-mail:
[email protected](1),
[email protected](2)
ABSTRAK Monitor berteknologi LCD mulai banyak digunakan sebagai pengganti monitor berteknologi tabung (CRT). Dibandingkan dengan monitor CRT, monitor LCD memiliki bentuk yang lebih ringan dan ringkas, menghasilkan disipasi panas yang lebih kecil, tidak mudah menimbulkan kelelahan pada mata terutama pada penggunaan untuk jangka waktu lama serta lebih hemat dalam hal penggunaan energi. Didalam paper ini akan dibahas tentang studi perbandingan penggunaan energi antara monitor LCD dan CRT. Metode yang digunakan adalah pengukuran daya pada 10 komputer masing-masing dengan menggunakan monitor LCD dan CRT. Pengukuran dilakukan pada saat komputer melakukan proses komputasi dengan bantuan software benchmarking BruteBenchmark pada 4 proses yang berbeda, yaitu : CPU Performance, FPU test, VGA Card dan Hard Disk. Hasil pengujian memperlihatkan bahwa pada proses CPU Performance LCD monitor menghemat 1.195 watt per sepuluh komputer yang diuji, sedangkan untuk FPU test dan VGA Card test LCD monitor menghemat sebesar 792 watt dan 905 watt demikian juga pada proses Hard Disk test LCD Monitor dapat menghemat sebesar 849 watt dibandingkan CRT Monitor. Secara rata-rata dari semua proses diatas LCD monitor dapat menghemat sebesar 935 watt untuk setiap 10 komputer yang diukur. Untuk penggunaan perumahan atau institusi kecil perbedaan ini tidak terlalu besar pengaruhnya terhadap penghematan energi. Namun untuk institusi yang memiliki jaringan komputer dengan skala menengah ( memiliki 1.000 komputer ), maka penghematan yang terjadi sebesar 93,5 kw. Kata kunci: hemat energi, monitor CRT, monitor LCD
1. Pendahuluan Monitor berteknologi LCD mulai banyak digunakan sebagai pengganti monitor berteknologi tabung (CRT). Dibandingkan dengan monitor CRT, monitor LCD memiliki bentuk yang lebih ringan dan ringkas, menghasilkan disipasi panas yang lebih kecil, tidak mudah menimbulkan kelelahan pada mata terutama pada penggunaan untuk jangka waktu lama serta lebih hemat dalam hal penggunaan energi. Perkembangan teknologi monitor LCD menyebabkan harga monitor berteknologi LCD makin turun, sehingga permintaan semakin meningkat. Makin banyak pengguna yang beralih ke monitor dengan teknologi LCD ini. Walaupun harganya masih diatas harga monitor berteknologi CRT, namun karena konsumsi daya yang lebih kecil menyebabkan biaya operasional menjadi lebih kecil. Hal ini sangat mendukung isu tentang green envronment yang mulai dihembuskan di berbagai negara. Adanya penghematan konsumsi listrik berakibat pada pengurangan penggunaan bahan bakar
minyak dan mengurangi polusi yang merusak atmosfir bumi.
2. Teknologi CRT dan LCD (1) Chatode-ray tube (CRT) Chatode-ray tube atau disingkat CRT merupakan perangkat yang merubah sinyal listrik menjadi sinyal optical melalui proses penembakan electron (electron beam). CRT banyak dipakai sebagai peralatan televisi, osiloskop, radar sistem dan lain sebagainya. Pada tahun enam puluhan, ketika teknologi komputer mulai berkembang CRT banyak digunakan sebagai monitor. Sampai saat ini teknologi CRT masih banyak dipakai. Tabung CRT sendiri terdiri dari beberapa komponen dasar seperti : penembak elektron (electron gun), pemfokus jalur elektro (beam focusing), pengarah jalur sinar elektron(beam bending) dan sebuah layar yang dilapisi oleh phosphor (screen with a phosphor layer). Untuk memastikan agar energi dari elektron (electron beam) tidak berkurang karena tumbukan dengan partikel
udara maka komponen CRT di letakkan dalam tabung yang vacum. Cara kerja dari CRT sendiri adalah sebagai berikut : elektron bebas di hasilkan dan ditembakkan oleh komponen electron gun dengan menggunakan tegangan yang cukup tinggi untuk menghasilkan proses ionisasi. Electron beam yang terjadi kemudian difokuskan melalui focusing coil akan melewati plat pengarah vertikal dan horizontal atauyang disebut dengan deflection coil sehingga elektron akan menumbuk layar ber phosphor pada titik yang telah ditentukan. Layar yang ber phospor ini kemudian akan berpendar atau menyala jika ditumbuk oleh elektron. Plat pengarah horizontal dan vertikal ini yang berfungsi untuk mengarahkan electron beam sehingga membentuk gambar yang diinginkan. CRT yang berwarna menggunakan layar phospor yang dibagi dalam 3 zona yang berbeda untuk 3 warna dasar merah hijau dan biru. Electron beam untuk masing-masing komponen warna akan dipisahkan oleh suatu lapisan masking [1][2]. Cutaway rendering of a color CRT: 1. Electron guns 2. Electron beams 3. Focusing coils 4. Deflection coils 5. Anode connection 6. Mask for separating beams for red, green, and blue part of displayed image 7. Phosphor layer with red, green, and blue zones 8. Close-up of the phosphor-coated inner side of the screen
Gambar 1. Komponen dan Prinsip Kerja CRT
(2) Liquid Crystal Display (LCD) Liquid Crystal Display atau LCD adalah teknologi display yang menggunakan sifat isotropic [3] dari suatu bahan material organic yang berbentuk liquid-crystal karena pengaruh medan listrik [1][4][5]. Setiap pixel dari suatu LCD terdiri dari lapisan liquid-crystal yang diapit oleh 2 elektrode transparan (transparent electrodes) yang terbuat dari Indium Tin Oxide (ITO) dan 2 filter polarisasi (polarizing filter). Tanpa adanya liquid-crystal di lapisan tengah makan 2 filter polarisasi akan saling menghalangi masuknya cahaya sehingga tampak sebagai warna hitam. Dengan mengalirkan listrik melalui kedua elektrode transparan akan memberikan medan listrik pada liquid-crystal sehingga partikel didalamnya akan mem-polarisasi (memutar)
gelombang cahaya yang masuk sehingga dapat melalui filter polarisasi pada kedua lapisan sehingga cahaya dapat menembus filter dan tampak warna yang ada dilapisan akhir LCD. Pada LCD berwarna setiap pixel (titik gambar) akan dibagi menjadi 3 subpixel yang diberi warna dasar merah, hijau dan biru oleh sebuah filter tambahan (pigment filters, dye filters and metal oxide filters) Setiap subpixel dapat diatur secara mandiri untuk menghasilkan ribuan kemungkinan warna untuk setiap pixel-nya.
Gambar 2. Prinsip Kerja LCD
(3) Kelebihan dan Kekurangan Monitor LCD Walaupun saat ini monitor berteknologi LCD lebih diminati dari pada monitor berteknologi CRT dan terlihat lebih banyak memiliki keunggulan akan tetapi tetap ada kelemahan atau kekurangan dari monitor berteknologi CRT. Beberapa kelebihan dan kekurangan Monitor CRT dibandingkan dengan monitor LCD dapat dilihat pada tabel dibawah ini Tabel 1. Perbandingan Kelebihan dan Kekurangan Monitor LCD dan CRT No 1
Parameter Radiasi
2 3
Kenyaman pada mata Bentuk
4
Dead Pixel
5
Video Resolutions
6
Daya
7
Ketajaman Gambar
Monitor CRT Radiasi cukup besar dibandingkan LCD Membuat mata lelah Bentuk cenderung besar dibandingkan LCD Tidak mengalami Dead Pixel Multiple Video Resolutions (Dapat bekerja pada beberapa resolusi) Konsumsi daya relatif besar CRT memiliki tingkat contrast dan ketajaman warna yang jauh diatas dibanding
Monitor LCD Radiasi yang dihasilkan cukup kecil Lebih nyaman dimata Flat dan relatif lebih kecil dari CRT
Dapat mengalami Dead Pixel Only in Native Resolution (Hanya dapat bekerja pada 1 macam resolusi) Konsumsi daya kecil LCD memiliki tingkat contrast dan ketajaman warna yang kurang dibanding LCD
No 8
Parameter Sudut Pandang
Monitor CRT LCD Tidak terbatas, sudut pandang besar
Monitor LCD memiliki sudut penglihatan yang lebih kecil dibanding CRT, sehingga warna muncul bisa berubah jika dilihat dari samping.
3. Pengujian dan Pengukuran Pengujian dan pengukuran dilakukan untuk dapat melihat seberapa besar penghematan pemakaian daya pada monitor LCD dibandingkan dengan pemakaian daya pada monitor CRT. Dalam paper ini hanya akan diamati perbedaan konsumsi daya pada komputer yang menggunakan CRT monitor dan komputer yang menggunakan LCD monitor secara umum. Dalam paper ini tidak dilakukan pengukuran dan pembandinmgan pada berbagai macam merek monitor CRT dan LCD. Pengukuran dilakukan pada sample monitor yaitu yang dimiliki oleh laboratorium telematika/komputer tempat penulis bekerja. Diharapkan pada pengukuran ini dapat secara umum didapatkan gambaran besar penghematan yang didapat saat terjadi upgrading dari perangkat komputer lama yang menggunakan monitor CRT dengan perangkat komputer baru yang menggunakan monitor LCD. (1) Metode Pengujian dan Pengukuran Pengukuran dilakukan pada 2 kelompok perangkat komputer dimana masing-masing kelompok terdiri dari 10 perangkat komputer. Kelompok pertama menggunakan monitor LCD dan kelompok kedua menggunakan monitor CRT. Untuk menjaga keseragaman kinerja komputer pada saat pengukuran digunakan komputer dengan spesifikasi yang seragam dibantu dengan software brutebenchmark yang dijalankan pada semua komputer secara bersamaan. Software brutebenchmark memiliki 4 proses yang berbeda, yaitu : CPU Performance, FPU test, VGA Card dan Hard Disk, yang dianggap cukup mewakili proses yang umumnya terjadi dalam suatu proses komputasi dalam komputer pada umumnya. Pengujian dilakukan pada 10 perangkat komputer beserta monitornya dengan tujuan untuk mendapatkan angka pengukuran konsumsi daya rata-rata pada saat terjadi proses dilaksanakan. Spesifikasi monitor yang digunakan adalah sebagai berikut :
Tabel 2. Spesifikasi Monitor yang Akan Di ukur Monitor Type Tegangan Frekuensi Daya Daya Operasional Daya Standby
LCD Dell SE 177 FPF 100 - 240 V 50 - 60 Hz
CRT Philips 105 E11
40 W
75 W
2W
15 W
100 - 240 V 50 - 60 Hz
Langkah pelaksanaan pengujian dan pengukuran dilakukan sebagai berikut, 10 komputer beserta monitor CRT dan 10 komputer beserta monitor LCD dirangkaikan dalam dua jalur kelistrikan yang berbeda. Keduapuluh komputer tersebut dihubungkan ke sumber listrik terdekat. Langkah berikutnya adalah menjalankan salah satu proses pada software brutebenchmark disemua komputer secara bersamaan. Kemudian pengukuran daya dan arus dilakukan di setiap jalur percobaan, 1 kali pengukuran di jalur yang berisi 10 komputer yang menggunakan monitor CRT dan 1 kali pengukuran di jalur yang berisi 10 komputer yang menggunakan monitor LCD. Pengukuran diulang kembali untuk ketiga proses komputasi dari software brutebenchmark yang lainnya. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada blok diagram percobaan dibawah ini.
Gambar 3. Blok Diagram Pengukuran
(2) Hasil Pengukuran Hasil dari pengukuran yang didapat kemudian ditabulasikan pada tabel dibawah ini. Didalam tabel tersebut dapat dilihat juga selisih konsumsi daya dan arus per masing-masing percobaan dan rata-rata konsumsi daya dan arus dari keempat proses komputasi yang dilakukan menggunakan software brutebenchmark.
Tabel 3. Hasil Pengukuran Daya Monitor pada 10 Komputer
No 1 2 3 4
Jenis Benchmarking CPU FPU VGA Card Harddisk Rata-rata
Daya (W) LCD 1.923 1.633 2.079 1.782 1.854
CRT 3.118 2.425 2.984 2.630 2.790
Selisih 1.195 792 905 849 935
Tabel 4. Hasil Pengukuran Arus Monitor pada 10 Komputer
No 1 2 3 4
Jenis Benchmarking CPU FPU VGA Card Harddisk Rata-rata
Arus (A) LCD 10.43 8.70 11.12 9.56 9.95
CRT 16.65 12.82 16.03 14.34 14.96
Selisih 6.22 4.12 4.91 4.78 5.01
4. Analisa Dari hasil pengukuran dapat dilihat bahwa meskipun daya yang diserap oleh sistem pada masing-masing proses benchmarking tidak sama, namun daya yang diserap oleh sistem yang menggunakan monitor LCD selalu lebih kecil dibandingkan dengan sistem yang menggunakan monitor CRT. Hal ini menunjukkan bahwa monitor LCD menyerap daya jauh lebih kecil dibanding monitor CRT. Rata-rata selisih penurunan konsumsi daya dibandingkan dengan konsumsi daya pada sistem yang menggunakan CRT adalah sebesar 33.5%. Hal ini dapat diartikan bahwa terjadi penghematan konsumsi daya sebesar 33.5% jika sistem komputer menggunakan monitor LCD. Jika diasumsikan daya yang diserap oleh perangkat komputer sama, maka selisih daya pada tabel 3 hasil pengukuran diatas dapat dianggap sebagai selisih daya yang diserap oleh monitor LCD terhadap monitor CRT. Selisih konsumsi daya terbesar terjadi pada proses benchmarking CPU yaitu sebesar 1.195 watt, diikuti oleh proses benchmarking pada VGA Card sebesar 905 watt dan benchmarking pada Hard disk sebesar 849 watt. Selisih terkecil terjadi pada proses benchmarking komputasi sebesar 792 watt. Hal ini memperlihatkan proses
benchmarking CPU yang paling banyak menyerap konsumsi daya karena proses di CPU merupakan proses utama dalam perangkat komputer. Selisih rata-rata yang didapat adalah sebesar 935 watt antara sistem yang menggunakan monitor LCD dan sistem yang menggunakan monitor CRT. Selisih 935 watt persepuluh komputer atau 93.5 watt perkomputer terlihat tidak terlalu besar karena hanya sebandingkan dengan 1 buah lampu pijar 100 watt atau setara dengan 2 buah lampu TL 40 watt. Namun jika digunakan dalam jumlah besar misalkan di perusahaan skala menengah yang memiliki 1.000 komputer atau lebih akan sangat terasa besarnya. Sebagai contoh untuk 1.000 komputer penghematan yang terjadi adalah sebesar 93.500 watt atau 93.5 kWatt. Apa lagi jika digunakan dalam jangka waktu yang lama misalkan 8 jam sehari maka penghematan yang didapat harus dipertimbangkan kembali. Diharapkan penghematan tersebut dapat mengurangi kebutuhan listrik, sehingga terjadi penghematan pada pembangkit listrik yang berbahan bakar minyak bumi, mengurangi polusi udara dan mendukung terjadinya green environment yang diharapkan.
5. Kesimpulan Kesimpulan yang dapat ditarik dari pengujian dan pengukuran yang telah dilakukan terhadap sistem komputer yang menggunakan monitor LCD dibandingkan dengan sistem komputer yang menggunakan monitor CRT dengan menggunakan software brutebenchmark adalah sebagai berikut : -
-
-
-
-
Konsumsi daya yang diserap pada setiap proses benchmarking tidak sama besar untuk kedua sistem. Sistem komputer yang menggunakan monitor LCD menyerap daya lebih rendah dari sistem komputer yang menggunakan monitor CRT pada setiap proses benchmarking. Rata-rata penghematan sebesar 33.5% Rata-rata penghematan yang dihasilkan oleh pemakaian monitor LCD adalah sebesar 935 watt untuk sistem yang terdiri dari 10 komputer. Untuk penggunaan di institusi skala menengah yang memiliki jaringan komputer diatas 1.000 buah komputer dengan penggunaan diatas 8 jam sehari perlu dipertimbangkan penghematan yang didapatkan akan cukup berarti. Diharapkan penghematan tersebut dapat berkontribusi pada penurunan konsumsi listrik yang menggunakan bahan bakar minyak, sehingga terjadi penghematan
energi serta membantu mengurangi polusi udara yang terjadi dan mendukung isu green environment.
Daftar pustaka
[1] French, P.J. and S. Middelhoek (2004), Display and Storage, TU Delft, Delft, The Netherlands.
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Cathode_ray_tube [3] http://en.wikipedia.org/wiki/Isotropic [4] http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_crystal_displ ays
[5] http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_crystal
