Estoy diseñando un atenuador de LED utilizando la modulación de ancho de pulso controlada por software y quiero saber la frecuencia mínima de PWM que debo alcanzar para que el método de atenuación de LED no se distinga de la corriente continua variable.
Para atenuar al X% de potencia, el LED estará completamente encendido durante el X% del período PWM y completamente apagado durante el resto, con X de 0 a 100. Asumo que el observador puede comparar con los LED cercanos impulsados por corriente continua. a varias potencias (pero no exactamente X% de potencia), y puede mover el ojo (en particular, mire los LED en la visión periférica, que, según me dijeron, es el más sensible al parpadeo). No tengo en cuenta mover la cabeza a propósito en relación con los LED, lo que (supongo) podría ser un método de distinción efectivo; y uso de un disco de hendidura giratorio o una técnica similar.
Leí que los proyectores de películas usan una frecuencia de obturación de 48 o 72 Hz (dos o tres veces la velocidad de fotogramas) para reducir el parpadeo a algo tolerable (pero bastante perceptible en la visión periférica, supongo). También leí que se ha elegido la frecuencia de CA de 50 o 60 Hz para evitar el parpadeo, lo que sugiere que ese parpadeo de 100 o 120 Hz es perceptible (pero el límite podría ser mucho mayor, porque la inercia térmica del filamento debe amortiguar las variaciones). Otro punto de referencia es que se han diseñado CRT con una frecuencia de exploración de 100 Hz, presumiblemente con algún beneficio (pero, de nuevo, eso no es una indicación del límite superior).
Editar: Encontré esta publicación relevante, Efectos de la iluminación de alta frecuencia en la visión humana
Editar: Mi LED es "blanco", que es realmente azul con un convertidor de luminiscencia que consiste en un material de fósforo inorgánico.
Tiene razón al compararlo con las frecuencias de actualización de la televisión; mi hermano se graduó en investigación de parpadeo para televisores LED. De hecho, necesita conducir su LED a velocidades más altas. Los televisores LED tienen problemas de parpadeo a 60 Hz. En realidad, las frecuencias involucradas son aún más altas: los televisores LED usaban PWM para mostrar intensidades en el rango de 0 a 255, al dividir 1/60 de segundo por cuadro en partes que duraban 1/120, 1/240, 1 /480a,... de un segundo. ( usado ; algunos televisores modernos ahora usan esquemas más complejos y menos regulares que reducen la percepción del parpadeo).
Otro efecto que debe tener en cuenta son los fósforos involucrados en los CRT. Los modelos de 100/120 Hz no tienen problemas de parpadeo porque los fósforos están diseñados para brillar durante milisegundos. Es posible que sus fósforos LED no estén diseñados para eso; hay algunas variantes bastante diferentes alrededor.
Parece que ya hiciste la mayor parte de la investigación tú mismo.
Sin embargo, hay un efecto importante que puede mantener visible el parpadeo, incluso a 200 Hz o más. Y eso se debe al movimiento: dejar la huella como una línea punteada en la retina, o crear la percepción de que la luz está ligeramente por detrás del objeto al que está adherida. Es posible que esto no se note en proyecciones grandes (cine), pero se nota mucho en fuentes puntuales como los LED. Durante los movimientos sacádicos (movimientos oculares rápidos), el ojo puede girar a más de 500 grados/seg. Combine eso con la alta resolución de la visión humana (hasta 2 minutos de arco) y obtenga una frecuencia mínima teórica de 15 KHz. Si espera que la fuente de luz y el observador se muevan entre sí, podría argumentar que este límite debe ser aún mayor.
En primer lugar, debido al rango de ciclos de trabajo utilizados para simular la atenuación, su condición más atenuada mejorará los efectos de parpadeo más allá de las formas de onda utilizadas en los experimentos utilizados tradicionalmente para encontrar el umbral de fusión de parpadeo. Esto significa que deberá tratar la referencia a continuación con precaución, o correr el riesgo de que sus resultados sean aceptables, o posiblemente encontrar a alguien con (probablemente) información no publicada usando un sistema similar.
Parece que está creando una modulación del 100% en una aplicación de iluminación (el fósforo probablemente no evitará esto en las frecuencias que está considerando usar). Las respuestas (adversas) todavía ocurren por encima del nivel de percepción de parpadeo hasta 162 Hz (y más allá). Consulte Berman et al 1991, Optometry and Vision Science, y considere las diferencias en la forma de onda (ciclo de trabajo) y la intensidad. Hay otros factores, como el espectro y el tamaño y la ubicación del estímulo en el campo de visión, pero estos probablemente sean secundarios para su decisión. Sin embargo, como lo más probable es que ambos vayan en contra de sus objetivos, probablemente también sea prudente agregar un margen generoso.
Depende de las circunstancias, en qué parte del campo de visión y la iluminación ambiental.
En una luz brillante que lo mira directamente, entonces el parpadeo de 20 Hz sería apenas perceptible, en la visión de la esquina oscura adaptada "de su ojo" puede detectar 60 Hz, suponiendo que el LED se apague por completo.
Las lámparas regulares no causan parpadeo a 50/60 Hz porque el filamento apenas cambia de brillo durante el ciclo porque no tiene tiempo para enfriarse. Los tubos fluorescentes son notoriamente 'parpadeantes' porque se apagan en cada ciclo.
Como no tiene ninguna razón para no ir a alta frecuencia (<1Khz), también podría hacerlo.
Hay muchos factores involucrados y aunque hay estudios para la iluminación de la habitación (encontraron una disminución en los días de baja por enfermedad al cambiar a frecuencias más altas de fluorescente de 50 Hz), TV sin parpadeos y efectos del movimiento como mencionó Kris Van Bael, pero para su aplicación allí podría haber dos soluciones simples:
Si considera los monitores de computadora, para hacer que el cursor del mouse se mueva suavemente, debe evitar que se salten píxeles al moverse. Dado que uno puede mover el cursor de una esquina a la otra en aproximadamente 1/2 segundo y la resolución horizontal es de 1920 píxeles en los monitores modernos, esto nos da alrededor de 4000 Hz. Por supuesto, con una mejor resolución, se requeriría una mayor frecuencia para lograr la máxima suavidad.
Vineet Menon
MSalters
ndemú