¿Por qué parpadean algunos circuitos LED alimentados por CC?

En los automóviles, se utilizan los mismos LED tanto para las luces traseras como para las luces de freno. Al frenar, están encendidos al máximo, sin parpadeo, pero cuando son solo luces traseras, están atenuadas, por lo que parpadean. Muy molesto.

Los LED utilizados para la iluminación son pulsados ​​por dos razones principales:

• Atenuación
• Ahorro de energía.

La atenuación por pulsación está bien, pero el parpadeo y el ruido generado si los LED están remotos no son ideales. Los controladores de LED son mejores porque esencialmente son reguladores de conmutación que varían su voltaje para mantener constante la corriente del LED. Esto elimina el parpadeo, y no obtiene corrientes variables en la línea, además, aún es posible la atenuación.

Por otro lado, la pulsación puede ahorrar energía debido a la forma en que funcionan nuestros ojos, al ser una combinación de detectores de picos de luz y detectores rms.

Lo que esto significa es que incluso si la potencia promedio entregada a un LED es la misma, un LED pulsado aparecerá más brillante a la vista, porque durante el ciclo de ENCENDIDO fue más brillante que el promedio. Se han realizado estudios sobre el punto óptimo para esto, y IIRC se encuentra en algún lugar alrededor del 5-20 % del ciclo de trabajo.

¿No mencionaste cuál era la tasa de parpadeo? <10 Hz? > 30 Hz? ¿Solo al activar las luces de freno?

Hay al menos tres preguntas/respuestas.

• ¿Por qué parpadea? (=efecto PWM)
• ¿Por qué lo percibimos fuera del centro más como un parpadeo (óptica humana) ?
• ¿Por qué lo percibimos más como rayas moduladas en el centro cuando el automóvil se está moviendo? (óptica humana)

Ahora algunos detalles: permítanme abordar algunos problemas comunes generales;

1) Las luces de freno LED de Cadillac "eran" notorias por causar una respuesta de parpadeo en los ojos. La causa fue que una tasa de PWM era lo suficientemente alta como para pasar desapercibida al ver directamente la parte trasera de un automóvil parado, pero se notaba cuando el automóvil se movía mientras frena y más aún, desde su visión periférica. Ambas condiciones aumentan la sensibilidad del ojo-cerebro humano al parpadeo. Esto está bien documentado.

**agregado* Este gráfico muestra la distribución de los ojos de los bastones y conos. Los bastones, utilizados para la visión nocturna, tienen un campo de visión (FOV) más amplio desde el centro que los conos. Los bastones también son más sensibles pero activos solo a niveles bajos de luz ambiental. Esto explica la mayor sensibilidad del parpadeo en la visión periférica durante la noche.

2) Cuando los ojos se mueven, la visión humana es más precisa al parpadeo mientras están en la periferia. Una vez que los ojos ven el automóvil directamente mientras reduce la velocidad por la noche, producen una corriente de rayas moduladas, que se almacenan en la retina. Sin embargo, la causa de ambos es el control de intensidad LED PWM utilizado durante el frenado, introducido por Cadillac alrededor de 2000. PWM ayuda a regular el brillo completo en un rango de voltajes, como en ralentí bajo. Esto se puede suavizar agregando un límite grande a través de los LED, pero la constante de tiempo RC aumenta a medida que se reduce el ciclo de trabajo, por lo que es más efectivo cuando está atenuado. Dado que los LED de freno tienen un ESR << 1 ohm, se necesitaría un límite bastante grande para filtrar 5000 uSeg. Aumentar el PWM> 500Hz lo haría menos notable.

"Los proyectores digitales proyectan imágenes en la pantalla 144 veces por segundo, para lograr un movimiento sin parpadeos. Pero, al igual que con las películas más antiguas, solo hay 24 imágenes (fotogramas) diferentes por segundo. Los proyectores de películas generalmente proyectan cada imagen en la pantalla 2 veces para reducir el parpadeo, usando un obturador especial. Los proyectores digitales 3-D proyectan la imagen para cada ojo 72 veces por segundo en la pantalla". árbitro

El problema real radica en la aplicación incorrecta de las cifras de respuesta de parpadeo en el ojo humano a temas completamente diferentes. En una habitación a oscuras, viendo una pantalla brillantemente iluminada con una gama completa de colores, se llegó a las cifras de mérito hace mucho tiempo, a mediados del siglo XX. una actualización de 70 hercios o más imparte una imagen sin parpadeo para que la vean observadores equipados con ojos humanos. Los CRT de estilo antiguo podían salirse con la suya con 60 hercios principalmente porque los fósforos utilizados continuaban brillando durante algún tiempo después de que fueron excitados por el haz de exploración. Sin embargo, la luz trasera típica de un automóvil con una fuente monocromática, como los LED rojos, en una noche oscura, con un ciclo de trabajo en el parpadeo inferior al 50 %, la tasa de parpadeo perceptible es mucho mayor, del orden de 120 hercios o más, dependiendo un poco de qué tan rápido se encienda y se apague el LED dado cuando se aplica energía. Sí, también puedo ver el parpadeo en las luces traseras LED más nuevas del automóvil, ¡algunas son lo suficientemente malas como para provocarme mareos en algunas situaciones!

Las bombillas incandescentes automotrices para estacionamiento combinado y señal de giro o luz de freno tienen dos filamentos, uno es un filamento tenue y el otro un filamento brillante. Hay dos circuitos en la bombilla, uno para encender el filamento tenue y el otro para encender el elemento brillante o Flash.

La mayoría de las bombillas LED diseñadas para adaptarse a este tipo de bombillas tienen dos juegos de LED, LED tenues para el circuito tenue y LED brillantes para el circuito brillante. Al mismo tiempo, solo tengo experiencia con una cantidad muy limitada de bombillas LED automotrices retroajustadas, así que tómelo con cautela.

Dudo que el parpadeo de las bombillas se deba a un esquema de atenuación de la bombilla de la luz de estacionamiento, ya que es claramente más simple aprovechar los dos circuitos separados y discretos. Supongo que podrías hacer una bombilla LED que atenúe o ilumine activada por los dos circuitos.

Sospecho que, dado que los LED de reacondicionamiento automotriz se encuentran en el entorno del Lejano Oeste en este momento, técnicamente ninguno de ellos es legal y muchas personas no pasan las inspecciones de seguridad estatales si los tienen instalados, hay muchos fabricantes que producen bombillas LED extremadamente brillantes, hasta el punto donde el calor se convierte en una preocupación y, por lo tanto, use reguladores de conmutación dentro de la bombilla que causan parpadeo.

He usado las bombillas LED retro-fit de Sylvania y, como cabría esperar de una gran empresa de renombre, sus bombillas están bien diseñadas y fabricadas y no tienen parpadeo ni otros problemas. Pero Sylvania no fabrica una bombilla de luz antiniebla para mi vehículo, obtuve algunas bombillas LED baratas de Internet, ese diseño imita algunos de los LED realmente brillantes para faros delanteros y luces antiniebla. Estos parpadean notablemente cuando se mira directamente a la bombilla, crean un ruido/EMI notable dentro de unos pocos pies (el teléfono celular capta el ruido) o para una estación de radio AM débil y distante, el ruido se capta de los LED. No se nota por la luz reflejada en la superficie de la carretera, por lo que, con la excepción de tratar de escuchar una estación de radio AM distante y débil, el parpadeo realmente no interfiere con la operación del vehículo.

Suficientes LED absorberán algo de energía. Por esta razón, es común conducirlos individualmente, pero lo suficientemente rápido como para que el ojo no pueda ver el parpadeo. Condúzcalos demasiado despacio y parpadearán. Si realmente quiere 50 LED encendidos a la vez, le costará 50 veces más que encenderlos uno a la vez.