Làm thế nào để chọn đúng tần số PWM cho LED?

16

Tôi muốn kiểm soát độ sáng của đèn LED với PWM (thông qua bóng bán dẫn BJT). Tôi nên chọn tần số nào của PWM?

pwm

Từ 70 đến 200 Hz.

— starblue

2

@starblue "Từ 70 đến 200 Hz." - 70Hz tạo ra ánh sáng nhấp nháy có thể nhìn thấy cho nhiều người và nhấp nháy rất rõ cho hầu như tất cả mọi người nếu đèn led (hoặc người quan sát) di chuyển. Xin vui lòng, sử dụng một tần số cao hơn đó. Tôi muốn giới thiệu 200Hz là tối thiểu .

— marcelm

@marcelm Vâng, có lẽ là một ý tưởng tốt hơn để đi cao như thực tế, để có được ánh sáng dễ chịu nhất. Tôi hiện đang sử dụng 1kHz cho đèn RGB, một dự án sở thích. Thậm chí sau đó bạn có thể thấy PWM như các sọc khi bạn nhanh chóng di chuyển mắt, nhưng IMHO đó không thực sự là một vấn đề.

— starblue

19

Đối với một câu hỏi như thế này, có lẽ bạn sẽ nhận được nhiều câu trả lời như có những người quan tâm trả lời. Đây là câu trả lời của tôi: Nó phụ thuộc .

Dưới đây là một số yếu tố giới hạn, đầu tiên là giới hạn dưới:

Bền bỉ của tầm nhìn:
- Những người khác nhau rất nhạy cảm với ánh sáng nhấp nháy trong một nguồn sáng. Một số người sẽ nhận thấy nhấp nháy ngay cả ở tần số 100 Hz, những người khác có lẽ thậm chí không thấp đến 10 Hz.
- Chuyển động của nguồn sáng so với mắt làm cho ánh sáng nhấp nháy rõ hơn, tăng theo tốc độ của chuyển động.
- Độ nhạy thị giác của con người ở cường độ ánh sáng thấp - cả cường độ môi trường và cường độ nguồn. Ở cường độ rất thấp, mắt nhạy cảm hơn nhiều với bất kỳ thay đổi nào về cường độ. Vì vậy, một đèn LED hoạt động ở chu kỳ thấp / dòng điện thấp và trong môi trường tối sẽ yêu cầu tần số PWM tối thiểu cao hơn.

Bây giờ giới hạn trên:

Đặc điểm bật đèn LED: Đèn LED không thể được bật ở tần số cao tùy ý, một khi thời lượng xung đạt đến thời gian bật, đèn LED không bao giờ thực sự bật hoàn toàn, do đó tuyến tính của điều khiển PWM bị mất để bắt đầu và ở tần số cao hơn / xung ngắn hơn, cuối cùng đèn LED chỉ mờ hoặc tắt.
Khả năng của nhà cung cấp PWM: Bộ vi điều khiển của bạn sẽ có tốc độ PWM tối đa riêng, đặt giới hạn cứng.
Chuyển đổi tổn thất: Bất kỳ hệ thống chuyển mạch, dựa trên MOSFET, dựa trên BJT hoặc khác, đều phải chịu tổn thất chuyển đổi năng lượng khi tốc độ chuyển đổi tăng. Tại một thời điểm, điều này trở nên quan trọng cả về việc làm nóng thiết bị chuyển mạch và hiệu quả chiếu sáng.

Do đó, tùy thuộc vào các tham số này và bất kỳ thông số nào khác ảnh hưởng đến yêu cầu cụ thể của bạn, câu trả lời chính xác có thể là bất kỳ nơi nào trong phạm vi 50 Hz đến vài chục KHz.

— Anindo Ghosh
nguồn

1

Tầm nhìn của con người "làm mới" (ngưỡng hợp nhất Flicker) ở mức tối thiểu 50hz đến 60hz. Bất cứ ai cũng bị mù 10hz sẽ xuất hiện nhấp nháy ...

— Người qua đường

2

@Passerby Không, có một số điều kiện không được tính là mù nhưng gây giảm ngưỡng nhấp nháy. Cảm lạnh thông thường là một trong những như vậy. Tôi đã tham gia vào một nghiên cứu về thị lực của con người, nơi các ngưỡng nhấp nháy xuống tới 10 Hz được tìm thấy ở một số người tham gia.

— Anindo Ghosh

Tôi hiện đang thử nghiệm với đèn LED có thể điều chỉnh độ sáng được lắp đặt trong khu vực sinh hoạt / ăn uống trong nhà. Thiết lập ngay bây giờ là đèn LED mờ Leviton và đèn định vị LED LemonBest 4W có thể điều chỉnh độ sáng. Ở cài đặt độ mờ thấp hơn có nhấp nháy xấu. Đó là ở tần số 120 Hz (2 số không trên mỗi bước sóng) và nó tạo ra hiệu ứng strobcop. (Bạn có thể thấy những mảnh phô mai nghiền rơi vào thức ăn; tin tôi không đẹp lắm).

— Ritter

3

@Passerby: mắt chúng ta không hoạt động như màn hình. Thời gian đáp ứng không chỉ khác nhau giữa hình nón và hình que mà còn khác nhau giữa các khu vực khác nhau của võng mạc và giữa các mức độ ánh sáng khác nhau, và sau đó để thêm vào nó, cuối cùng chúng ta không nhìn thấy bằng mắt mà bằng bộ não.

— tên gì là

1

Tôi nghi ngờ khẳng định của bạn rằng một số người không thể nhận ra nhấp nháy xuống tới 10 Hz. Họ sẽ bị suy giảm thị lực nghiêm trọng nếu thậm chí họ không thể phát hiện được rung động 25 Hz trong rạp chiếu phim. Phát hiện nhấp nháy ngoại vi nâng cao rất hữu ích khi lái xe ô tô để phát hiện và tránh va chạm bắt đầu từ bên hông (trẻ em chạy về phía đường phố) hoặc nhìn thấy động vật tấn công vì lý do tự bảo quản. @AnindoGhosh Bạn có muốn sao lưu điều này với một tài liệu tham khảo không? hay kinh nghiệm cá nhân? Tôi đề nghị tối thiểu 1kHz> 3kHz là tốt hơn. Câu trả lời của bạn bỏ qua việc tăng cường ngoại vi của nhận thức. Lưu ý

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

7

Nó phụ thuộc hoàn toàn vào ứng dụng và độ nhạy tự nhiên của mắt người đối với nhấp nháy khi ánh sáng đang di chuyển hoặc khi mắt bạn chuyển động với độ nhạy ngoại vi được cải thiện thành nhấp nháy, trong khi tầm nhìn ngoại vi ở trạng thái ổn định giảm.

Cadillac là một trong những chiếc xe đầu tiên giới thiệu đèn phanh LED và chúng tôi là Kỹ sư tự hỏi làm thế nào điều này bỏ qua chi tiết quan trọng này.

Mọi người sẽ nói tại sao đèn phanh xe lại nhấp nháy khi nó đang lái qua tầm nhìn của chúng tôi? Nó rất khó chịu với một số người có Seizure nhạy cảm với nhấp nháy, đến nỗi nó có thể kích hoạt một "tập phim".

Vì chúng tôi có đèn LED nhà cố định, chúng tôi không quan tâm nhưng chúng tôi biết điều gì đó gây khó chịu cho một số người. Điều này thường là do các Kỹ sư không biết nhiều về phản ứng Y sinh và nghĩ rằng 150 Hz là ổn, vì họ không thể nói bất cứ điều gì nhìn chằm chằm vào nó. Đó là bởi vì nó đòi hỏi tạo tác chuyển động để phát hiện hình ảnh nhấp nháy hoặc di chuyển trên ngoại vi võng mạc.

Dải tần số tôi muốn đề xuất là tối thiểu 300 Hz đối với tĩnh và tối thiểu 1kHz để di chuyển không nhấp nháy. Mặc dù ngành công nghiệp đã chậm chạp với 300 Hz và độ nhạy nhấp nháy chuyển động mắt ngoại vi vẫn tồn tại ở tốc độ nhấp nháy này trong đèn đuôi di chuyển.

Photpho trắng phản ứng nhanh hơn nhiều so với phốt pho ống TV.

Nếu bạn không quan tâm đến những lo lắng của tôi, vui lòng làm theo lời khuyên của người khác với tần suất thấp hơn.

Tôi tìm kiếm tài liệu tham khảo để sao lưu kinh nghiệm của tôi. Đây chỉ là một ví dụ. http://www.thenakenscientists.com/forum/index.php?topic=45126.0

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
nguồn

3

Đồng ý với những người ở trên ở mức thấp, nhưng ở dải tần số cao hơn, đôi khi bạn có thể nghe thấy một chuyển đổi âm thanh nếu bạn ở trong phạm vi 1k-15k. Bạn sẽ muốn đứng ngoài phạm vi âm thanh hoặc bạn có thể nghe thấy tiếng ồn cao ở tần số PWM.

— ryeager
nguồn

2

Như tôi đã thấy, hầu hết tất cả các sơ đồ làm mờ PWM với LM555, đều có mạch dao động được hình thành bởi tụ 0u1 và điện trở 1k. Điều đó có nghĩa là khoảng 2 kHz với các biến thể nhẹ ở độ rộng thấp và cao. Tôi nghĩ tần số này cung cấp đủ tốc độ chuyển đổi để không nhìn thấy các nhấp nháy xấu khi di chuyển và mặt khác, đủ chậm để bật đèn LED al chiều rộng thấp. Tôi muốn thử tần số cao hơn để xem điều gì xảy ra (5 ... 10 kHz)

— Dân
nguồn

1

Nếu bạn đặt một tụ điện song song với đèn led, bạn sẽ có thể tránh được sự nhấp nháy và thay vào đó là một sóng giảm nhẹ, hoặc gợn sóng. Tần số càng cao, cũng như độ rộng xung 'trên' càng dài sẽ cho ánh sáng ổn định nhất.

Lựa chọn tần số bây giờ phụ thuộc nhiều hơn vào số lượng độ rộng khác nhau mà bạn muốn có thể ép thành một chu kỳ, hoặc độ phân giải mờ dự định để nói.

— Nikke
nguồn

Không nắp sẽ hành động để làm mịn tín hiệu pwm? Thay vì đèn LED được bật đầy đủ và tắt hoàn toàn, nó sẽ được bật liên tục với dòng điện phía trước thấp hơn .. như thể pwm hoàn toàn không được sử dụng? Sự hiểu biết của tôi là một lợi ích của phương pháp pwm là tối đa hóa hiệu quả LED bằng cách tránh tình huống như vậy. Hoặc là tình huống khác nhau nếu bạn sử dụng một nắp đủ nhỏ?

— apraetor

Có bạn nói đúng, nó sẽ làm mịn tín hiệu, "lý tưởng" như thể không có pwm nào được sử dụng cả. Lý do tôi đề nghị là tôi muốn tránh nhấp nháy bật / tắt vì đôi khi nó ảnh hưởng đến sự tập trung. Tôi đã không phản ánh về tối đa hóa hiệu quả.

— Nikke

Giảm dòng điện phía trước thông qua một đèn LED là không hiệu quả và chắc chắn không phải là cách "lý tưởng" so với PWM. Hầu hết các đặc điểm của đèn LED được đánh giá ở dòng chuyển tiếp đầy đủ, và chúng sẽ trôi ra khỏi đặc điểm kỹ thuật khi dòng điện phía trước giảm xuống. Ví dụ, trong đèn LED trắng công suất cao, nhiệt độ màu sẽ thay đổi khi dòng điện phía trước giảm xuống. Đây là lý do tại sao hầu hết các nhà sản xuất LED khuyên dùng PWM là phương pháp làm mờ, đèn LED vẫn nằm trong vùng hoạt động lý tưởng của nó.

— jduncanator

Xin tha thứ cho câu hỏi n00b ở đây, nhưng liệu người ta có thể sử dụng tụ điện song song với toàn bộ dải đèn LED để đạt được kết quả tương tự không? Làm thế nào để xác định kích thước của tụ điện nói?

— Rob de Jrid

Tôi gặp vấn đề là tôi bị nhiễu âm thanh từ cuộn dây cấp nguồn ở tần số có thể chịu được (như 10kHz). Tôi đã thay đổi tần số thành 31,25 kHz đầy đủ của Timer0 từ AtTiny85 ở 8 MHz, nhưng tôi không chắc tần số PWM được hỗ trợ tối đa cho đèn LED 5050 SMD là gì. Nó dường như hoạt động, nhưng tôi không chắc nó có trong thông số kỹ thuật an toàn của đèn LED không.

— Needfult thở