Bagaimana memilih frekuensi PWM yang tepat untuk LED?

16

Saya ingin mengontrol kecerahan LED dengan PWM (melalui transistor BJT). Berapa frekuensi PWM yang harus saya pilih?

pwm

Antara 70 dan 200 Hz.

— starblue

2

@starblue "Antara 70 dan 200 Hz." - 70Hz menghasilkan flicker yang terlihat oleh banyak orang, dan flicker yang sangat terlihat oleh hampir semua orang jika led (atau pengamat) bergerak. Tolong, gunakan frekuensi yang lebih tinggi dari itu. Saya akan merekomendasikan 200Hz sebagai minimum .

— marcelm

@marcelm Ya, itu mungkin ide yang lebih baik untuk pergi setinggi praktis, untuk mendapatkan cahaya yang paling menyenangkan. Saya sekarang menggunakan 1kHz untuk lampu RGB, proyek hobi. Bahkan kemudian Anda dapat melihat PWM sebagai garis ketika Anda dengan cepat menggerakkan mata, tetapi IMHO itu tidak benar-benar masalah.

— starblue

19

Untuk pertanyaan seperti ini, Anda mungkin akan mendapatkan jawaban sebanyak mungkin karena ada orang yang tertarik untuk menjawab. Inilah jawaban saya: Itu tergantung .

Berikut adalah beberapa faktor pembatas, pertama batas bawah:

Kegigihan visi:
- Orang yang berbeda memiliki kepekaan berbeda terhadap flicker dalam sumber cahaya. Beberapa akan melihat flicker bahkan pada 100 Hz, yang lain mungkin bahkan tidak serendah 10 Hz.
- Gerakan sumber cahaya relatif terhadap mata membuat kedipan lebih terlihat, ditingkatkan dengan kecepatan gerakan.
- Sensitivitas penglihatan manusia pada intensitas cahaya rendah - baik intensitas sekitar maupun sumber. Pada intensitas yang sangat rendah, mata jauh lebih sensitif terhadap perubahan intensitas apa pun. Jadi LED yang dioperasikan pada siklus rendah / arus rendah dan dalam lingkungan gelap akan membutuhkan frekuensi PWM minimum yang lebih tinggi.

Sekarang batas atas:

Karakteristik turn-on LED: LED tidak dapat diaktifkan pada frekuensi tinggi sewenang-wenang, setelah durasi pulsa mendekati waktu turn-on, LED tidak pernah benar-benar menyala sepenuhnya, maka linearitas kontrol PWM hilang untuk memulai, dan pada frekuensi yang lebih tinggi / pulsa lebih pendek, akhirnya LED tetap redup atau mati.
Kemampuan penyedia PWM: Mikrokontroler Anda akan memiliki tingkat PWM maksimumnya sendiri, yang menetapkan batas keras.
Switching losses: Setiap sistem switching, berbasis MOSFET, berbasis BJT, atau lainnya, menderita kehilangan daya karena switching rate meningkat. Pada satu titik ini menjadi signifikan baik dalam hal pemanasan perangkat switching, dan efisiensi pencahayaan.

Jadi, tergantung pada parameter ini, dan yang lainnya yang memengaruhi kebutuhan spesifik Anda, jawaban yang benar bisa berada di mana saja dalam rentang 50 Hz hingga beberapa lusin KHz.

— Anindo Ghosh
sumber

1

Human Vision "menyegarkan" (ambang fusi Flicker) minimal 50 hz hingga 60 hz. Flashing 10hz akan terlihat oleh siapa pun yang kurang dari orang buta ...

— Pejalan kaki

2

@Passerby Tidak, ada beberapa kondisi yang tidak dianggap sebagai kebutaan tetapi yang menyebabkan penurunan ambang batas flicker. Pilek biasa adalah salah satunya. Saya telah menjadi bagian dari studi penglihatan manusia di mana ambang kedip hingga 10 Hz ditemukan pada beberapa peserta.

— Anindo Ghosh

Saat ini saya sedang bereksperimen dengan lampu LED dimmable yang dipasang di ruang tamu / ruang makan di dalam ruangan. Setup sekarang adalah Leviton dimmer LED dan LemonBest 4W LED light dimmable. Pada pengaturan dimmer rendah ada flicker buruk. Ini pada 120 Hz (2 nol per panjang gelombang) dan menghasilkan efek stroboscope. (Anda dapat melihat serpihan keju parut jatuh pada makanan; tidak terlalu bagus percayalah).

— ritter

3

@Passerby: mata kita tidak berfungsi seperti monitor. Tidak hanya waktu respons berbeda antara kerucut dan batang, tetapi berbeda antara daerah retina yang berbeda dan antara berbagai tingkat cahaya, dan kemudian menambahkannya, kita akhirnya tidak melihat dengan mata tetapi dengan otak kita.

— whatsisname

1

Saya ragu pernyataan Anda bahwa beberapa orang tidak dapat membedakan flicker hingga 10 Hz. Mereka akan memiliki gangguan penglihatan yang serius jika mereka bahkan tidak dapat mendeteksi flicker gerak 25 Hz di bioskop. Deteksi kedip Periferal yang ditingkatkan berguna saat mengendarai mobil untuk mendeteksi dan menghindari tabrakan mulai dari samping (anak-anak berlarian ke jalan) atau manusia gua yang melihat hewan yang menyerang untuk alasan pelestarian diri. @AnindoGhosh Apakah Anda ingin mencadangkannya dengan referensi? atau pengalaman pribadi? Saya sarankan minimum 1kHz> 3kHz lebih baik. Jawaban Anda mengabaikan peningkatan persepsi periferal. NB

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

7

Itu sepenuhnya tergantung pada aplikasi dan sensitivitas alami mata manusia untuk berkedip ketika cahaya bergerak atau ketika mata Anda bergerak dengan sensitivitas periferal ditingkatkan menjadi berkedip, sementara penglihatan periferal kondisi-mapan menurun.

Cadillac adalah salah satu, jika bukan THE mobil pertama yang memperkenalkan lampu rem LED dan kami sebagai Insinyur bertanya-tanya bagaimana ini melewatkan detail utama ini.

Orang-orang akan mengatakan mengapa lampu rem mobil itu berkedip-kedip karena mengemudi melewati pandangan kita? Itu sangat menjengkelkan bagi beberapa orang dengan Seizure sensitif terhadap flicker, yang bisa memicu "episode".

Karena kami memiliki rumah LED stasioner kami, tidak sering peduli namun kami tahu ada sesuatu yang menjengkelkan bagi beberapa orang. Ini sering karena Insinyur tidak tahu banyak tentang tanggapan Biomedis dan berpikir 150 Hz tidak apa-apa, karena mereka tidak bisa mengatakan apa-apa menatapnya. Itu karena itu membutuhkan artefak gerak untuk mendeteksi flicker atau gambar bergerak di periferal retina.

Rentang frekuensi yang saya sarankan adalah minimum 300 Hz untuk stasioner dan minimum 1kHz untuk bergerak bebas flicker. Meskipun industri telah kendur dengan 300 Hz dan sensitivitas gerakan mata periferal masih ada pada tingkat flicker ini dalam lampu ekor yang bergerak.

Fosfor LED putih merespons jauh lebih cepat daripada fosfor tabung TV.

Jika Anda tidak peduli dengan keprihatinan saya, silakan ikuti saran orang lain di frekuensi yang lebih rendah.

Saya mencari referensi untuk mendukung pengalaman saya. Ini hanya satu contoh. http://www.thenakedscientists.com/forum/index.php?topic=45126.0

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
sumber

3

Setuju dengan yang di atas pada ujung bawah, tetapi pada ujung spektrum frekuensi yang lebih tinggi, Anda kadang-kadang dapat mendengar perpindahan yang terdengar jika Anda berada dalam kisaran 1k-15k. Anda ingin tetap berada di luar jangkauan suara atau berpotensi mendengar suara bernada tinggi pada frekuensi PWM Anda.

— ryeager
sumber

2

Seperti yang saya lihat, hampir semua diagram dimmer PWM dengan LM555, memiliki rangkaian osilasi yang dibentuk oleh kapasitor 0u1 dan resistor 1k. Itu berarti sekitar 2 kHz dengan sedikit variasi pada lebar rendah dan tinggi. Saya pikir frekuensi ini menawarkan kecepatan switching yang cukup agar tidak melihat kerlipan yang buruk saat bergerak dan, di sisi lain, cukup lambat untuk menyalakan LED al lebar rendah. Saya ingin mencoba frekuensi yang lebih tinggi untuk melihat apa yang terjadi (5 ... 10 kHz)

— Dan
sumber

1

Jika Anda meletakkan kapasitor sejajar dengan led, Anda harus dapat menghindari kerlipan dan sebagai gantinya mendapatkan gelombang yang sedikit menurun, atau riak. Semakin tinggi frekuensinya, juga lebar pulsa 'on' yang lebih lama akan memberikan cahaya paling konsisten.

Pilihan frekuensi sekarang lebih tergantung pada berapa banyak lebar berbeda yang ingin Anda peras menjadi satu siklus, atau resolusi peredupan yang dimaksud.

— Nikke
sumber

Bukankah tutupnya berfungsi untuk menghaluskan sinyal PWM? Alih-alih LED menyala penuh dan mati sepenuhnya, itu akan terus menyala dengan arus maju yang lebih rendah .. seolah-olah PWM tidak digunakan sama sekali? Pemahaman saya adalah salah satu manfaat dari pendekatan PWM adalah untuk memaksimalkan efisiensi LED dengan menghindari situasi seperti itu. Atau apakah situasinya berbeda jika Anda menggunakan topi yang cukup kecil?

— apraetor

Ya Anda benar, itu akan menghaluskan sinyal, "idealnya" seolah-olah tidak ada PWM digunakan sama sekali. Alasan saya menyarankan itu adalah bahwa saya ingin menghindari kerlipan on / off karena kadang-kadang mempengaruhi konsentrasi. Saya tidak merenungkan memaksimalkan efisiensi.

— Nikke

Mengurangi arus maju melalui LED tidak efektif dan tentu saja bukan cara "ideal" atas PWM. Sebagian besar karakteristik LED dinilai pada arus maju penuh, dan ini akan keluar dari spesifikasi karena arus maju turun. Misalnya, dalam LED putih daya tinggi, suhu warna akan berubah saat arus maju turun. Inilah sebabnya mengapa sebagian besar produsen LED merekomendasikan PWM sebagai metode peredupan, LED tetap berada di wilayah operasinya yang ideal.

— jduncanator

Maafkan pertanyaan n00b di sini, tetapi apakah orang dapat menggunakan kapasitor secara paralel dengan seluruh strip LED untuk mencapai hasil yang sama? Bagaimana cara menentukan ukuran kapasitor tersebut?

— Rob de Jonge

Saya memiliki masalah yang saya dapatkan suara audio dari kumparan catu daya pada frekuensi yang dapat didengar (seperti 10kHz). Saya mengubah frekuensi ke Timer. 31,25 kHz penuh dari AtTiny85 pada 8MHz, tapi saya tidak yakin apa frekuensi PWM didukung maksimum untuk 5050 SMD LED. Tampaknya bekerja, tapi saya tidak yakin apakah itu dalam spesifikasi yang aman dari LED.

— perlu