LED için doğru PWM frekansı nasıl seçilir?

16

LED'in parlaklığını PWM (BJT transistör aracılığıyla) ile kontrol etmek istiyorum. Hangi PWM frekansını seçmeliyim?

pwm

70 ile 200 Hz arasında.

— starblue

2

@starblue "70 ile 200 Hz arasında." - 70Hz, birçok kişiye görünür titreşim sağlar ve led (veya gözlemci) hareket ederse hemen hemen herkes için çok görünür titreşim üretir. Lütfen bundan daha yüksek bir frekans kullanın. Minimum olarak 200Hz öneriyorum .

— marcelm

@marcelm Evet, muhtemelen en keyifli ışığı elde etmek için pratik kadar yükseğe çıkmak daha iyi bir fikirdir. Şimdi bir RGB ışık, bir hobi projesi için 1kHz kullanıyorum. O zaman bile, gözü hızla hareket ettirdiğinizde PWM'yi çizgili olarak görebilirsiniz, ancak IMHO bu gerçekten bir sorun değil.

— starblue

19

Böyle bir soru için, muhtemelen cevaplamak isteyenlerin sayısı kadar cevap alacaksınız. İşte cevabım: Duruma göre değişir .

İşte sınırlayıcı faktörlerden bazıları, önce alt sınırlar:

Vizyonun kalıcılığı:
- Farklı insanlar bir ışık kaynağındaki titreşime farklı şekilde duyarlıdır. Bazıları 100 Hz'de bile titreşir, bazıları belki 10 Hz kadar bile titreşmez.
- Işık kaynağının göze göre hareketi, titremeyi daha belirgin hale getirir ve hareket hızıyla büyür.
- Düşük ışık yoğunluğunda insan görme hassasiyeti - hem ortam hem de kaynak yoğunluğu. Çok düşük yoğunlukta, göz yoğunluktaki herhangi bir değişikliğe çok daha duyarlıdır. Bu nedenle, düşük görev çevriminde / düşük akımda ve karanlık bir ortamda çalışan bir LED, daha yüksek bir minimum PWM frekansı gerektirecektir.

Şimdi üst sınırlar:

LED açma özellikleri: Bir LED, keyfi olarak yüksek frekansta değiştirilemez, darbe süresi açılış süresine yaklaştığında, LED asla tam olarak açılmaz, bu nedenle PWM kontrolünün doğrusallığı ile başlamak ve daha yüksek frekansta kaybolur / daha kısa darbeler, sonunda LED loş veya sönük kalır.
PWM sağlayıcı özellikleri: Mikrodenetleyicinizin kendi maksimum PWM hızına sahip olması gerekir, bu da sabit bir sınır belirler.
Anahtarlama kayıpları: Herhangi bir anahtarlama sistemi, MOSFET tabanlı, BJT tabanlı veya diğer anahtarlama anahtarlama oranı arttıkça anahtarlama güç kaybına maruz kalır. Bir noktada bu, hem anahtarlama cihazının ısıtılması hem de aydınlatma verimliliği açısından önemli hale gelir.

Bu nedenle, bu parametrelere ve özel gereksiniminizi etkileyen diğerlerine bağlı olarak, doğru cevap 50 Hz ila birkaç düzine KHz aralığında herhangi bir yerde olabilir.

— Anindo Ghosh
kaynak

1

İnsan Vizyonu en az 50hz ila 60hz arasında "yenilenir" (Titreme füzyon eşiği). Yanıp sönen 10hz kör kısa herkes tarafından görülebilir ...

— Passerby

2

@Passerby Hayır, körlük olarak sayılmayan ancak titreşim eşiğinin azaltılmasına neden olan birkaç durum vardır. Soğuk algınlığı böyle biridir. Çeşitli katılımcılarda 10 Hz'e kadar titreşim eşiklerinin bulunduğu bir insan görme çalışmasının parçası oldum.

— Anindo Ghosh

Şu anda iç mekanlarda bir yaşam / yemek alanına monte edilen kısılabilir LED ışıkları deniyorum. Şu anda kurulum bir LED dimmer Leviton ve kısılabilir LemonBest 4W LED spot ışığı. Düşük kısıcı ayarlarında kötü bir titreşim vardır. 120 Hz'de (dalga boyu başına 2 sıfır) ve stroboskop etkisi yaratır. (Rendelenmiş peynir pullarının yemeğe düştüğünü görebilirsiniz; çok hoş değil inanın bana).

— ritter

3

@Passerby: Gözlerimiz monitör gibi çalışmıyor. Tepki süresi sadece koniler ve çubuklar arasında değişmekle kalmaz, aynı zamanda retinanın farklı alanları arasında ve değişen ışık seviyeleri arasında da farklılık gösterir ve daha sonra buna eklemek için nihayetinde gözlerimizle değil beynimizle görürüz.

— whatsisname

1

Bazı insanların titreşimleri 10 Hz'ye kadar göremediğini iddia ettiğinizden şüpheliyim. Sinemada 25 Hz hareket titremesini bile tespit edemezlerse ciddi bir görme bozukluğu yaşayacaklardı. Geliştirilmiş Çevresel titreşim algılama, bir yandan araba kullanırken, yandan (sokağa doğru koşan çocuklar) veya mağara adamlarının kendini koruma nedenleriyle saldıran hayvanları gördüklerinden başlayarak çarpışmaları tespit etmek ve önlemek için kullanışlıdır. @AnindoGhosh Bunu bir referansla yedeklemek istediniz mi? ya da kişisel deneyim? Minimum 1kHz> 3kHz daha iyi olduğunu düşünüyorum. Cevabınız, algının çevresel gelişimini ihmal eder. NB

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

7

Tamamen uygulamaya ve ışığın hareket ederken veya gözünüzün titremeye dönüştüğü çevresel duyarlılık hareket ederken titremeye karşı insan gözünün doğal duyarlılığına bağlıdır, sabit durumlu çevresel görüş azalır.

Cadillac, LED fren lambalarını tanıtan ilk araba olmasa da biriydi ve Mühendisler olarak bunun bu büyük detayı nasıl kaçırdığını merak ediyoruz.

İnsanlar bu fren lambası neden bizim görüşümüzü geçerken titriyor? Seizure'un titremeye duyarlı olduğu bazı insanlar için çok rahatsız ediciydi, bir "bölümü" tetikleyebilir.

Ev LED'leri sabit kaldığımızdan, çoğu zaman umursamıyoruz, ancak bazı insanlar için bir şey rahatsız edici olduğunu biliyoruz. Bunun nedeni genellikle Mühendislerin Biyomedikal tepkiler hakkında fazla bilgi sahibi olmaması ve 150 Hz'in iyi olduğunu düşünmesidir, çünkü ona bakan hiçbir şey söyleyemezler. Bunun nedeni, retina periferalinde titreşen veya hareketli görüntüleri tespit etmek için hareket artefaktı gerektirmesidir.

Önerebileceğim frekans aralığı, hareketsiz için minimum 300 Hz ve titreşimsiz hareket etmek için minimum 1kHz'dir. Her ne kadar endüstri 300 Hz ile gevşek olsa da ve hareketli arka lambalarda bu titreşim hızında periferik göz hareketi titreme hassasiyeti hala var.

Beyaz LED fosfor, TV tüp fosforundan çok daha hızlı tepki verir.

Endişelerimi umursamıyorsanız, başkalarının tavsiyelerini daha düşük frekanslarda takip etmekten çekinmeyin.

Deneyimlerimi desteklemek için referanslar aradım. Bu sadece bir örnek. http://www.thenakedscientists.com/forum/index.php?topic=45126.0

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
kaynak

3

Aşağıdakilerle aynı fikirde olun, ancak frekans spektrumunun daha yüksek ucunda, bazen 1k-15k aralığındaysanız sesli bir anahtarlama duyabilirsiniz. Sesli aralık dışında kalmak isteyeceksiniz veya potansiyel olarak PWM frekansınızda yüksek tiz bir ses duyabilirsiniz.

— ryeager
kaynak

2

Gördüğüm gibi, LM555 ile hemen hemen tüm PWM dimmer diyagramları, 0u1 kapasitör ve 1k direnç ile oluşturulan salınım devresine sahiptir. Bu, düşük ve yüksek genişliklerde hafif değişimlerle yaklaşık 2 kHz'lik bir şey anlamına gelir. Bu frekansın hareket halindeyken kötü titreşimleri görmemek için yeterli anahtarlama hızı sunduğunu ve diğer yandan LED alçak genişliğini açmak için yeterince yavaş olduğunu düşünüyorum. Ne olduğunu görmek için daha yüksek frekanslar denemek istiyorum (5 ... 10 kHz)

— Dan
kaynak

1

Led'e paralel bir kondansatör koyarsanız, titremekten kaçınmalı ve bunun yerine hafif bir düşüş dalgası veya dalgalanma elde edebilmelisiniz. Frekans yükseldikçe daha uzun 'açık' darbe genişliği en tutarlı ışığı verecektir.

Sıklık seçimi artık bir döngüye kaç farklı genişlikle veya istediğiniz karartma çözünürlüğüne sıkıştırmak istediğinize bağlıdır.

— Nikke
kaynak

Kapak, pwm sinyalini yumuşatmak için hareket etmez mi? LED'in tamamen açık ve tamamen kapalı olması yerine, daha düşük bir ileri akımla sürekli açık olur .. pwm hiç kullanılmamış gibi mi? Anladığım kadarıyla pwm yaklaşımının bir yararı, böyle bir durumdan kaçınarak LED verimliliğini en üst düzeye çıkarmaktı. Yoksa yeterince küçük bir kapak kullanırsanız durum farklı mıdır?

— apraetor

Evet haklısınız, hiç bir pwm yokmuş gibi sinyali "ideal" olarak düzeltir. Önerdiğim nedeni, bazen konsantrasyonu etkilediğinden açma / kapama titremesinden kaçınmak isteyeceğim. Verimliliği en üst düzeye çıkarmayı düşünmedim.

— Nikke

Bir LED aracılığıyla ileri akımı azaltmak etkisizdir ve kesinlikle PWM üzerinde "ideal" yol değildir. Çoğu LED özelliği tam ileri akımda derecelendirilir ve bunlar ileri akım düştükçe spesifikasyon dışında kayar. Örneğin, yüksek güçlü beyaz LED'lerde, ileri akım düştükçe renk sıcaklığı değişecektir. Bu nedenle çoğu LED üreticisi karartma yöntemi olarak PWM'yi tavsiye eder, LED ideal çalışma bölgesinde kalır.

— jduncanator

Buradaki n00b sorusunu affedin, ancak aynı sonucu elde etmek için bir LED şeridine paralel bir kapasitör kullanılabilir mi? Adı geçen kapasitörün boyutu nasıl belirlenir?

— Rob de Jonge

Güç kaynağı bobininden ısıtılabilir frekanslarda (10kHz gibi) ses gürültüsü alma sorunum var. Frekansı 8MHz'de bir AtTiny85'ten tam 31.25 kHz Timer0 olarak değiştirdim, ancak 5050 SMD LED için maksimum desteklenen PWM frekansının ne olduğundan emin değilim. Çalışıyor gibi görünüyor, ancak LED'lerin güvenli özelliklerinde olup olmadığından emin değilim.

— needfulthing