วิธีการเลือกความถี่ PWM ที่เหมาะสมสำหรับ LED?

16

ฉันต้องการควบคุมความสว่างของ LED ด้วย PWM (ผ่านทรานซิสเตอร์ BJT) ฉันควรเลือกความถี่ใดของ PWM

pwm

ระหว่าง 70 ถึง 200 Hz

— starblue

2

@starblue "ระหว่าง 70 ถึง 200 Hz" - 70Hz สร้างการสั่นไหวที่มองเห็นได้สำหรับคนจำนวนมากและการสั่นไหวที่มองเห็นได้ชัดเจนสำหรับทุกคนถ้าผู้เคลื่อนไหว (หรือผู้สังเกตการณ์) เคลื่อนไหว กรุณาใช้ความถี่สูงกว่านั้น ผมอยากแนะนำให้ 200Hz เป็นขั้นต่ำ

— marcelm

@marcelm ใช่มันน่าจะเป็นความคิดที่ดีกว่าที่จะไปให้สูงที่สุดในทางปฏิบัติเพื่อให้ได้แสงที่น่าพอใจที่สุด ตอนนี้ฉันใช้ 1kHz สำหรับแสง RGB ซึ่งเป็นโครงการงานอดิเรก ถึงแม้คุณจะเห็น PWM เป็นแถบเมื่อคุณขยับตาอย่างรวดเร็ว แต่ IMHO นั้นไม่ใช่ปัญหาจริงๆ

— starblue

19

สำหรับคำถามเช่นนี้คุณอาจได้รับคำตอบมากเท่าที่มีผู้สนใจตอบ นี่คือคำตอบของฉัน: มันขึ้นอยู่กับ

นี่คือปัจจัย จำกัด บางประการแรกขีด จำกัด ล่าง:

วิริยะวิสัยทัศน์:
- ผู้คนต่างกันไวต่อการสั่นไหวในแหล่งกำเนิดแสง บางคนอาจสังเกตุเห็นถึงการสั่นไหวแม้ที่ 100 เฮิร์ตซ์ แต่บางอย่างอาจไม่ถึง 10 เฮิร์ตซ์
- การเคลื่อนไหวของแหล่งกำเนิดแสงเทียบกับตาทำให้มองเห็นได้มากขึ้นสั่นไหวปรับขนาดด้วยความเร็วของการเคลื่อนไหว
- ความไวต่อการมองเห็นของมนุษย์ที่ความเข้มแสงต่ำ - ทั้งความเข้มรอบตัวและความเข้มของแหล่งกำเนิด ที่ความเข้มต่ำมากดวงตามีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของความเข้มแสงมากขึ้น ดังนั้น LED ที่ทำงานที่รอบการทำงานต่ำ / กระแสต่ำและในสภาพแวดล้อมที่มืดจะต้องใช้ความถี่ PWM ขั้นต่ำที่สูงขึ้น

ตอนนี้ขีด จำกัด บน:

คุณสมบัติเปิดใช้งาน LED: LED ไม่สามารถสลับที่ความถี่สูงโดยพลการเมื่อระยะเวลาการเต้นของชีพจรใกล้ถึงเวลาเปิดไฟ LED ไม่เคยเปิดเต็มที่จริง ๆ ดังนั้นความเป็นเส้นตรงของการควบคุม PWM จะหายไปตั้งแต่แรกและที่ความถี่สูงขึ้น / กะพริบสั้นลงในที่สุด LED ก็จะหรี่ลงหรือปิด
ขีดความสามารถของผู้ให้บริการ PWM: ไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณจะมีอัตรา PWM สูงสุดของตนเองซึ่งกำหนดขีด จำกัด ได้ยาก
การสูญเสียการสลับ: ระบบการสลับใด ๆ , อิง MOSFET, อิง BJT หรืออื่น ๆ , ประสบการสูญเสียการสลับของพลังงานเมื่ออัตราการเปลี่ยนเพิ่มขึ้น เมื่อถึงจุดหนึ่งสิ่งนี้มีความสำคัญทั้งในแง่ของความร้อนของอุปกรณ์สวิตช์และประสิทธิภาพของการส่องสว่าง

ดังนั้นขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์เหล่านี้และอื่น ๆ ที่มีผลต่อความต้องการเฉพาะของคุณคำตอบที่ถูกต้องอาจอยู่ในช่วง 50 เฮิร์ตถึงไม่กี่โหล KHz

— Anindo Ghosh
แหล่งที่มา

1

Human Vision "รีเฟรช" (Flicker fusion threshold) อย่างน้อย 50 เฮิร์ตถึง 60 เฮิร์ต ผู้คนตาบอดที่กระพริบ 10 เฮิร์ตจะปรากฏให้เห็น ...

— Passerby

2

@ Passerby ไม่มีเงื่อนไขหลายอย่างที่ไม่นับเป็นความตาบอด แต่ทำให้ลดการสั่นไหว โรคไข้หวัดก็เป็นเช่นนั้น ฉันเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาวิสัยทัศน์ของมนุษย์ที่พบว่ามีการสั่นไหวของเพดานถึง 10 เฮิร์ตซ์ในผู้เข้าร่วมหลายคน

— Anindo Ghosh

ขณะนี้ฉันกำลังทดลองใช้ไฟ LED แบบหรี่แสงได้ที่ติดตั้งในพื้นที่นั่งเล่น / ทานอาหารในบ้าน การติดตั้งในขณะนี้คือไฟหรี่ LED Leviton และไฟสปอตไลท์ LemonBest 4W แบบหรี่แสงได้ ที่การตั้งค่าหรี่ไฟต่ำกว่าจะมีการสั่นไหวที่ไม่ดี อยู่ที่ 120 Hz (2 ศูนย์ต่อความยาวคลื่น) และสร้างเอฟเฟกต์สโตรโบสโคป (คุณสามารถเห็นเศษชีสที่ตกลงมาบนอาหารไม่น่าเชื่อหรอก)

— ritter

3

@ Passerby: ดวงตาของเราไม่ทำงานเหมือนจอภาพ เวลาตอบสนองไม่เพียง แต่จะแตกต่างกันระหว่างโคนและแท่งเท่านั้น แต่มันแตกต่างกันระหว่างส่วนต่าง ๆ ของเรตินาและระหว่างระดับแสงที่แตกต่างกันและจากนั้นเพิ่มเข้าไปในที่สุดเราไม่เห็นด้วยตา แต่ด้วยสมองของเรา

— whatsisname

1

ฉันสงสัยว่าคุณยืนยันว่าบางคนไม่สามารถมองเห็นการสั่นไหวได้ถึง 10 เฮิร์ตซ์ พวกเขาจะมีความบกพร่องทางสายตาอย่างรุนแรงหากพวกเขาไม่สามารถตรวจจับการสั่นไหว 25 เฮิรตซ์ในโรงภาพยนตร์ได้ การตรวจจับการกะพริบของอุปกรณ์ต่อพ่วงขั้นสูงมีประโยชน์เมื่อขับรถเพื่อตรวจจับและหลีกเลี่ยงการชนที่เริ่มต้นจากด้านข้าง (เด็ก ๆ วิ่งไปตามถนน) หรือมนุษย์ถ้ำที่เห็นการโจมตีสัตว์เพื่อเหตุผลในการดูแลรักษาด้วยตนเอง @AnindoGhosh คุณต้องการสำรองข้อมูลนี้ด้วยการอ้างอิงหรือไม่? หรือประสบการณ์ส่วนตัว ฉันแนะนำขั้นต่ำ 1kHz> 3kHz ดีกว่า คำตอบของคุณละเลยการปรับปรุงการรับรู้อุปกรณ์ต่อพ่วง NB

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

7

ขึ้นอยู่กับแอพพลิเคชั่นและความไวตามธรรมชาติของดวงตามนุษย์ในการสั่นไหวเมื่อแสงเคลื่อนที่หรือเมื่อดวงตาของคุณเคลื่อนไหวด้วยความไวของอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ได้รับการปรับปรุงให้สั่นไหวในขณะที่การมองเห็นรอบข้าง

คาดิลแลคเป็นหนึ่งในรถคันแรกที่ไม่แนะนำไฟเบรค LED และเราในฐานะวิศวกรสงสัยว่านี่เป็นรายละเอียดที่สำคัญ

ผู้คนจะบอกว่าทำไมไฟเบรกรถยนต์กะพริบเมื่อขับผ่านมุมมองของเรา มันน่ารำคาญสำหรับบางคนที่มีอาการชักที่ไวต่อการสั่นไหวซึ่งมันอาจทำให้เกิด "ตอน"

เนื่องจากเรามีหลอด LED สำหรับบ้านอยู่กับที่เราจึงไม่สนใจบ่อยนัก แต่เรารู้ว่ามีบางสิ่งที่น่ารำคาญสำหรับบางคน มักเป็นเพราะวิศวกรไม่ค่อยรู้เรื่องคำตอบทางชีวการแพทย์มากนักและคิดว่า 150 Hz ก็โอเคเพราะพวกเขาไม่สามารถบอกอะไรได้เลย นั่นเป็นเพราะมันต้องใช้สิ่งประดิษฐ์การเคลื่อนไหวในการตรวจสอบการสั่นไหวหรือภาพเคลื่อนไหวข้ามอุปกรณ์ต่อพ่วงของเรตินา

ช่วงความถี่ที่ฉันแนะนำคือ 300 Hz ขั้นต่ำสำหรับเครื่องเขียนและ 1kHz ขั้นต่ำสำหรับการเคลื่อนไหวปราศจากการสั่นไหว แม้ว่าอุตสาหกรรมได้รับการหย่อนด้วย 300 Hz และความไวของการเคลื่อนไหวของตาต่อพ่วงวูบวาบยังคงอยู่ที่อัตราการสั่นไหวนี้ในไฟท้ายเคลื่อนไหว

สารเรืองแสง LED สีขาวตอบสนองได้เร็วกว่าสารเรืองแสงหลอดทีวีมาก

หากคุณไม่สนใจข้อกังวลของฉันโปรดปฏิบัติตามคำแนะนำของผู้อื่นที่ความถี่ต่ำ

ฉันค้นหาการอ้างอิงเพื่อสำรองประสบการณ์ของฉัน นี่เป็นเพียงตัวอย่างเดียว http://www.thenakedscientists.com/forum/index.php?topic=45126.0

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
แหล่งที่มา

3

เห็นด้วยกับที่กล่าวข้างต้นในระดับต่ำสุด แต่ในช่วงความถี่คลื่นความถี่ที่สูงขึ้นบางครั้งคุณสามารถได้ยินเสียงสลับหากคุณอยู่ในช่วง 1k-15k คุณจะต้องอยู่นอกช่วงเสียงหรือคุณอาจได้ยินเสียงแหลมสูงที่ความถี่ PWM ของคุณ

— ryeager
แหล่งที่มา

2

อย่างที่ฉันได้เห็นไดอะแกรมของหรี่แสง PWM เกือบทั้งหมดที่มี LM555 มีวงจรการสั่นที่เกิดขึ้นโดยตัวเก็บประจุ 0u1 และตัวต้านทาน 1k นั่นหมายถึงบางสิ่งบางอย่างประมาณ 2 kHz ที่มีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยที่ความกว้างต่ำและสูง ฉันคิดว่าความถี่นี้มีความเร็วในการสลับที่เพียงพอเพื่อที่จะไม่เห็นกะพริบที่ไม่ดีเมื่อเคลื่อนที่และในทางกลับกันช้าพอที่จะเปิดไฟ LED ที่ความกว้างต่ำ ฉันต้องการลองความถี่ที่สูงขึ้นเพื่อดูว่าเกิดอะไรขึ้น (5 ... 10 kHz)

— แดน
แหล่งที่มา

1

หากคุณวางตัวเก็บประจุขนานกับหลอดไฟ LED คุณควรหลีกเลี่ยงการกะพริบและรับคลื่นที่ลดลงเล็กน้อยหรือระลอกคลื่นแทน ความถี่ที่สูงขึ้นรวมถึงความกว้างของพัลส์ที่ 'เปิด' อีกต่อไปจะให้แสงที่สม่ำเสมอที่สุด

การเลือกความถี่ในขณะนี้ขึ้นอยู่กับจำนวนความกว้างที่แตกต่างกันที่คุณต้องการสามารถบีบเข้าสู่วงจรหรือความละเอียดที่มืดลงได้

— Nikke
แหล่งที่มา

ฝาครอบจะไม่ทำเพื่อให้สัญญาณ pwm ราบรื่นขึ้นหรือไม่ แทนที่จะเป็น LED ที่เปิดเต็มและปิดอย่างเต็มที่มันจะเปิดอย่างต่อเนื่องโดยมีกระแสไปข้างหน้าลดลง .. ราวกับว่าไม่ได้ใช้ pwm เลย? ความเข้าใจของฉันคือประโยชน์อย่างหนึ่งของวิธีการ pwm คือการเพิ่มประสิทธิภาพ LED โดยการหลีกเลี่ยงสถานการณ์เช่นนี้ หรือสถานการณ์แตกต่างไปจากนี้หากคุณใช้ฝาที่มีขนาดเล็กพอสมควร

— apraetor

ใช่คุณพูดถูกมันจะทำให้สัญญาณราบรื่น "ดีเลิศ" ราวกับว่าไม่มีการใช้ pwm เลย เหตุผลที่ฉันแนะนำคือฉันต้องการหลีกเลี่ยงการเปิด / ปิดกะพริบเนื่องจากบางครั้งมีผลต่อสมาธิ ฉันไม่ได้สะท้อนประสิทธิภาพสูงสุด

— Nikke

การลดกระแสไฟฟ้าไปข้างหน้าผ่าน LED ไม่ได้ผลแน่นอนว่าไม่ใช่วิธี "อุดมคติ" เหนือ PWM คุณลักษณะ LED ส่วนใหญ่ได้รับการจัดอันดับในปัจจุบันไปข้างหน้าเต็มรูปแบบและเหล่านี้จะลอยออกจากสเปคเป็นหยดปัจจุบันไปข้างหน้า ตัวอย่างเช่นในไฟ LED สีขาวกำลังสูงอุณหภูมิสีจะเปลี่ยนไปเมื่อกระแสไปข้างหน้าลดลง นี่คือเหตุผลที่ผู้ผลิต LED ส่วนใหญ่แนะนำ PWM เป็นวิธีการลดแสงไฟ LED ยังคงอยู่ในพื้นที่ของการดำเนินงานที่เหมาะ

— jduncanator

ให้อภัยคำถาม n00b ที่นี่ แต่ใครจะสามารถใช้ตัวเก็บประจุขนานกับแถบทั้งหมดของ LED เพื่อให้ได้ผลลัพธ์เดียวกัน เราจะกำหนดขนาดของตัวเก็บประจุที่กล่าวได้อย่างไร

— Rob de Jonge

ฉันมีปัญหาที่ฉันได้รับเสียงรบกวนจากคอยล์แหล่งจ่ายไฟที่ความถี่ที่ได้ยินได้ (เช่น 10kHz) ฉันเปลี่ยนความถี่เป็น Timer0 เต็ม 31.25 kHz จาก AtTiny85 ที่ 8MHz แต่ฉันไม่แน่ใจว่าความถี่ PWM สูงสุดที่รองรับสำหรับ LED 5050 SMD คืออะไร ดูเหมือนว่าจะใช้งานได้ แต่ฉันไม่แน่ใจว่าอยู่ในรายละเอียดที่ปลอดภัยของ LED หรือไม่

— จำเป็นใน