Для определения пульсации света многие используют камеры смартфонов — если свет пульсирует, по экрану бегут полосы, причём чем они чернее, тем пульсация больше.
Но это лишь косвенный «взгляд на пульсацию» — мы видим интерференцию между пульсацией света и работой электронного затвора камеры. На некоторых смартфонах полос может и не быть из-за программного подавления пульсаций.
Сегодня я дам вам возможность увидеть пульсацию непосредственно, как она есть.
С помощью камеры, снимающей со скоростью 1200 кадров в секунду, я зафиксировал пульсацию света обычной лампы накаливания 25 Вт (у ламп накаливания чем меньше мощность, тем больше пульсация) и плохой светодиодной лампы.
Я воспроизвожу видео со скоростью 10 кадров в секунду, поэтому получается замедление в 120 раз.
Лампа накаливания:
Нить лампы накаливания не успевает остыть, поэтому пульсация небольшая — коэффициент пульсации 23%. Это означает, что минимум яркости лишь на 23% меньше уровня максимума. Такая пульсация практически незаметна глазами и вреда от неё нет.
А вот так светит плохая светодиодная лампа.
100 раз в секунду лампа полностью гаснет, а потом загорается снова. Коэффициент пульсации 100%.
Такая пульсация раздражает. Её отлично видно боковым зрением и при быстром переводе взгляда (объекты в поле зрения «распадаются» из-за стробоскопического эффекта). Именно от такой пульсации света устают глаза и может болеть голова.
К счастью, ламп с пульсацией на рынке всё меньше и меньше. Лампы с обычными цоколями E27 сейчас почти все без пульсации, пульсирующие лампы с цоколями E14 ещё встречаются (чаще всего филаментные свечки и шарики). К сожалению, более половины светодиодных микроламп с цоколем G9 имеют пульсацию 100% (очень сложно разместить в малюсеньком корпусе хороший драйвер со сглаживающим конденсатором).
Никогда не используйте в жилых помещениях лампы с видимой пульсацией света. Проверить наличие или отсутствие пульсации можно как с помощью смартфона, так и с помощью обычного карандаша.
© 2018, Алексей Надёжин
Комментарии (41)
sawser
05.07.2018 21:24с сожалением выяснил, что купленный в прошлом году ТВ Samsung UE43M5550AU карандашный тест не проходит ((
SDVdk
05.07.2018 21:37Это вы с плазмой не сталкивались.
Dmitry_Dor
05.07.2018 23:12В PDP/CRT/AMOLED мерцание не ШИМ «стробоскоп», а «бегущая волна» развертки.
При этом «бегущая волна» мерцания PDP/CRT/AMOLED все же не столь травматична для глаз, как «стробоскоп» ШИМ подсветки LCD.
Вот тут я проводил сравнение (с фотографиями)
На фото по ссылке видно, что снимки LCD с ШИМ подсветкой не меняются от поворота камеры, поскольку ШИМ подсветка вспыхивает одновременно по всей площади экрана, направление «сканирования» экрана не имеет значения (поэтому пары снимков с разворотом 90° достаточно), а снимки AMOLED экрана меняются от направления, поскольку результат зависит от взаимного направления «сканирования» камеры и кадровой развертки экрана, и все четыре снимка разные.
P.S. Хотя, конечно лучше когда ничего не мерцает, ни ШИМ «стробоскоп» подсветки LCD, ни «бегущая строка» PDP/CRT/AMOLED.HappyLynx
06.07.2018 09:30Вот интересно, насколько дороги драйвера для ШИМ.
Ведь в подсветке панели установлен далеко не 1 светодиод, и если поставить не 1 драйвер, а несколько, вплоть до 1го драйвера на диод, то можно организовать смещение фаз меандра и в итоге получить эквивалент бегущей волны и даже лучше, т.к. рассеиватель будет сглаживать перепады яркости в пространстве, сильно уменьшив перепады яркости по времени.
AlexeyNadezhin Автор
05.07.2018 21:38Да, пятая серия Samsung пульсирует всегда, когда яркость подсветки меньше 100%. Не пульсирует 6 серия 2017 года и то при яркости от 13-20 (модели 61**) и 10-20 (модели 64**). Телики 2018 года 71** все пульсируют при любых уровнях подсветки, кроме максимального.
SDVdk
05.07.2018 21:36Алексей, а у вас нет планов по тестированию китайского LED света для фото? Сочетание цен, форм-фактора там очень вкусные, CRI (на бумаге) подняли до хороших значений. Можно попробовать скооперироваться с каким-нибудь магазином, который торгует этим у нас; профиты будут и вам, и им.
Вопрос не праздный, т.к. «фирменный» прибор может стоить в 4-5 раз дороже, это если он еще существует и его возят в страну.
alhor
05.07.2018 22:52А если в люстре 8 светодиодных ламп (Икея), их мерцание перекрывает друг друга? И, чтоб два раза не вставать — почему вспыхивает светодиодная лампа, если в выключателе есть индикатор? Спасибо.
AlexeyNadezhin Автор
05.07.2018 22:56+1Так они и мерцают синхронно.
Вспыхивает потому, что через индикатор течёт маленький ток, который заряжает конденсатор в драйвере.u1d
06.07.2018 09:48А если светодиоды не вспыхивают, а постоянной яркостью очень слабенько светят? Это значит какого типа драйвер там? Это в ашанских маломощных лампах по 59руб. так, очень удобно в режиме ночного освещения коридора-туалета: выключателем не надо щелкать, и все видно, и глаз не режет яркий свет.
aamonster
06.07.2018 10:59Я бы проверил их на мерцание. Ибо самый очевидный вариант для такого свечения — вообще без сколько-нибудь осмысленного драйвера (тупо конденсаторный балласт), с полновесным мерцанием 100 Гц.
Хотя в туалете, наверное, не страшно.
usa
06.07.2018 00:04Обычные лампы заменить можно, а вот что делать с теми что со светодиодной полосой внутри? Как раз оказалась у меня такая над столом.
batja84
06.07.2018 02:17Спросите фанатов ленточного освещения, которые бьют себя пяткой в грудь, кричат в каждом топике, что лампы под патрон это пережитки прошлого и их нужно массово исключать из производства. А ещё они очень любят минусы ставить тем, кто высказывается против них.
Здесь минимум два таких представителя есть, они целые статьи пишут об индивидуальном свето-ленточном освещении. О том как это круто, непревзойдённо, а мы с люстрами под стандартный патрон (по их скромному мнению) неандертальцы из каменного века необразованные.pesp
06.07.2018 09:41Так вся беда то не в лентах, а в источнике питания светодиодов. Ленты сделаны так, что им необходимо питание постоянного напряжения. А источники постоянного напряжения чаще всего имеют очень малые пульсации.
В цокольных лампах есть большая вероятность попасть на корявый конденсаторный балласт. Но есть выход — такую лампу легко заменить.
По мне так глупо менять люстру только ради того чтобы установить светодиоды. Как и не разумно брать новую под старые цокольные лампы, если можно купить качественную уже со светодиодами, у которых ресурс огромный. Тут правда нужно быть внимательным, чтобы не нарваться на некачественную.
В моей практике есть случай, когда оооочень известный светильниковый итальянский (сильно не дешевый) бренд здорово лопухнулся с светодиодными светильниками. Они подключили цепочки последовательных диодов параллельно, чтобы набрать 12В без какого либо уравнивающего резистора и подключали все это к источнику НАПРЯЖЕНИЯ. Как результат — через год все умерли. Но было это лет 10 назад, может уже книжку Хорвица и Хилла почитали :-)iskatel
06.07.2018 20:56"" Ленты сделаны так, что им необходимо питание постоянного напряжения. А источники постоянного напряжения чаще всего имеют очень малые пульсации."
При этом существенно ниже КПД (потери на резисторах, изредка стоят линейные стабилизаторы, на которых столь же значительные потери), плавает яркость и нет возможности нормального (по току) диммирования без ШИМ.
iskatel
06.07.2018 20:58Кроме лент, с их неустранимыми недостатками, и светильников под древние сокеты Е14/Е27, разработанные более 100 лет назад под лампы накаливания и плох оподходящие для светодиодных, есть ещё много вариантов.
vasimv
06.07.2018 05:40Раньше в приемниках и телевизорах можно было лампы менять, если они выходят из строя, а сейчас — нельзя, без специальных средств. Минусы технического прогресса, да. :)
iskatel
06.07.2018 21:00на что заменить-то?
под древние сокеты Е14/Е27 практически нет хороших ламп с цветовой температурой выше «лампово-тёплых» 2700К, а также очень мало приемлемо-диммируемых (без ШИМ, пульсаций и жужжания) вариантов.
Вариантов с хорошей цветопередачей и изменяемой цветовой температурой практически нет.
Germanets
06.07.2018 09:45А какое ISO будет достаточно настроить на телефоне\фотоаппарате, чтобы убедиться, что пульсации в пределах вредных для глаз точно нет? Или может быть есть какие-то другие критерии, на которые надо при этом ориентироваться?
Dmitry_Dor
06.07.2018 10:01Достаточно просто посмотреть на экране смартфона с CMOS матрицей и электронным затвором на автомате ISO с близкого расстояния (сантиметров с 10-20).
Если есть пульсации, то они будут видны в виде бегущих полос даже лучше, чем на снимке.
А вот на фотоаппарате с CCD матрицей посмотреть может не получиться. Ну а если центральный затвор, то снимок точно не получится.
Проще самому проверить.ruspartisan
06.07.2018 10:40Многие приложения для камер принудительно подавляют мерцание. и отключить это нельзя, так что телефон — не панацея.
Dmitry_Dor
06.07.2018 10:54Подавление мерцания (если оно есть на данном смартфоне) срабатывает при съёмке. В данном же случае достаточно просто навести камеру смартфона на источник света. Мне пока не попадалось ни одного смартфона, на экране которого не нелья было бы заметить пульсации (при их наличии, конечно).
Nick_Shl
06.07.2018 16:53Включаю режим ProPhoto(даёт возможность играться с параметрами), ISO выставляю максимальное(1600), выдержку выставляю минимальную(1/4000) — любую пульсацию видно отлично
glycol
06.07.2018 11:12У нас в Латвии до сих пор продают много ламп с видимой сильной пульсацией, причем очень часто не проверить по lamptest, так как там наш ассортимент производителей найти не удается. Например, у нас много ламп Acme, часть хорошие, часть пульсируют. Проверяю в магазине карандашным тестом и смартфоном.
Для себя нашел еще один способ проверить, будет ли лампа пульсировать — если она загорается моментально с включением- скорее всего пульсирует, если с небольшой, но видимой задержкой в 0.2-0.5 сек — скорее всего нет, так как там в драйвере стоит нормальный конденсатор.
Neusser
06.07.2018 13:00Фраза «Сегодня я дам вам возможность увидеть пульсацию непосредственно, как она есть» подразумевает, что под катом мне расскажут о способе увидеть пульсацию у себя дома, если она есть. Вместо этого мне показали гифку с пульсирующей лампой, а «возможность увидеть пульсацию» не дали. Кого интересует мигающая лампочка? Как выглядит пульсирующая лампа и так всем ясно.
oam2oam
Такой вопрос — нормируются ли пульсации с частотой выше 1 кГц, и как они сказываются? Как вообще измеряют пульсации?
AlexeyNadezhin Автор
Измеряют очень просто — делают много замеров в течение определённого периода времени и сравнивают минимальное значение яркости с максимальным.
С нормированием пульсаций вообще туго. Каких-либо нормативов на бытовое освещение в России вообще нет.
oam2oam
Я вот это почему спрашиваю — подходящим методом регулирования яркости светодиодов является ШИМ (по той причине, что наибольшая эффективность светодиода только при определенном значении тока). Так вот, если есть задача регулирования светового потока и применен ШИМ, как наиболее энергоэффективный, при этом частота ШИМ более 1 кГц (например) — то пройдет ли такой устройство проверки?
AlexeyNadezhin Автор
Думаю да.
wormball
> наибольшая эффективность светодиода только при определенном значении тока
Я вам открою секрет — это значение тока равно нулю. Ну или какому-то настолько маленькому значению, что ни в одном даташите оно не указывается и не просматривается. Чем меньше ток, тем эффективность больше. Так что шим — самый неэффективный режим работы светодиода. И делают его только потому, что можно сэкономить целую индуктивность и целый диод.
IbhSvenssen
Я всегда думал, что ШИМ делают потому, что он даёт линейное изменение яркости от коэффициента заполнения, чего не скажешь об управлении яркостью током светодиода. Немного довелось поработать с полупроводниковыми лазерами и драйверами к ним, и чтобы получить линейное изменение яркости диода, там обычно используют или диод оптической обратной связи, или токовый драйвер, который управляется по хитрому логарифмическому закону для обеспечения линейности изменения яркости визуально.
vasimv
ШИМ делают потому, что при изменении тока светодиода — меняется не только яркость, но еще и цветовая температура с цветопередачей.
VioletGiraffe
Речь здесь только о белых диодах, я так понимаю? С чем связан такой эффект? Неодинаковый отклик компонентов люминофора на изменение яркости синего диода?
oam2oam
наверно, я немного не так выразился — вот статья Jinno Motomura paper cited, где приводятся данные о том, что пульсирующий свет воспринимается ярче (и причем значительно!), особенно при малых значениях D. И, кстати, что это за схемы такие, что там что-то экономится? По-моему, наоборот, поддерживать постоянный ток гораздо легче и менее затратно (слегка модифицировать flyback, например переставив датчик напряжения в режим работы по току), чем ШИМ…
n12eq3
управление ШИМ разделяет источник питания и потребитель. очень простые и тупые схемы, формально 100% кпд, дешевизна.
управление током более предпочтительно но неприменимо и не имеет смысла при нескольких нагрузках. при использовании в виде отдельного модуля и разделении источник--нагрузка = будет либо неоправданно сложным либо дополнительные потери.
первое более предпочтительно для бомж-вариантов и массового рынка (что и имеется по факту). второе — в составе законченных изделий, без возможности влезания туда кривого пользователя.
oam2oam
Ну я вот ниже написал о задаче. Сижу теперь, считаю — что
дешевлеэффективнее выйдет. И да, нагрузка одна, изделие закрытое, обратная связь есть по освещенности…oam2oam
Но теперь даже и не знаю — считать однако нада :) в такой задаче — что эффективнее при условии поддерживать (малую) освещенность (модель человеческого восприятия, реализованная BH1750FVI), а не светимость, по затратам энергии — ШИМ или управление током? Есть у кого мысли?