Éclairage LED sans scintillement : Tout ce que vous devez savoir
Peut-être avez-vous rencontré un scintillement visible de la lumière dû à des connexions de câblage défectueuses, des ampoules usées et des problèmes d’électricité. Cependant, un type de scintillement moins connu est souvent négligé pour des raisons évidentes – il peut ne pas être visible à l’œil nu.
C’est exact ; les lumières LED ont des scintillements invisibles qui ne sont vus qu’après avoir pris une photo avec votre caméra de smartphone ou lorsqu’elles produisent un effet stroboscopique sur des objets en mouvement.
Parce que le scintillement des LED n’est pas toujours visible à l’œil nu, nous n’avons pas de raison apparente de passer à une lumière LED sans scintillement. Cependant, un examen plus approfondi du sujet révèle pourquoi une lumière sans scintillement est importante.
Qu’est-ce que le scintillement dans les lumières LED ?
Le scintillement dans la lumière LED fait référence à des fluctuations rapides de la luminosité se produisant plusieurs fois par seconde. La vitesse rapide du scintillement le rend souvent invisible à l’œil.
Cependant, il peut avoir des effets neurologiques et physiologiques sur nos corps. Par exemple, vous pouvez ressentir un mal de tête, une fatigue oculaire ou une fatigue due à un scintillement excessif de la lumière. Pire encore, les étudiants peuvent avoir du mal à se concentrer.
Bien que le scintillement soit principalement imperceptible, vous pouvez l’observer dans quelques cas.
Par exemple, il devient perceptible lorsqu’il crée un effet stroboscopique (un phénomène optique qui se produit en raison de l’illumination sans entrave d’un objet en mouvement et le fait apparaître stationnaire ou se déplaçant plus lentement que le taux réel) sur des objets en mouvement.
De même, vous pouvez l’observer sous la forme de lignes verticales striées après avoir pris des photos avec votre smartphone.
D’où vient-il ?
Le scintillement des LED provient de deux sources principales : la modulation de largeur d’impulsion (PWM) et l’alimentation en courant alternatif (AC).
Parlons d’abord de la façon dont l’alimentation en courant alternatif (AC) produit du scintillement. Chaque courant alternatif (AC) a une fluctuation intégrée.
Le courant alternatif alterne entre une tension négative et positive 50-60 fois par seconde sous forme d’ondes sinusoïdales. Il est à noter qu’une tension d’entrée AC de 120 volts représente son niveau de tension moyen. Cela implique qu’elle peut varier entre 120 et 170 volts.
La forme d’onde AC n’est pas compatible car les lumières LED sont fabriquées pour une entrée en courant continu. Par conséquent, les composants électroniques doivent corriger le signal de courant alternatif fluctuant.
Une simple rectification de l’entrée AC peut rendre la LED opérationnelle. Cependant, elle s’arrêtera brièvement ou diminuera drastiquement la lumière émise à chacune des « vallées » deux fois par cycle. En conséquence, l’ampoule LED scintille entre son état éteint et allumé 100-110 fois par seconde.
Une ampoule LED avec des composants électroniques de qualité convertira le signal AC en un signal DC uniforme produisant peu ou pas de scintillement. Par conséquent, les composants électroniques de l’ampoule LED affectent directement la gravité du scintillement.
La PWM est la deuxième source de scintillement dans une ampoule LED. La modulation de largeur d’impulsion est une manipulation délibérée d’une source de courant continu entre les états éteint et allumé de la lumière. Elle peut atteindre des perceptions variables des niveaux de luminosité en changeant le temps relatif entre les états éteint et allumé.
Les LED ont un niveau de luminosité entre 0-100%. Cependant, pour obtenir l’illusion de 50% de luminosité, elles sont soit à 0% (éteintes) soit à 100% (allumées) à intervalles réguliers.
La PWM offre un moyen rapide et fonctionnel d’obtenir l’illusion de gradation. Ainsi, plus la fréquence PWM est efficace, moins le scintillement de la LED est perceptible.
Tout scintillement qui se produit en raison de la PWM est dû à des contrôleurs et des gradateurs PWM à basse fréquence.
Mesurer le scintillement dans les lumières LED
La luminosité de la source lumineuse scintillante produit des fluctuations rapides. L’ampleur de la fluctuation peut être distinguée par une mesure appelée pourcentage de scintillement.
Pour calculer le pourcentage de scintillement, nous mesurons la différence entre les luminosités maximale et minimale affichées pendant un cycle de scintillement.
Les sources lumineuses avec 0% de scintillement indiquent qu’elles ne scintillent pas. Cependant, 100% de scintillement signifie qu’elles fluctuent entre les états allumé et éteint. En général, une source lumineuse avec moins de 5% de scintillement aide à réduire les effets du scintillement.
Diagnostiquer le scintillement des lumières LED
Bien que le scintillement des LED soit presque imperceptible, la gravité du scintillement peut être un problème pour les personnes très sensibles.
Bien que vous puissiez utiliser un photomètre ou un oscilloscope pour déterminer l’étendue du scintillement, l’appareil coûte quelques centaines de dollars par unité de test, ce qui n’est pas une option pratique pour la plupart des gens.
Heureusement, vous pouvez vérifier l’intensité du scintillement en utilisant l’application de caméra intégrée d’un smartphone. Choisissez le mode vidéo au ralenti et pointez-le vers la source de lumière que vous souhaitez vérifier. Ensuite, appuyez sur enregistrer et arrêtez après 4-5 secondes.
Maintenant, lisez la vidéo et regardez-la attentivement. Vous verrez un scintillement ou un clignotement répété si votre lumière LED est en cause. Cependant, si la source de lumière est stable, vous ne rencontrez pas de problème de scintillement.
Pourquoi est-il important d’avoir un éclairage sans scintillement pour les vidéos ?
Les problèmes de scintillement sont très peu probables lors de tournages en extérieur. Cependant, ils peuvent être gênants lors de tournages en intérieur en raison de la visibilité du scintillement.
Vous pouvez supposer que les éclairages tungstène et LED ne scintillent pas car ils sont alimentés en courant continu. Cependant, ce n’est pas le cas pour de nombreuses applications.
Les ampoules tungstène ne scintillent pas dans des conditions normales. Cependant, lorsqu’elles utilisent une source d’alimentation en courant alternatif, le filament de l’ampoule chauffe et refroidit 60 fois par seconde.
Le filament chauffé brille et continue d’émettre de la lumière même en refroidissant. Ainsi, lorsque le cycle suivant commence, il recommence à briller.
En général, l’œil humain ne peut pas le voir car tout cela se passe trop rapidement. Le scintillement n’est pas perceptible dans des conditions de tournage normales car la caméra capture les mêmes impulsions lumineuses dans chaque image.
Cependant, à mesure que les taux de trame de la caméra augmentent, vous aurez des images avec des impulsions lumineuses incohérentes montrant un scintillement.
Par conséquent, les impulsions doivent s’aligner avec le taux de trame pour filmer une vidéo stable et cohérente, ce qui est possible avec une lumière LED sans scintillement.
Conclusion
La gravité de l’effet de scintillement varie en fonction de la source de lumière car différentes sources de lumière présentent différentes fréquences de scintillement.
La meilleure façon de réduire l’effet de scintillement est d’opter pour un éclairage LED sans scintillement.
Non seulement ils minimisent la distorsion dans l’enregistrement vidéo, mais ils réduisent également la fatigue oculaire, les maux de tête et d’autres problèmes associés au scintillement de la lumière.
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