Varför flimrar LED-lampor när de ses från en kamera?
THE FOREFRONT OF TECHNOLOGY
En blinkningsliknande effekt är ett märkbart flimmer i till synes perfekt fungerande LED-lampor när de ses genom en kamera.
Har du någonsin sett en LED-lampa göra en flimrande bild i din kamera, men som fungerar normalt när den visas direkt?
Om inte, prova detta mycket enkla experiment. Slå på din smarta telefonkamera och rikta den mot en källa med LED-ljus. Om du har en bil med varselljus kan detta märkliga fenomen lätt observeras när det ses genom en smartphonekamera.
LED-lampor flimrar med hastigheter som är omärkliga för det mänskliga ögat.
Som hobbyjournalist har jag stött på flera fotografer som irriterat rycker ut håret när en bils lampor ser ut att flimra. Hur frustrerande det än kan vara för fotografer som vill ta vackra bilder av sina tjusiga turer, förklaras det ganska enkelt som en konflikt mellan två fenomen.
Vad är Strobe-effekten?
Om du skulle bläddra i dina gamla fysikböcker, skulle du stöta på en mänsklig tendens som kallas “synens uthållighet”. Vi fortsätter att uppfatta saker, även när de upphör att vara framför oss. Detta resulterar i att vi kan se händelser som kontinuerliga, snarare än en uppsättning diskreta stillbilder.
Rörliga bilder är en uppsättning stillbilder som verkar flytande för det mänskliga ögat, p.g.a. vår ihärdiga syn (Foto: Pixabay)
LED tänds och av med en mycket hög frekvens som är omärklig för det mänskliga ögat. På grund av detta ser vi lampor som PÅ, tills vi faktiskt stängde av strömbrytaren.
På liknande sätt är videor faktiskt en serie bilder tagna i snabb följd. Dessa bilder tas med en blåshastighet mätt i bildrutor per sekund eller FPS. När den spelas tillsammans lurar denna ihållande syn vår hjärna att se händelserna på skärmen som en kontinuerlig flytande rörelse.
När FPS överskrider frekvensen för LED-växling, visas flimmer på skärmen som ett uppenbart fel. Detta är känt som stroboskopeffekten.
Varför tänds och släcks lysdioder från början?
Flimrande hänvisar till att en lysdiod snabbt växlar mellan dess på och av. Huruvida de flimrar eller inte beror på vilken typ av ström som tillförs dem.
Lysdioder som flimrar vanligtvis gör det. så vid omärkligt höga hastigheter och är därför inte synliga för blotta ögat. Därför kan du vara säker på att allt flimmer som syns på kameran i själva verket är ljuset som fungerar normalt. Den enda blinkningen som borde vara en anledning till oro är när den är synlig för blotta ögat.
Men att säga att de flimrar hela tiden under drift är ett mycket brett uttalande.
Likström (DC) matning En myntcell är en källa till likström som håller lysdioden “på” hela tiden om inte kretsen är bruten (Fotokredit : Pixel Enforcer/Shutterstock)
När likström tillförs en LED, låt oss säga med hjälp av ett batteri; elektronerna i dioden är alltid i ett spänningstillstånd. På grund av detta fortsätter de att släppa ut ljusenergi och förblir påslagna tills kretsen bryts.
En LED från en DC-källa verkar inte flimra när den ses på kameran.
Växelström (AC) matning
Växelström tillförs vanligtvis från källor som vägguttag. Till sin natur slås en växelström på två gånger och av tre gånger i en cykel. Således återvänder de strömsatta elektronerna till sina skal 3 gånger genom att förbruka all sin energi som ljus, bara för att strömsättas igen. På grund av detta verkar en LED-lampa ansluten direkt till en växelströmskälla flimra i en video.
LED-lampor är anslutna till drivrutiner som konverterar AC till DC (Fotokredit: flickr )
Det är dock inte möjligt att ansluta lysdioder direkt till växelströmmar , eftersom deras liv minskar dramatiskt på grund av cykling mellan stater. De är alltså anslutna till regulatorer som kallas “drivrutiner”, som omvandlar AC till DC, innan de dirigeras in i ljuset. En lysdiod som fungerar via en drivrutin flimmer inte.
Pulsbreddsmodulering
Pulsvågsmodulering (röd) bryter den kontinuerliga energiinmatningen (blå) i diskreta buntar (Fotokredit: Shutterstock)
Med överföringsteknikens utveckling kan LED-lampornas flimmer på kameran inte bara tillskrivas AC- eller DC-strömförsörjning.
Det är möjligt för LED-lampor som drivs av förare att visa flimmer. För att uppnå en minskning av strömförbrukningen kan strömförsörjningen buntas till diskreta strömpulser, istället för en kontinuerlig strömförsörjning. Detta resulterar i flimmer liknande det som observeras i växelström. Detta är känt som pulsbreddsmodulering. Pulsbreddsmodulering används ofta i dämpande ljus och varselljus för bilar.
Kan flimmer stoppas?
Det skulle vara ganska föga hjälpsamt att stoppa själva flimmern; men den irriterande stroboskopeffekten är vad vi försöker eliminera.
Medan att eliminera stroboskopeffekten är en otrolig uppgift precision, den reduceras lätt genom att justera bildhastigheten och slutartiden till multiplar av frekvensen för växelströmsströmmen.
Förutom i Amerika tillförs växelström med hastigheten 50 Hz, vilket innebär att strömmen kommer att ändra sitt tillstånd mellan på och av 50 gånger på en sekund.
Genom att justera kameraparametrarna, nämligen slutarhastighet och bildhastighet till värden som är multiplar eller bråkdelar av 50, kan en signifikant minskning av stroboskopeffekten uppnås.
Vissa lysdioder tillhandahålls av förare som kan justera flimmer genom att justera deras på/av-cykel. Genom att justera deras flimmerhastighet så att den överstiger kamerans bildfrekvens kan stroboskopeffekten effektivt elimineras.
Gör också glödlampor flimmer?
Precis som lysdioder, tänds och släcks glödlampor också med växelström. Som sagt; glödtråden inuti glödlampan kyls inte ner tillräckligt under avstängt tillstånd på ett sätt som skulle synas på något signifikant sätt på kameran.
Medan glödlampor också tänds och släcks, tänds inte glödtråden (orange) kyla ner tillräckligt för att uppvisa stroboskopeffekten (Fotokredit: tjugo20)
Därför skulle det inte vara möjligt att se glödlampor flimra på kameran.
Så nästa gång du se lysdioder som flimrar på video, du vet bättre än att dra ut dem ur sina höljen i frustration för att få dem reparerade. När allt kommer omkring, varför reparera något som inte är trasigt i första hand!
