Pourquoi une LED a meilleur rendement en clignotant

[lignux]

Bonjour,

Les LED de moyenne puissance, comme on en trouve par exemple dans les GSM qui font lampe de poche, n'émettent pas en continu. Elles clignotent à une fréquence que j'estimerais autour de 50 Hz. Je sais qu'il s'agit d'une question de rendement.
Je me demande pourquoi?

Merci.

[Jack]

C'est à cause de la persistence rétinienne.

Même lorsque la led est étente, tu as l'impression pendant un court laps de temps qu'elle est encore allumée.

Il n'est donc pas utile de la laisser allumée en permanence, ce qui améliore le rendement.

A+

[lignux]

Ok merci, mais l'oeil n'est-il pas sensible à la puissance lumineuse moyenne perçue? Auquel cas cela ne change strictement rien... le fait que la LED ne soit allumée que la moitié du temps devrait la rendre deux fois moins lumineuse auprès de nos yeux.

L'explication résiderait dans nos yeux? J'en doute. Je crois qu'une LED clignotante a bien un rendement lumineux meilleur, mais je ne comprends pas pourquoi.

[Jack]

la relation entre l'intensité moyenne dans la led et la luminosité perçue n'est pas linéaire.

Mais il y peut-être bien aussi des conditions de rendement optimum de la led elle-même. Je crois me souvenir d'avoir lu ça dans un bouquin de hewlett packard.

J'essaierai de remettre la main dessus.

A+

[lignux]

Envoyé par Jack

la relation entre l'intensité moyenne dans la led et la luminosité perçue n'est pas linéaire.

Tu peux expliquer ce phénomène? Ne serait-ce que vaguement?

Merci pour ton aide!

[Jack]

je pense que c'est physiologique, un peu comme la relation entre la puissance sonore et la perception de ce son. La relation est logarithmique il me semble.

A+

[dj hasttre]

Bonjour ;
Je suis totalement d'acord avec Jack on fais clignoter une led a une certaine frequence car cela ne serre a rien de la laisser allumer je t'explique :
Des que ton oeil percois un signal lumineux se signal reste graver sur ta corner pendant 20mS ( ce que l'on apelle la persistance retinienne " desoler pour l'ortographe je c'est pas comment ca s'ecrit")
Donc le principe est d'allumer la led de l'eteindre et de la rallumer le tout en 20mS maximun sinon ton oeil va voir un sintillement
Et c'est donc poursa Que EDF a choisi 50 Hz pour sa frequence electrique car F=1/T =1/0.02 ==> 50 et oui enfaite c'est tout simple

J'espere avoir repondu a ta question

Cordialement

Dj Hasttre

[lignux]

Oui mais justement, la relation est logarthmique, et non exponentielle. Donc c'est juste l'inverse, l'oeil devrait être moins sensible à une forte lumière clignotante qu'à une lumière continue. Mais de toute façon, pour des fréquences supérieures à celle de l'oeil (je veux dire, invisibles à cause de la rémanence rétinienne) cela ne change rien.

Et de façon globale, c'est la pupille qui, par sa contraction/dilatation, diminue la sensibilité de l'oeil aux fortes intensités. Cela ne joue donc absolument pas dans aux fréquences dont il est question avec la LED.

[lignux]

Désolé Dj Hasttre, mais cela ne répond pas à ma question. Comme je l'ai déjà dit en réponse à Jack, je pense que l'oeil est sensible à la quantité moyenne de lumière reçue sur cet intervalle de 20 ms. Qu'il s'agisse d'un clignotement d'une durée de 1 ms et d'intensité 10, ou d'une lumière continue d'intensité 1, ça revient au même pour l'oeil, et pour la consommation électrique.
Si tu as un clignotement de 1 ms et d'intensité 1, ça paraîtra 10 fois moins lumineux (en supposant une échelle linéaire pour l'oeil...)

Quant à EDF, c'est vrai qu'ils doivent avoir une fréquence d'au moins 50 hz pour éviter le scintillement, mais ce n'est pas pour que les ampoules consomment moins qu'ils font de l'alternatif... Contrairement au cas de la LED de mon gsm qui est à la base alimenté en continu.

[Jack]

Tu peux faire une expérience:

tu allumes ta led en la faisant traverser par un courant constant de 10mA, puis tu module ce courant avec un rapport cyclique de 50% par exemple.

Tu n'auras pas l'impression que l'intensité perçue a diminué de moitié. Le rensement a donc été amélioré

A+

[alex.com]

Le clignotement des leds en application d'éclairage est principalement dut à la PWM. La fréquence choisis est de manière à ne pas perturber l'oeil tout en ayant une modulation du courant possible afin de regler la luminosité. Autre avantage du pilotage en fréquence: absence de résistance et donc par le fait perte d'énergie dissiper dans la resistance. On peut ainsi alimenter une led dont la tension de seuil est de 2V (par exemple) directement en 6V par brefs impulsions. Sinon on recours souvent à ce type de pilotage pour pouvoir multiplexer, c'est surement le cas dans les petit appareils electronique comme les telephones, on évite ainsi d'utiliser un port du MCU exclusivement pour la LED.
Quand au 50Hz d'EDF il est lié surtout à ce qui pouvait etre fait à l'époque en matière d'alternateur, et lee besoin d'un courant alternatif est justifié par tout les transfos que chacun utilise, et il y a moins de perte en alternatif qu'en continu dans les lignes.

[lignux]

Envoyé par alex.com

il y a moins de perte en alternatif qu'en continu dans les lignes.

Je crois que c'est l'inverse...

Ok pour le réglage de la puissance... mais dans le cas de la LED de mon GSM, ça n'a aucun intérêt. Le seul but est de tirer un max de puissance à partir de la LED installée. Ou alors, ce serait simplement pour éviter de la griller en l'alimentant directement avec le 3,6 V de la batterie? Là je comprendrais.

Envoyé par Jack

Tu peux faire une expérience:

tu allumes ta led en la faisant traverser par un courant constant de 10mA, puis tu module ce courant avec un rapport cyclique de 50% par exemple.

Tu n'auras pas l'impression que l'intensité perçue a diminué de moitié. Le rensement a donc été amélioré

A+

Je suis sceptique... Je n'ai pas de quoi faire cette expérience, mais soit, je veux bien te croire sur parole si tu peux m'expliquer ce phénomène.
Si on suit ton raisonnement, on peut aussi bien mettre un rapport cyclique de 10%, ou 5%, voir 1%, et l'oeil ne verrait toujours pas la différence? Mon oeil

[Jack]

je pense que l'oeil est sensible à la quantité moyenne de lumière reçue sur cet intervalle de 20 ms

fais l'expérience dont j'ai parlé précédemment et tu verras.

J'espère avoir des infos un peu plus formelles si je retrouve le bouquin dont j'ai parlé.

A+

[lignux]

Envoyé par Jack

Mais il y peut-être bien aussi des conditions de rendement optimum de la led elle-même. Je crois me souvenir d'avoir lu ça dans un bouquin de hewlett packard.

D'après ce que tu dis, ce bouquin parle des LED elle-mêmes, pas de l'oeil...

[Jack]

C'est un bouquin qui rassemble des tas de notes d'application sur ses produits opto, notamment sur la manière idéale de piloter des leds.

A+

[click]

a Lignux

LES DEUX ! Mon capitaine.

En statique les leds ont un rendement lumineux qui dépend de la température. Je t'ai mis un graph de rendement d'une led classique sml-210 (je l'ai prise au hasard).

Les leds chauffent peu mais chauffe quand même ! Donc quand tu les utilises en PWM tu fais baisser la température globale de l'enveloppe de la LED. Tu te situes donc dans une Zone ou son rendement est bien meilleur.

Par rapport à ta remarque de ne pas utiliser de résistance en sur-alimentant la LED ça marche mais tu réduis beaucoup sa durée de vie. Tu verra sa dans des montages amateurs mais pas dans des appareils grand public.

Maintenant en utilisant la persistance rétinienne tu va encore diminuer l'énergie dépensée a "ressenti lumineux" égal. Par contre si tu fais la mesure de puissance elle baisse en même temps que l'énergie électrique. Si tu fais un PWM (100hz couramment utilisé) de 100% a 0%, tu va avoir au niveau de la puissance "ressentie par l'oeil" un plateau (en fait une légère décroissance mais insensible) jusqu'a une certaine valeur puis une inflexion marqué qui donne une décroissance jusqu'a 0. La forme de la décroissance est il me semble assez linéaire mais il faux que je vérifie, ainsi que pour le point d’inflexion.

Et si on doit comparer les deux effets, c’est la persistance retienne qui te fait gagner le plus de rendement !!

Cordialement,

[lignux]

Ok merci pour vos réponses...

Je suis très étonné par cette histoire de "plateau" au niveau de la puissance perçue par l'oeil... mais je vous crois volontiers vu que vous semblez tous d'accord sur ce sujet.

Je reste intéressé par plus d'infos sur ce sujet... (pas facile d'en trouver sur internet)

[click]

Comme t'indiquais jack le meilleur moyen de t'en rendre compte c'est de faire l'expérience.
Sinon j'ai quelque part au boulot une note d'application d'un fabricant de leds là dessus. Si je remet la main dessus je le post. Mais pas avant deux semaines (vacances).

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