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.
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+
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.
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+
Tu peux expliquer ce phénomène? Ne serait-ce que vaguement?Envoyé par Jack
Merci pour ton aide!
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+
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
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.
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.
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+
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.
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.
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
fais l'expérience dont j'ai parlé précédemment et tu verras.je pense que l'oeil est sensible à la quantité moyenne de lumière reçue sur cet intervalle de 20 ms
J'espère avoir des infos un peu plus formelles si je retrouve le bouquin dont j'ai parlé.
A+
D'après ce que tu dis, ce bouquin parle des LED elle-mêmes, pas de l'oeil...
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+
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,
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)
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).
Click,
Salut,
petites considération électro-optiques:
la perception visuelle ne s'établit pas et ne s'arrête pas instantanément avec la cause qui l'a produite.
(Voir mon petit dessin "graph_perception").
Par exemple si l'intensité s'établit à l'instant t1 et s'arrête à l'instant t4, la perception du changement de phénomène s'effectue de la manière suivante:
La perception démarre à t1, le maximum est obtenu en t2 avec quelquefois un petit dépassement (pour la crête de l'intensité lumineuse); cette valeur décroit en t4 et disparait en t5.
Temps de retard: t0 à t1.
Temps d'accès: t1 à t2.
Temps de persistance: t3 à t4.
Temps de disparition: t4 à t5.
L'effet physiologique dépend de l'observateur, de l'éclairage ambiant, et de la crête lumineuse de la source.
Du point de vue photométrique, nous savons (ou pas) par la loi de Talbot que l'effet lumineux d'un pulse de lumière à un fréquence supérieure à la fréquence de fusion de l'oeil, donne un flux F qui est fonction du temps et de la période T:
f=1/T(intégrale de 0 à T) F(t)dt
L'oeil dans ce cas réalise une intégration de la sensation photométrique.
Quand la fréquence utilisée est supérieure à 50Hz et que le rapport cyclique est égal ou inférieur à 0,25, l'efficacité physiologique est une fonction constante qui ne dépend plus de la fréquence.
Au dessus de cette valeur, il faut considérer la fréquence de rafraichissement:
Elle se trouve en dessous de la fréquence de fusion de l'oeil, il se produit ce que l'on nomme un phénomène de scintillement.
Cette impression de fluctuation de la luminance arrive quand la variation de fréquence de la lumière se situe entre quelques Hertz et la fréquence de fusion de l'oeil.
La fréquence de fusion est la fréquence de la succession des images sur la rétine de l'oeil au dessus de laquelle la différence de luminosité n'est plus perceptible.
La fréquence de fusion peut varier de 25Hz à 50Hz.
Vous voyez sur le dessin du bas:
partie 1:
impression de scintillement et pour une fréquence < 10Hz, on applique la loi de Blondel et Ray (désolé pour le formalisme)
La=Ls(t- / t+t0) (lire t- sur t+t0)
La est la luminance apparente et Ls la luminance de la source.
Sur la partie 2:
L'intensité lumineuse moyenne dépend essentiellement des variations des crêtes de luminance.
Partie 3:
Le phénomène disparait et on peut utiliser la loi de Talbot.
J'espère vous avoir un peu "éclairé" sur le sujet.
HULK
Ah ben là je crois que vous nous avez vraiment bien éclairés! Moi en tout cas, j'en suis tout ébloui!
Cependant, j'attends avec grande impatience la validation de votre pièce jointe pour voir le graphe...
Merci bcp pour cette réponse complète et pertinente!
merci Hulk28,
voilà bien longtemps que je cherchais ce genre d'info.
Il y a un point sur lequel tu peux m'éclairer: sur ta première courbe (t0, t1, t2, etc..) qui représente notre perception si j'ai bien compris, quelle est la forme du stimulus qui a engendré cette perception?
Il serait intéressant de l'avoir en concordance de temps.
A+
j'avais loupé ce post:Code PHP: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
Je n'ai jamais dit que la perception était indépendante du rapport cyclique. J'ai juste constaté que ma perception ne l'intensité lumineuse diminuait moins vite que le rapport cyclique.
A+
Oui désolé Jack tu avais bien raison... mais je suis du genre sceptique alors il en faut beaucoup pour vaincre mes a priori...
Merci à tous!
j'ai remis la main sur le fameux bouquin.
Je cite:
"le GaAsP a la propriété d'avoir un rendement lumineux (lumière émise par unité de courant) qui augmente avec le niveau du courant crête.
C'est pourquoi, à courant moyen constant, l'emploi d'un facteur cyclique plus faible et d'un courant crête plus important améliore l'émission lumineuse..."
Une courbe donne la relation entre le courant pic et le rendement relatif (à 5mA). On peut voir par exemple que le rendement est amélioré d'environ 50% entre des pics de 5mA et des pics de 25 mA.
Hulk28, as-tu lu ma question dans mon post #21?
A+
Oui, Jack, c'est ce que j'avais cru comprendre, mais j'ai perdu mes sources (crash DD).
En gros, on fait du PWM, mais avec un courant max plus important, tout en gardant la même puissance (en moyenne). Au final, l'impression lumineuse est plus intense.
"La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick
Salut à tous,
Jack je te prépare le graphe de la source en rapport avec le résultat du phénomène de perception, je rentre à peine du boulot.
A+
HULK
La manière la plus simple de démontrer l'avantage réel de l'affichage multiplexé est d'étudier les compromis électrique/optique:
En supposant qu'un MAN6660 de Général Instrument soit utilisé, aussi bien en continu qu'en multiplexé, et que le courant moyen soit fixé à 10mA dans les 2 cas, on peut faire la comparaison suivante:
A 10mA continu, d'après les fiches technique, l'intensité lumineuse moyenne par segment sera de l'ordre de 1000µcd.
En multiplexant à 80mA avec un rapport cyclique de de 1,8 soit 12,5%, la lumière émise par un segment est multipliée par un facteur de 1,85, ce qui donne donc 1850µcd.
Au courant moyen de 10mA, la configuration en multiplexé demande 2,6V*10mA=26mW par segment.
Pour garantir la même intensité lumineuse de 1850µcd, la configuration en continu exigera un courant de 18,5mA, soit une puissance de 1,9V*18,5mA=35,15mW.
En choisissant la configuration multiplexée, on peut économiser énormément d'énergie, comme le montre cet exemple:
35,15-26=9,15mW par segment!
Pour une configuration à 8 digits par exemple, l'économie est donc de: 9,15*7*8=513mW!
Je pense que vous êtes convaincu si besoin était du principe du multiplexage et de ses avantages sur le mode continu.
A+
HULK
merci pour les graphes Hulk28.
Mais du coup, il y a une chose qui ne me semble pas claire: pour moi, la persistence rétinienne correspondait à l'impression de toujours voir la source lumineuse alors que celle-ci n'émettait plus.
Alors que dans ton graphe, la durée de persistence rétinienne correspond à une durée pendant laquelle la source émet. Il me semble logique que tant que la source émet on perçoive celle-ci. Pourquoi alors l'appeler "persistence"?
A+
En réalité le phénomène de persistance intervient avant même que la source disparait, c'est un phénomène plus complexe qui fait intervenir des mécanismes du cerveau et déclenche une "mémorisation" de l'information et dès lors le temps qui lui succède et précède l'extinction n'agit plus réellement.
Il s'"apprécie" physiquement au moment de l'arrêt de l'évènement lumineux puisqu'il perdure et décroit enfin jusqu'à t5.
J'espère avoir été clair.
HULK
C'est très intéressant cette histoire. Dans un de mes projets, je fais du PWM (8kHz, 8bits) sur des LED de haute puissance et j'ai remarqué qu'effectivement, la luminosité subjective (celle que je vois et interprète) n'est pas linéaire avec le rapport cyclique. Variations assez fortes au début pour peu de variations sur la fin. J'ai pensé à tabuler les valeurs mais ce n'est pas encore fait...
Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.
