Vous avez peut-être déjà été confronté à un scintillement visible de la lumière dû à des connexions électriques défectueuses, à des ampoules usées ou à des problèmes d'électricité. Cependant, un type de scintillement moins connu est souvent négligé pour des raisons évidentes : il n'est pas toujours visible à l'œil nu.
En effet, les lampes LED présentent des scintillements invisibles que l'on ne voit qu'après avoir pris une photo avec l'appareil photo de son smartphone ou lorsqu'elles produisent un effet stroboscopique sur des objets en mouvement.
Le scintillement des LED n'étant pas toujours visible à l'œil nu, nous n'avons pas de raison apparente de passer à une lampe LED sans scintillement. Cependant, un examen plus approfondi du sujet révèle l'importance d'une lumière sans scintillement.
Qu'est-ce que le scintillement des lampes LED ?
Le scintillement de la lumière LED se réfère à des fluctuations rapides de luminosité se produisant plusieurs fois par seconde. La rapidité du scintillement le rend souvent invisible à l'œil.
Cependant, il est possible qu'elle ait neurologiques et physiologiques sur notre corps. Par exemple, vous pouvez souffrir de maux de tête, de fatigue oculaire ou de fatigue due à un scintillement excessif de la lumière. Pire encore, les étudiants peuvent avoir des difficultés à se concentrer.
Bien que le scintillement soit généralement imperceptible, vous pouvez l'observer dans quelques cas.
Par exemple, il se fait remarquer lorsqu'il crée un effet stroboscopique (un phénomène optique qui se produit en raison de l'éclairage sans entrave d'un objet en mouvement et qui donne l'impression qu'il est immobile ou qu'il se déplace plus lentement que la vitesse réelle) 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 : Modulation de largeur d'impulsion (PWM) et l'alimentation en courant alternatif.
Voyons d'abord comment le courant alternatif produit du scintillement. Chaque courant alternatif (CA) présente des fluctuations intégrées.
Le courant alternatif alterne entre une tension négative et une tension positive 50 à 60 fois par seconde sous la forme d'ondes sinusoïdales. Il convient de noter qu'une tension d'entrée de 120 volts CA représente son niveau de tension moyen. Cela signifie qu'elle peut varier entre 120 et 170 volts.
La forme d'onde du courant alternatif n'est pas compatible car les lampes LED sont fabriquées pour une entrée de courant continu. Par conséquent, les composants électroniques doivent fixer le signal fluctuant du courant alternatif.
Un simple redressement de l'entrée en courant alternatif peut rendre la DEL opérationnelle. Cependant, il arrêtera brièvement ou diminuera considérablement la lumière émise dans chacune des “vallées” deux fois par cycle. Par conséquent, l'ampoule LED oscille entre l'état éteint et l'état allumé 100 à 110 fois par seconde.
Une ampoule LED dotée de composants électroniques de qualité convertira le signal alternatif en un signal continu régulier produisant peu ou pas de scintillement. Par conséquent, les composants électroniques de l'ampoule LED ont une incidence directe sur la gravité du scintillement.
Le PWM est la deuxième source de scintillement dans une ampoule LED. La modification de la largeur d'impulsion est une manipulation délibérée d'une source de courant continu entre l'état éteint et l'état allumé de la lumière. Elle permet d'obtenir des perceptions variables des niveaux de luminosité en modifiant le temps relatif entre les états d'extinction et d'allumage.
Les LED ont un niveau de luminosité compris entre 0 et 100%. Cependant, pour obtenir l'illusion d'une luminosité de 50%, elles sont soit à 0% (éteintes), soit à 100% (allumées) à intervalles réguliers.
Le PWM offre un moyen rapide et fonctionnel d'obtenir l'illusion de la gradation. Ainsi, plus la fréquence PWM est efficace, moins le scintillement des LED est important.
Tout scintillement qui se produit à cause de la MLI est dû aux contrôleurs et gradateurs MLI à basse fréquence.
Mesure du scintillement des lampes LED
La luminosité de la source lumineuse scintillante produit des fluctuations rapides. L'ampleur de la fluctuation peut être distinguée à l'aide d'une mesure appelée pourcentage de scintillement.
Pour calculer le pourcentage de scintillement, nous mesurons la différence entre les luminosités maximale et minimale affichées au cours d'un cycle de scintillement.
Les sources lumineuses présentant un scintillement de 0% indiquent qu'elles ne scintillent pas. En revanche, un scintillement de 100% signifie qu'elles fluctuent entre l'état allumé et l'état éteint. D'une manière générale, une source lumineuse dont le scintillement est inférieur à 5% permet de réduire les effets de scintillement.
Diagnostiquer le scintillement de la lumière LED
Bien que le scintillement des LED soit presque imperceptible, sa gravité peut gêner les personnes très sensibles.
Il est possible d'utiliser un luxmètre ou un oscilloscope pour déterminer l'ampleur du scintillement, mais 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 à l'aide de l'application caméra intégrée d'un smartphone. Choisissez le paramètre "vidéo au ralenti" et dirigez l'appareil vers la source lumineuse que vous souhaitez vérifier. Appuyez ensuite sur le bouton d'enregistrement et arrêtez la vidéo au bout de 4 à 5 secondes.
Lancez maintenant la vidéo et observez-la attentivement. Vous constaterez un scintillement ou un clignotement répété si c'est votre lampe LED qui est en cause. En revanche, si la source lumineuse est stable, vous ne rencontrerez 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 en extérieur. Cependant, ils peuvent être gênants lors de prises de vue à l'intérieur, car le scintillement est très perceptible.
Vous pouvez supposer que les éclairages au tungstène et à LED ne scintillent pas parce qu'ils sont alimentés en courant continu. Cependant, ce n'est pas le cas pour de nombreuses applications.
Les ampoules au tungstène ne scintillent pas dans des conditions normales. Cependant, lorsqu'on utilise une source d'alimentation en courant alternatif, le filament de l'ampoule se réchauffe et se refroidit 60 fois par seconde.
Le filament chauffé brille et continue d'émettre de la lumière même lorsqu'il refroidit. Ainsi, lorsque le cycle suivant commence, il recommence à briller.
En général, l'œil humain ne peut pas le voir parce que tout cela se produit trop rapidement. Le scintillement n'est pas perceptible dans des conditions de prise de vue normales, car l'appareil photo capture les mêmes impulsions lumineuses dans chaque image.
Cependant, lorsque les fréquences d'images de la caméra augmentent, on obtient des images dont les impulsions lumineuses sont incohérentes et qui présentent un scintillement.
Par conséquent, les impulsions doivent s'aligner sur la fréquence d'images pour produire 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 lumineuse, car les fréquences de scintillement varient d'une source lumineuse à l'autre.
La meilleure façon d'atténuer l'effet de scintillement est d'opter pour un éclairage LED sans scintillement.
Non seulement ils minimisent la distorsion lors de l'enregistrement vidéo, mais ils réduisent également la fatigue oculaire, les maux de tête et d'autres problèmes liés au scintillement de la lumière.
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